2019年高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 恒定電流 第2課時 閉合電路歐姆定律課件 教科版.ppt

第2課時閉合電路歐姆定律 基礎(chǔ)回顧 核心探究 演練提升 基礎(chǔ)回顧自主梳理 融會貫通 知識梳理 一 電源的電動勢和內(nèi)阻1 電動勢 1 定義 電動勢在數(shù)值上等于把1C的正電荷在電源內(nèi)從移送到所做的功 2 表達(dá)式 E 單位 V 3 物理意義 反映電源把轉(zhuǎn)化為的本領(lǐng)大小的物理量 2 內(nèi)阻 電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的 也有電阻r 叫做電源的 它是電源的另一個參數(shù) 非靜電力 負(fù)極 正極 其他形式的能 電勢能 內(nèi)阻 二 閉合電路的歐姆定律1 內(nèi)容 閉合電路的電流跟電源的電動勢成 跟內(nèi) 外電路的電阻之和成反比 2 公式 1 I 只適用于純電阻電路 2 E 適用于所有電路 3 路端電壓U與電流I的關(guān)系 1 關(guān)系式 U 正比 U外 Ir E Ir 2 電源的U I圖像 當(dāng)電路斷路即I 0時 縱坐標(biāo)的截距為 當(dāng)外電路電壓U 0時 橫坐標(biāo)的截距為 圖線的斜率的絕對值為電源的 電源電動勢 短路電流 內(nèi)阻 自主檢測 1 思考判斷 1 電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量 2 電動勢由電源中非靜電力的特性決定 與電源的體積無關(guān) 與外電路無關(guān) 3 電動勢是電源兩極間的電壓 4 閉合電路中的短路電流無限大 5 閉合電路中外電阻越大 路端電壓越大 6 在閉合電路中 外電阻越大 電源的輸出功率越大 7 電源的輸出功率越大 電源的效率越高 答案 1 2 3 4 5 6 7 2 多選 若E表示電動勢 U表示外電壓 U 表示內(nèi)電壓 R表示外電路的總電阻 r表示內(nèi)電阻 I表示電流 則下列各式中正確的是 A U IRB U E UC U E IrD U E BD 解析 內(nèi)電壓與電流的關(guān)系為U Ir 選項A錯誤 外電壓與電動勢的關(guān)系為E U Ir 選項C錯誤 3 2018 黑龍江雞西期末 用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)電阻 依照數(shù)據(jù)畫出了圖線 如圖 則測得電動勢E V 內(nèi)阻r 答案 1 60 6 4 2017 吉林大學(xué)附中七模 多選 在如圖所示的電路中 開關(guān)閉合后 燈泡L能正常發(fā)光 當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時 下列判斷正確的是 A 滑動變阻器R連入電路中的阻值變小B 燈泡L變暗C 電源消耗的功率增大D 電容器C所帶電荷量增加 BD 解析 當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時 滑動變阻器R連入電路的阻值增大 選項A錯誤 R增大 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電路中電流減小 燈泡L將變暗 選項B正確 電源消耗的總功率P EI 電流減小 P減小 選項C錯誤 路端電壓U E Ir增大 則電容器電荷量Q CU增大 選項D正確 核心探究分類探究 各個擊破 考點一電路的動態(tài)分析 1 判定總電阻變化情況的規(guī)律 1 當(dāng)外電路的任何一個電阻增大 或減小 時 電路的總電阻一定增大 或減小 2 若開關(guān)的通 斷使串聯(lián)的用電器增多時 電路的總電阻增大 若開關(guān)的通 斷使并聯(lián)的支路增多時 電路的總電阻減小 3 在如圖所示分壓電路中 滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成 其中一段R并與用電器并聯(lián) 另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián) A B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致 2 電路動態(tài)分析的常用 兩法 1 程序判斷法 遵循 局部 整體 部分 的思路 按以下步驟分析 2 極限法 即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題 可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論 典例1 2017 寧夏銀川二模 多選 在如圖所示的電路中 電源電動勢為E 內(nèi)阻為r M為多種元件集成的電子元件 其阻值與兩端所加的電壓成正比 即RM kU 式中k為正常數(shù) 且遵循歐姆定律 R1和R2是兩個定值電阻 其電阻可視為不隨溫度變化而變化 R為滑動變阻器 現(xiàn)閉合開關(guān)S 使變阻器的滑片向上移動 下列說法中正確的是 A 電壓表V1 V2讀數(shù)增大B 電子元件M兩端的電壓減小C 通過電阻R的電流增大D 電流表讀數(shù)減小 CD 解析 變阻器的滑片向上移動過程中 滑動變阻器連入電路的電阻減小 電路總電阻減小 根據(jù)閉合電路歐姆定律可得路端電壓減小 即電壓表V2示數(shù)減小 電路總電流增大 即通過R1和M的電流增大 所以其兩端的電壓增大 即電壓表V1示數(shù)增大 M兩端的電壓增大 而路端電壓是減小的 所以并聯(lián)電路兩端的電壓減小 所以R2兩端電壓減小 即通過R2的電流減小 電流表示數(shù)減小 總電流增大 因為I IR 所以IR增大 選項C D正確 針對訓(xùn)練 導(dǎo)學(xué)號58826175 2017 廣西欽州期中 某學(xué)校創(chuàng)建綠色校園 如圖 甲 為新裝的一批節(jié)能路燈 該路燈通過光控開關(guān)實現(xiàn)自動控制 如圖 乙 為其內(nèi)部控制電路簡化原理圖 a b端接路燈電源的開關(guān) 要求Uab大于某一值時 接通路燈電路 該控制電路中電源電動勢為E 內(nèi)阻為r Rt為光敏電阻 光照強(qiáng)度增加時 其電阻值減小 現(xiàn)增加光照強(qiáng)度 則下列判斷正確的是 A 電源路端電壓不變B R0兩端電壓變大C 指示燈變暗 Uab變大D 電源總功率不變 B 解析 由題意 增加光照強(qiáng)度 Rt減小 外電路總電阻減小 根據(jù)閉合電路歐姆定律得知 干路電流I增大 電源的內(nèi)電壓增大 路端電壓U減小 Uab變小 選項A錯誤 R上電流減小 則通過R0電流I0 I IR I增大 而IR減小 則I0增大 R0兩端電壓U0增大 而R0 指示燈的電壓之和等于路端電壓 路端電壓減小 則知指示燈的電壓減小 指示燈變暗 因Uab變小 選項B正確 C錯誤 電源的總功率P EI I增大 則P增大 選項D錯誤 考點二電路中的功率及效率問題 1 電路中的功率分配P總 P出 P內(nèi) 即EI UI I2r 2 當(dāng)R r時 隨著R的增大輸出功率越來越小 3 當(dāng)R r時 隨著R的增大輸出功率越來越大 4 P出與R的關(guān)系如圖所示 典例2 如圖所示 已知電源電動勢為12V 內(nèi)阻為2 保護(hù)電阻R0 1 則當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時 保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大 這個最大值為多少 核心點撥 1 由P I2R0知R0不變 P最大時必有I最大 答案 016W 例題拓展1 在典例2中的條件不變 則當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時 電阻箱R消耗的功率PR最大并求這個最大值 答案 3 12W 答案 3 4 32W 例題拓展2 在典例2中 若電阻箱R的最大值為3 R0 5 則當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時 電阻箱R的功率最大 并求這個最大值 例題拓展3 在典例2中的條件不變 則電源的最大輸出功率為多少 誤區(qū)警示最大功率問題的兩點注意 2 電源輸出功率最大時 效率不是最大 只有50 多維訓(xùn)練 1 電源的P R圖像問題 多選 將一電源與一電阻箱連接成閉合電路 測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示 由此可知 A 電源最大輸出功率等于45WB 電源內(nèi)阻一定等于5 C 電源電動勢為45VD 電阻箱所消耗功率P最大時 電源效率等于50 ABD BC 考點三電源和電阻的U I圖像的比較 典例3 2017 湖南衡陽三模 多選 如圖所示的U I圖像中 直線a表示某電源路端電壓與電流的關(guān)系 直線b為某一電阻R的伏安特性曲線 用該電源直接與電阻R連接成閉合電路 由圖像可知正確的有 A R的阻值為2 0 B 電源電動勢為3V 內(nèi)阻為1 5 C 電源的輸出功率為2 0WD 電源內(nèi)部消耗的功率為1 5W AC 誤區(qū)警示U I圖線的應(yīng)用誤區(qū) 1 電源U I圖線的縱坐標(biāo)U不以零開始的話 橫軸的截距小于短路電流 但直線的斜率的絕對值仍為電源的內(nèi)阻 2 電源和電阻的U I圖線的交點表示該電源與電阻組成的回路中該電阻的工作電壓和工作電流 多維訓(xùn)練 AB 2 導(dǎo)學(xué)號58826177 電源I U圖像與等效電源的結(jié)合 2017 河南焦作期末 多選 如圖 甲 所示 電阻R 1k 時 電源電動勢E 6V 內(nèi)阻不計 二極管D連接在電路中 二極管D的ID UD特性曲線如圖 乙 所示 下列說法正確的是 A 通過二極管的電流約為3mAB 通過二極管的電流約為2mAC 電阻R消耗的功率約為1 6 10 2WD 電阻R消耗的功率約為4 10 3W BD 考點四含電容器電路的分析 含容電路分析 1 電路的簡化 不分析電容器的充 放電過程時 把電容器所處的支路視為斷路 簡化電路時可以去掉 求電荷量時再在相應(yīng)位置補(bǔ)上 2 電路穩(wěn)定時電容器的處理方法 電容器所在的支路中沒有電流 同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線 即電阻不降低電勢 是等勢體 電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的支路兩端的電壓 3 電容器所帶電荷量及其變化的計算 利用Q UC計算電容器所帶的電荷量 如果變化前后極板帶電的電性相同 那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初 末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差 如果變化前后極板帶電的電性相反 那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初 末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和 C 方法技巧含電容器電路的分析技巧 1 確定電容器和哪個電阻并聯(lián) 該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓 2 當(dāng)電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時 此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓 3 當(dāng)電容器與電源直接相連 則電容器兩極板間電壓即等于電源電動勢 針對訓(xùn)練 導(dǎo)學(xué)號58826178 2017 甘肅天水市六檢 多選 在如圖所示的電路中電源電動勢為E 內(nèi)電阻為r 閉合開關(guān)S 待電流達(dá)到穩(wěn)定后 電流表示數(shù)為I 電壓表示數(shù)為U 電容器C所帶電荷量為Q 將滑動變阻器P的滑動觸頭從圖示位置向a端移動一些 待電流達(dá)到穩(wěn)定后 則與P移動前相比 A I變小B U變小C Q增大D Q減小 AC 電路故障的特點 1 斷路特點 斷路部分電路中電流為零 而電壓不為零 因此 若外電路中某兩點間電壓不為零 電流為零 則兩點間有斷點 而這兩點與電源的兩極之間無斷點 2 短路特點 表現(xiàn)為有電流通過而某元件兩端電壓為零 考點五電路的故障分析 典例5 如圖所示的電路中 閉合開關(guān) 燈L1 L2正常發(fā)光 由于電路出現(xiàn)故障 突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮 燈L2變暗 電流表的讀數(shù)變小 根據(jù)分析 發(fā)生的故障可能是 A R1斷路B R2斷路C R3短路D R4短路 A 解析 若R1斷路 則電路中總電阻增大 則總電流減小 路端電壓增大 由于右側(cè)部分總電阻沒有變 則右側(cè)分壓將減小 電流表示數(shù)減小 L2應(yīng)該變暗 則L1兩端的電壓將增大 則燈泡L1將變亮 選項A正確 若R2斷路 電路中電阻增大 電路中的電流減小 R1與L1并聯(lián)電阻值不變 總電流減小 故R1與L1兩端電壓減小 則可知L1應(yīng)變暗 不符合題意 選項B錯誤 若R3短路 則R2被短路 電路中總電阻將減小 電路中電流增大 則L1變亮 兩端的電壓增大 L2兩端電壓減小 則L2變暗 同時R4支路中電阻減小 則電流表示數(shù)也將增大 不符合題意 選項C錯誤 若R4短路 則電路中總電阻減小 電路中電流增大 L1變亮 L2兩端的電壓減小 故L2變暗 而電流表所在支路電流增大 故A的示數(shù)增大 選項D錯誤 方法技巧故障的分析方法假設(shè)法 將整個電路劃分為若干部分 然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障 運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理現(xiàn)象符合 則故障可能發(fā)生在這部分電路 直到找出發(fā)生故障的全部可能為止 亦稱排除法 1 故障動態(tài)分析 如圖所示電路中 由于某處出現(xiàn)了故障 導(dǎo)致電路中的A B兩燈變亮 C D兩燈變暗 故障的原因可能是 A R1短路B R2斷路C R2短路D R3短路 多維訓(xùn)練 D 解析 A燈在干路上 A燈變亮 說明電路中總電流變大 由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小 這就說明電路中只會出現(xiàn)短路而不會出現(xiàn)斷路 選項B被排除 若R3短路 總電流I變大 A燈變亮 路端電壓U外變小 C燈所在支路兩端的電壓U并 U外 UA變小 C D燈變暗 流過C燈的電流IC變小 流過B燈的電流IB I IC變大 B燈變亮 選項D正確 同理可判斷選項A C錯誤 2 根據(jù)電表示數(shù)分析故障 如圖所示 電源電動勢為6V 當(dāng)開關(guān)S接通時 燈泡L1和L2都不亮 用電壓表測得各部分電壓是Uad 0 Ucd 6V Uab 6V 由此可判定 A L1和L2的燈絲都斷了B L1的燈絲斷了C L2的燈絲斷了D 變阻器R斷路 C 解析 根據(jù)電路發(fā)生斷路的特點可以判斷 因Uab 6V 則說明電源沒有問題 是外電路出現(xiàn)故障 而Ucd 6V 則說明L1 R完好 又Uad 0 則說明L2的燈絲斷了 選項C正確 演練提升真題體驗 強(qiáng)化提升 高考模擬 1 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 2016 江蘇卷 8 多選 如圖所示的電路中 電源電動勢為12V 內(nèi)阻為2 四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出 閉合開關(guān)S 下列說法正確的有 A 路端電壓為10VB 電源的總功率為10WC a b間電壓的大小為5VD a b間用導(dǎo)線連接后 電路的總電流為1A AC 2 含容電路分析 2014 天津卷 2 如圖所示 電路中R1 R2均為可變電阻 電源內(nèi)阻不能忽略 平行板電容器C的極板水平放置 閉合電鍵S 電路達(dá)到穩(wěn)定時 帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動 如果僅改變下列某一個條件 油滴仍能靜止不動的是 A 增大R1的阻值B 增大R2的阻值C 增大兩板間的距離D 斷開開關(guān)S B 3 電源及電阻的U I圖像 2018 山東濰坊模擬 多選 兩位同學(xué)在實驗室中利用如圖 a 所示的電路進(jìn)行實驗 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時 一位同學(xué)記錄電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù) 另一位同學(xué)記錄電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù) 兩位同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖 b 所示的兩條U I圖線 則圖像中兩圖線的交點表示的物理意義是 A 滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端B 電源的輸出功率最大C 定值電阻R0消耗的功率為0 5WD 電源的效率達(dá)到最大值 BC 4 電路動態(tài)分析 2018 吉林大學(xué)附中摸底 如圖所示的電路 電源的內(nèi)阻為r 現(xiàn)閉合開關(guān)S 將滑片P向左移動一段距離后 下列結(jié)論正確的是 A 燈泡L變亮B 電壓表讀數(shù)變小C 電容器C上的電荷量增大D 電流表讀數(shù)變大 C 解析 當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時 其接入電路的電阻增大 電路的總電阻R總增大 總電流I減小 燈泡的功率為P I2RL RL不變 則P減小 燈泡L變暗 選項A錯誤 電流I減小 則電流表讀數(shù)變小 電壓表讀數(shù)為U E Ir 則U變大 選項B D錯誤 電容器與變阻器并聯(lián) 兩者電壓相等 根據(jù)串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知 變阻器分擔(dān)的電壓增大 電容器的電壓也增大 則其電荷量增大 選項C正確 拓展增分 動態(tài)直流電路的變化量分析1 電壓變化量大小的比較如圖所示 當(dāng)R2的阻值增加時 由動態(tài)分析可知U2增大 增大量為 U2 U增大 增大量為 U 而U1減小 減小量為 U1 再由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系有U U1 U2則有 U U1 U2即 U2 U U1故 U2 U U2 U1 C