【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第2课时闭合电路的欧姆定律课件 人教大纲版.ppt

考考 纲纲 要要 求求三三 年年 考考 情情热热 点点 考考 向向考点考点要要求求2007年年2008年年2009年年电阻的串、电阻的串、并联，串联并联，串联电路的分压电路的分压作用，并联作用，并联电路的分流电路的分流作用作用宁夏理综宁夏理综(T19选择选择)重庆理综重庆理综(T15选择选择)广东理综广东理综(T8选择选择)重庆物理重庆物理(T15选择选择)广东物理广东物理(T7选择选择)广东理科基广东理科基础础(T13选择选择)全国卷全国卷(T17选择选择)江苏卷江苏卷(T5选择选择)广东卷广东卷(T10选择选择)上海卷上海卷(T14填空填空)1.高考对电路的规律常从两高考对电路的规律常从两方面考查：方面考查：(1)电路的分析电路的分析(闭合电路的闭合电路的动态分析、含电容器电路动态分析、含电容器电路分析，电功率分配分析等分析，电功率分配分析等)(2)电路的计算电路的计算(闭合电路欧闭合电路欧姆定律的具体运用，串并姆定律的具体运用，串并联特点理解、电功率的具联特点理解、电功率的具体计算体计算)常以选择题形式常以选择题形式出现，有时也结合电磁感出现，有时也结合电磁感应知识综合考查，以计算应知识综合考查，以计算题形式出现题形式出现2电学实验是高考每年的电学实验是高考每年的必考内容，以填空形式必考内容，以填空形式(实实验题形式验题形式)出现，着重考查出现，着重考查实验原理、方法甚至是实实验原理、方法甚至是实验的创新设计，灵活性越验的创新设计，灵活性越来越强来越强(从下一课时开始从下一课时开始复习复习)电源的电动电源的电动势和内电阻，势和内电阻，闭合电路的闭合电路的欧姆定律，欧姆定律，路端电压路端电压第第2 2课时课时 闭合电路的欧姆电路闭合电路的欧姆电路电路电路特点特点串联电路串联电路并联电路并联电路电流电流各处电流各处电流II1I2In干路电流等于各支路电流干路电流等于各支路电流电流分配和电阻电流分配和电阻II1I2InI1R1I2R2InRn电压电压 电压分配和电阻成电压分配和电阻成 I总电阻总电阻总电阻等于总电阻等于 即即 Rn总电阻的倒数等于总电阻的倒数等于功率功率分配分配功率分配和电阻成功率分配和电阻成 I2功率分配和电阻成功率分配和电阻成即即P1R1P2R2PnRnU2各支路两端电压各支路两端电压相等相等之和之和成反比成反比正比正比各个电各个电阻之和阻之和正比正比反比反比各个阻倒数之和各个阻倒数之和 相等相等几个有用的结论几个有用的结论1 1串串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大 或变小时，串联的总电阻变大或变小或变小时，串联的总电阻变大或变小2 2并联电路的总电阻小于总路中任意一个电阻，任意一个电阻变大或变小并联电路的总电阻小于总路中任意一个电阻，任意一个电阻变大或变小 时，总电阻会变大或变小时，总电阻会变大或变小1.1.如如图图1021所示的电路中，输入电压所示的电路中，输入电压U UABAB200 V V，可变电阻的总阻，可变电阻的总阻 值值R0150 ，允许通过的电流为，允许通过的电流为4 A，求：，求： (1)(1)当输出端当输出端a、b开路时开路时U Uabab的值；的值； (2)(2)当输出端接入当输出端接入R40 的负载时，的负载时，Uab的可能变化范围的可能变化范围解析：解析：(1)a、b开路时，可变电阻上方部分无电流，也就无电压，因此开路时，可变电阻上方部分无电流，也就无电压，因此A、a两点等电两点等电势，即势，即UabUAB200 V.(2)当滑动触头向下方移动，下方部分电流强度达到临界状态，即为当滑动触头向下方移动，下方部分电流强度达到临界状态，即为4 A时，下方部分时，下方部分电阻电阻R下下 50 ，上方部分电阻为，上方部分电阻为100 ，此时，此时Uab 200 V57.1 V.当滑动触头向上方移动，上方分电流强度达到临界状态，即为当滑动触头向上方移动，上方分电流强度达到临界状态，即为4 A时，同理时，同理可知，上方部分的电阻可知，上方部分的电阻R上上(5040) 10 ，此时，此时Uab 200 V160 V.答案：答案：(1)200 V(2)57.1 VUab160 V1电动势电动势 (1)物理意义：反映电源物理意义：反映电源 本领大小的物理量本领大小的物理量 (2)大小：等于电路中通过大小：等于电路中通过1 C电荷量时电源所提供的电能的数值；等于电源没电荷量时电源所提供的电能的数值；等于电源没 有接入电路时两极间的有接入电路时两极间的 ；在闭合电路中等于；在闭合电路中等于 之和，即之和，即 EU内内U外外把其他形式的能转化为电能把其他形式的能转化为电能电压电压内外电路电压内外电路电压2闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路中的电流强度跟电源的内容：闭合电路中的电流强度跟电源的 成正比，跟内、外电路中成正比，跟内、外电路中 的的 成反比成反比 (2)公式：公式：I ，或，或E . (3)路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压路端电压：外电路两端的电压，即电源的输出电压U .电动势电动势总电阻总电阻IRIrU外外U内内EIr当当外电阻外电阻 当当 R 增大到无穷大增大到无穷大(即断路即断路)时，时，I ，U .路端电压随外电阻的增大而增大，如图路端电压随外电阻的增大而增大，如图1022所示所示当外电阻当外电阻 当当 R 减小到零减小到零(短路短路)时，时，I 短短 ，U . 00E图图10223闭合电路的几个功率闭合电路的几个功率 (1)电源的总功率电源的总功率 P总总EIU外外IU内内IP出出P内内 若外电路是纯电阻电路，则有若外电路是纯电阻电路，则有P总总I2(Rr) (2)电源内部消耗的功率电源内部消耗的功率P内内I2rU内内IP总总P出出 (3)电源的输出功率电源的输出功率P出出UIEII2rP总总P内内1如何理解电源的电动势及内阻？如何理解电源的电动势及内阻？ (1)电动势不是电压，电动势等于非静电力移送单位电荷量所做的功，反映其他电动势不是电压，电动势等于非静电力移送单位电荷量所做的功，反映其他 形式的能转化为电能的本领，可以区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同形式的能转化为电能的本领，可以区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同 (2)电压即电势差，它表现在电路两点间形成电场，电场力推动电荷做功，完成电压即电势差，它表现在电路两点间形成电场，电场力推动电荷做功，完成的是由电能向其它形式能的转化过程，从能量的转化关系看，电动势和电压是的是由电能向其它形式能的转化过程，从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的物理量截然不同的物理量 (3)电电源的内阻源的内阻把电源接入电路就形成闭合电路电源外部的电路叫外电路，电源内部的电路把电源接入电路就形成闭合电路电源外部的电路叫外电路，电源内部的电路叫做内电路内电路所具有的电阻叫做内电阻，亦即电源的内阻，符号为叫做内电路内电路所具有的电阻叫做内电阻，亦即电源的内阻，符号为r.电电流通过内电路时受到内阻的阻碍作用，要产生热量致使电源发热，电流过大可流通过内电路时受到内阻的阻碍作用，要产生热量致使电源发热，电流过大可以烧坏电源以烧坏电源2路端电压路端电压U与电流与电流I的关系的关系 (1)因为因为UEIr，一般认为电源的电动势，一般认为电源的电动势E和内阻和内阻r一定时，其关系满足一次函一定时，其关系满足一次函数，图线为图数，图线为图1023所示所示 (2)直线斜率的绝对值为电源内阻直线斜率的绝对值为电源内阻r，纵轴的截距为电源的电动势，纵轴的截距为电源的电动势E，横轴的截距，横轴的截距为短路电流为短路电流I短短 (3)路端电压路端电压U随电流随电流I变化的本质原因是由于电源内阻的存在变化的本质原因是由于电源内阻的存在 (4)图线上每一点坐标的乘积图线上每一点坐标的乘积IU为电源的输出功率为电源的输出功率图图10233电源的输出功率与外电路电阻的关系电源的输出功率与外电路电阻的关系 若外电路是纯电阻电路，则电源的输出功率若外电路是纯电阻电路，则电源的输出功率 P出出I2R . 由上式可以看出：由上式可以看出： (1) R r(内、外电阻相等内、外电阻相等)时，电源的输出功率最大时，电源的输出功率最大Pm (2) R r时，随着时，随着R的增大输出功率越来越小的增大输出功率越来越小 (3) R r时，随着时，随着R的增大输出功率越来越大的增大输出功率越来越大 (4)当当P出出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电路时，每个输出功率对应两个可能的外电路R1和和R2，且，且R1R2r2. (5)P出出与与R的关系如图的关系如图1024所所.3示示4电源的效率电源的效率 R越大，越大，越大；当越大；当 R r时，时，P出出最大：最大：50%.2. 如如图图1025所示的电路中，所示的电路中，R1、R2、R3和和R4皆为定值电阻，皆为定值电阻，R5为可变电阻，为可变电阻，电源的电动势为电源的电动势为E，内阻为，内阻为r.设电流表设电流表A的读数为的读数为I，电压表，电压表 的读数为的读数为U.当当R5滑动触头向图中滑动触头向图中a端移动时端移动时()AI变大，变大，U变小变小BI变大，变大，U变大变大CI变小，变小，U变大变大DI变小，变小，U变小变小解析：解析：根据题意分析知：整个电路的连接形式为电阻根据题意分析知：整个电路的连接形式为电阻R2、R4串联后与电阻串联后与电阻R5并并联，然后再与电阻联，然后再与电阻R1、R3串联接在电源上；电压表测量的为路端电压串联接在电源上；电压表测量的为路端电压U，电流表，电流表测量的是流过电阻测量的是流过电阻R2和和R4的支路电流当滑动变阻器的触头向的支路电流当滑动变阻器的触头向a端滑动时，滑动端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，变阻器接入电路的电阻变小，R5与与R2、R4串联后再并联的电阻变小，然后与串联后再并联的电阻变小，然后与R1、R3相串联的总电阻也变小，即外电路的总电阻变小根据闭合电路相串联的总电阻也变小，即外电路的总电阻变小根据闭合电路 欧姆定律得：干路中的总电流欧姆定律得：干路中的总电流I总总变大，路端电压变大，路端电压U变小，所以电压表的读数变变小，所以电压表的读数变小；因为干路中的电流小；因为干路中的电流I总总变大，所以电阻变大，所以电阻R1、R3上分得的电压变大，而总的路端上分得的电压变大，而总的路端电压变小，所以电压变小，所以R2、R4支路的电压变小，所以流过电流表的电流变小，所以本题支路的电压变小，所以流过电流表的电流变小，所以本题的正确答案为的正确答案为D.答案：答案：D3. 根根据电池的输出功率据电池的输出功率PIU，得出被测电池组的输出功率，得出被测电池组的输出功率P随外电阻随外电阻R变化的变化的曲线如图曲线如图1026所示求：所示求：(1)被测电池组的内组被测电池组的内组r；(2)电动势电动势E.解析：解析：由由P出出 可知可知 当当R r5 时时P出出Pm45.0 W，可计算得出，可计算得出E30 V.答案：答案：(1)5 (2)30 V【例【例1】 电电动势为动势为E、内阻为内阻为r的电源与定值电阻的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器及滑动变阻器R连接成如连接成如图图1027所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确端时，下列说法正确的的是是()A电压表和电流表读数都增大电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表读数减小电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大电压表读数减小，电流表读数增大Z解析：解析：由电路图可知，滑动变阻器的触头向由电路图可知，滑动变阻器的触头向b端滑动时，其连入电路的阻值变大，端滑动时，其连入电路的阻值变大，致整个电路的外电阻致整个电路的外电阻R外外增大，由增大，由U 知路端电压即电压表的读知路端电压即电压表的读数变大，而数变大，而R1的分压的分压UR1 减小，故减小，故R2两端的电压两端的电压 UR2UUR1增大，再增大，再据据I 可得通过可得通过R2的电流，即电流表的读数增大，的电流，即电流表的读数增大， 所以所以A项正确项正确答案：答案：A当当滑动变阻器的触头由中点向滑动变阻器的触头由中点向a端滑动时，上述选项正确的是端滑动时，上述选项正确的是()答案：答案：B电路的动态分析法电路的动态分析法1程程序法序法 基本思路：电路结构的变化基本思路：电路结构的变化R的变化的变化R总总的变化的变化I总总的变化的变化U端端的变化的变化固定支路固定支路 变化支路变化支路2极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑极端法：即因变阻器滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论至两个极端去讨论 11(2009广东物理，广东物理，10)如如图图1028所示，电动势为所示，电动势为E、内阻不计的电源与、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作如果再，三个灯泡都能正常工作如果再合上合上S2，则下列表述正确的是，则下列表述正确的是()A电源输出功率减小电源输出功率减小 BL1上消耗的功率增大上消耗的功率增大C通过通过R1上的电流增大上的电流增大 D通过通过R3上的电流增大上的电流增大解析：解析：电源不计内阻，其输出电压等于电动势当闭合电源不计内阻，其输出电压等于电动势当闭合S2时，电路的外电阻时，电路的外电阻R变变小，电路电流变大，故小，电路电流变大，故C对；电源的输出功率对；电源的输出功率P出出 ，所以电源输出功率应该，所以电源输出功率应该变大，变大，A错误；因并联部分两端的电压错误；因并联部分两端的电压U并并EUR1，闭合，闭合S2时时UR1变大，所以变大，所以U并并变小，变小，L1上消耗的功率变小，通过上消耗的功率变小，通过R3的电流也是变小的，故的电流也是变小的，故B、D错误错误答案：答案：C【例【例2】 如如图图1029所示，电源电动势所示，电源电动势E6 V，内阻，内阻r1 ，电阻，电阻R12 ，R23 ，R37.5 ，电容器的电容，电容器的电容C4 F.开关开关S原来断开，现在合原来断开，现在合上开关上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？解析：解析：S断开，断开，C相当于断路，相当于断路，R3中无电流，中无电流，C两端电压即两端电压即R2两端电压两端电压U2 3 V.QCU21.2105 C，且，且a板带正电，板带正电，b板带负电板带负电S闭合，闭合，C两端电压即两端电压即R1两端电压，由电路分析两端电压，由电路分析U1 1.8 V.QCU17.2106 C且且a板带负电，板带负电，b板带正电板带正电据此通过电流表电量据此通过电流表电量QQQ1.92105 C.1解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个状态来了解不稳定的中间变化过程程2只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路对电路的作用是断路3电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压是与之并联的电阻电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的电压是与之并联的电阻电压电压21如如图图10210所示的电路中，开关所示的电路中，开关S闭合一段时间后，下列说法中正确的闭合一段时间后，下列说法中正确的是是()A将滑片将滑片N向右滑动时，电容器放电向右滑动时，电容器放电B将滑片将滑片N向右滑动时，电容器继续充电向右滑动时，电容器继续充电C将滑片将滑片M向上滑动时，电容器放电向上滑动时，电容器放电D将滑片将滑片M向上滑动时，电容器继续充电向上滑动时，电容器继续充电解析：解析：电路稳定时，电路稳定时，R1和和R3串联接在电路中，电容器串联接在电路中，电容器C两端电压等于两端电压等于R3两端的电两端的电压，将滑片压，将滑片N向右滑动时，向右滑动时，R3阻值变小，阻值变小，R3两端电压变小，电容器两端电压变小，电容器C两端电压变两端电压变小，电容器小，电容器C放电，放电，A选项正确，选项正确，B选项错误；电路稳定时没有电流经过选项错误；电路稳定时没有电流经过R2，R2相相当于一根导线，当滑片当于一根导线，当滑片M向上或向下滑动时，电容器两端电压不变，电容器既不向上或向下滑动时，电容器两端电压不变，电容器既不充电也不放电，充电也不放电，C、D选项错误选项错误答案：答案：A【例【例3】图图10211甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于图可知，两者不成线性关系，这是由于_如图如图10211乙所示，将这乙所示，将这个电灯与个电灯与20 的定值电阻的定值电阻R串联，接在电动势为串联，接在电动势为8 V的电源上，则电灯的实际功的电源上，则电灯的实际功率为率为_ W(不计电流表电阻和电源内阻不计电流表电阻和电源内阻)解析：解析：根据闭合电路欧姆定律：根据闭合电路欧姆定律：EIRUL得到：得到：8UL20I在甲图中画出此方程的图象如右图在甲图中画出此方程的图象如右图由图象得出：该图象与原图的交点为此电路对应的电流和电压值，故此电路中由图象得出：该图象与原图的交点为此电路对应的电流和电压值，故此电路中灯泡两端电压为灯泡两端电压为U2 V，电流，电流I0.3 A，所以功率，所以功率PUI0.6 W.答案：答案：随随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大0.6 31如如图图10212所示，在所示，在UI图象上，图象上，a、b、c各点均表示该电路中的一各点均表示该电路中的一个个确定的工作状态，确定的工作状态，45，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()A在在b点时，电源有最小的输出功率点时，电源有最小的输出功率B在在b点时，电源的总功率最大点时，电源的总功率最大C 从从a b , 增大，电源的总功率和输出功率都增大增大，电源的总功率和输出功率都增大D 从从b c ,增大，电源的总功率和输出功率都减小增大，电源的总功率和输出功率都减小 解析解析：在在b点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的总功点时，电源的内阻等于外电阻，电源有最大的输出功率，电源的总功率率P总总IE，电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大从，电流越大总功率越大，外电阻为零时总功率最大从ab,增大，增大，外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从外电阻增大，电流减小，电源的总功率减小，输出功率增大从bc时，时，增大，增大，电流减小，电源的总功率和输出功率都减小电流减小，电源的总功率和输出功率都减小答案答案：D在如图在如图10213所示电路中，电源电动势所示电路中，电源电动势E6 V，内阻不计，小灯泡，内阻不计，小灯泡L上标有上标有“6 V,0.3 A”的字样，滑动变阻器的字样，滑动变阻器R1的阻值范围是的阻值范围是020 ，电阻，电阻R2上标有上标有“15 ，4 A”，理想电流表，理想电流表A的量程为的量程为00.6 A甲、乙两同学在讨论滑动变阻器甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的取值范围时，甲同学认为：由于电流表允许通过的最大电流为功率的取值范围时，甲同学认为：由于电流表允许通过的最大电流为0.6 A，所，所以通过以通过R1的最大电流为的最大电流为0.3 A，这时滑动变阻器，这时滑动变阻器R1两端的最大电压为两端的最大电压为U1mEI1mR21.5 V，因此滑动变阻器的最大功率为，因此滑动变阻器的最大功率为P1mI1mU1m0.45 W.乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它乙同学不同意甲同学的看法，他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端的电压的乘积，即两端的电压的乘积，即P1I1U1，电流最大时功率未必最大，只有电流、电压的，电流最大时功率未必最大，只有电流、电压的乘积最大时，功率才最大你认为甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如乘积最大时，功率才最大你认为甲、乙两位同学中，哪位同学的看法正确，如果你认为甲同学正确，请简述他正确的理由；如果你认为乙同学正确，请求出滑果你认为甲同学正确，请简述他正确的理由；如果你认为乙同学正确，请求出滑动变阻器动变阻器R1的最大功率的最大功率P1m. 主要原因是把可变电阻的功率与定值电阻的功率相混淆，把电源的输出功率与定主要原因是把可变电阻的功率与定值电阻的功率相混淆，把电源的输出功率与定值电阻的功率相混淆，根据值电阻的功率相混淆，根据PI2R错误地认为电流越大功率越大错误地认为电流越大功率越大 【错因错因】【正解正解】乙同学正确，因电源内阻不计，所以乙同学正确，因电源内阻不计，所以L支路可以不用考虑，将支路可以不用考虑，将R2并入电源，并入电源，看成一个等效电源，则看成一个等效电源，则R1的功率即为等效电源的输出功率，则当的功率即为等效电源的输出功率，则当R1R215 时时R1的功率最大，此时的功率最大，此时R1两端的电压为两端的电压为U1E/23V，R1的功率为的功率为P1mU/R10.6 W.答案：答案：0.6 W在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最大功率还是可变电阻的最大功在求最大功率时要特别注意求的是定值电阻的最大功率还是可变电阻的最大功率，对于定值电阻率，对于定值电阻PI2R，电流越大功率越大对于可变电阻的功率，电流越大功率越大对于可变电阻的功率PI2R，电阻是变化的，电阻增大电流往往是减小的，只有电阻是变化的，电阻增大电流往往是减小的，只有I2R最大时功率才最大对于最大时功率才最大对于电源的输出功率，外电阻与内电阻相等时电源的输出功率最大我们在解题时电源的输出功率，外电阻与内电阻相等时电源的输出功率最大我们在解题时要具体问题具体分析，不能生搬硬套，关键是要掌握好要具体问题具体分析，不能生搬硬套，关键是要掌握好“条件和范围条件和范围”. 【反思总结反思总结】点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册