高考物理一轮复习讲义：闭合电路欧姆定律及其应用.docx

高三物理一轮复习学案 闭合电路欧姆定律及其应用要点一串、并联电路的特点1.特点对比串联电路并联电路电路图基本特点电压UU1U2U3UnU_电流II1I2I3InII1I2I3In总电阻R总_功率分配P1R1P2R2PnRn2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻其中任一部分电路的总电阻。 (2)并联电路的总电阻其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻。 (3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大。3.电压表、电流表的改装改装为大量程电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻IgRg(IIg)R，所以R改装后的电表内阻RVRRg>Rg角度1 串、并联电路特点的应用【例1】 某控制电路的一部分如图所示，已知AA的输入电压为24 V，如果电阻R6 k，R16 k，R23 k，则BB输出的电压不可能是()A.12 V B8 V C6 V D3 V角度2 电表的改装【例2】 如图所示，电流表A的量程为00.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A【变式1】(改编)一个量程为0150 V的电压表,内阻为20 k,把它与一个大电阻串联后接在110 V电路的两端,电压表的示数是5 V。这个外接电阻是()。A.240 B.420 k C.240 k D.420 要点二 电源闭合电路的欧姆定律1.电源(1)电动势a.计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的,E=Wq; b.物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 (2)内阻:电源内部导体的电阻。2.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成,跟内、外电阻之和成。 (2)公式:I=ER+r(只适用于纯电阻电路)。(3)其他表达形式a.电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+Ir;b.功率表达式:EI=UI+I2r。3.路端电压与外电阻的关系(1)一般情况:U=IR=ER+r·R=E1+rR,当R增大时,U。 (2)特殊情况:a.当外电路断路时,I=0,U=E;b.当外电路短路时,I短=Er,U=0。4路端电压U与电流I的关系（电源的U-I图像）(1)关系式：UEIr.(2)U ­ I图像如图所示1截距纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即I短Er(如图所示)2斜率图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即rUIEI短，斜率的绝对值越大，电源的内阻越大3面积面积UI为电源的输出功率，而电源的总功率P总EI，P总P出EIUI为电源的发热功率4图线上的点图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即RUI.角度1闭合电路欧姆定律【例3】(改编)电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 时,路端电压为4.0 V,若在外电路中分别并联一个6.0 的电阻和串联一个6.0 的电阻,则两种情况下的路端电压分别约为()。A.4.3 V3.7 V B.3.7 V4.2 V C.3.7 V4.3 V D.4.2 V3.7 V【变2】 2022·北京市朝阳区一模某简易电吹风简化电路如图所示，其主要部件为电动机M和电热丝，部分技术参数如下表，电吹风在220 V电压下工作下列说法正确的是()电吹风额定电压220 V电吹风额定功率热风时：990 W冷风时：110 WA.开关S1、S2都闭合时电吹风吹冷风B.该电吹风中电动机的内电阻为440 C.吹热风时电热丝的功率为990 WD.吹热风时通过电热丝的电流为4 A角度2：电源的U ­ I图像【例4】 (多选)某实验小组用如图甲所示的电路完成了蓄电池的电动势E和内电阻r的测量，该小组的同学测量了多组数据，并根据测量的数据描绘了如图乙所示的图线已知两电表均为理想电表，则下列说法正确的是()AE1.40 VBr3.50 C调节滑动变阻器使其阻值为零时，流过电源的电流为0.40 AD调节滑动变阻器使电压表的读数为1.20 V时，电流表的读数I0.20 A【变3】有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示将一个6 的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是()A甲电源B乙电源 C丙电源 D丁电源【变4】(改编)(多选)如图所示,图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法正确的是()。A.电源的电动势为50 VB.电源的内阻为253 C.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 D.输出功率为120 W时,输出电压是30 V角度3电路的动态分析及含容电路分析1动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化2动态分析的方法3电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压4电容器电压变化与充、放电关系【例5】(2021届江苏淮安质检)如图所示的电路中,现将滑动变阻器的滑片P向右移动,则()。A.电流表的示数变小B.电压表的示数变大C.电灯L消耗的功率变大D.电阻R1消耗的功率变大【例6】(多选)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r.开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，R2为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，当光照强度增大时，下列说法正确的是()A.R3的功率增大B电压表、电流表示数都增大C减小平行板间距，则液滴一定向下移动D电容器C所带电荷量减少，液滴向下加速运动【变5 】(多选)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照的增强而减小)当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，电流表A和电压表V的示数分别为I和U，电表均为理想电表以下说法正确的是()A若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大B若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少C若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加D若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变要点三电路中的功率和效率电源的总功率任意电路:P总=EI=P出+P内纯电阻电路:P总=I2(R+r)=E2R+r电源内部消耗的功率P内=I2r=U内I=P总-P出电源的输出功率任意电路:P出=UI=P总-P内纯电阻电路:P出=I2R=E2R(R+r)2P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路:=P出P总×100%=UE×100%纯电阻电路:=RR+r×100%由P出与外电阻R的关系图像可知：当Rr时，电源的输出功率最大，为P出mE24r.当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小当R<r时，随着R的增大，输出功率越来越大当P出<P出m时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2.【例7】 如图所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 ，保护电阻R00.5 ，当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值【例8】(改编)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知()。A.电源最大输出功率可能大于45 WB.电源内阻一定等于5 C.电源电动势为45 VD.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%【例9】如图所示为某闭合电路电源的输出功率随电流变化的图像，由此图像可以判断()A电源的内阻消耗的功率最大为9 WB电源的效率最大为50%C输出功率最大时，外电路的总电阻为4 D电源的电动势为12 V【例10】(改编)(多选)如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则()。A.R1接在电源上时,电源的效率高B.R2接在电源上时,电源的效率高C.R2接在电源上时,电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大素养培育32用等效电源分析问题1.如图1所示,电动势为E,内阻为r的电源与阻值为R的电阻串联。将图1中虚线框内部看作一个等效电源,则电路等效为图2所示电路。当AB间开路(Rx)时,AB间的电压为E,则等效电源电动势E'=E;当AB间短接(Rx0 )时,则可求得等效电源内阻r'=E'I短=EER+r=R+r。2.如图3所示,电动势为E,内阻为r,把定值电阻R接在电源的两端。将图3中虚线框内的部分看作一个等效电源,则电路等效为图4所示电路。当AB间开路(Rx)时,AB间的电压为E,等效电源电动势E'=ER+rR;当AB间短接(Rx0 ) 时,可求得等效电源内阻r'=E'I短=ER+rREr=RrR+r,即等效电源内阻为r与R并联的结果。【例11】(改编)如图所示,电源电动势E=2 V,内阻r=1 ,电阻R0=2 ,可变电阻的阻值范围为010 。求可变电阻为多大时,R上消耗的功率最大,最大值为多少?【例12】2022·北京朝阳区一模如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，各电表均为理想电表在a、b两点间接入一个内阻不可忽略的电源后，调节R2.关于图乙中电压表V1、V2的示数随电流表A示数变化的图像，下列说法正确的是()A只有是合理的 B只有是合理的C只有是合理的 D、是合理的【变6】.(改编)(多选)如图所示,电路中定值R的阻值大于电源内阻r的阻值,开关S闭合,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、的示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3,理想电流表示数变化量的绝对值为I,下列说法正确的是()。A.理想电压表的示数变小 B.电源的效率增大C.U2I=r D.U3>U1>U2与电容器有关的计算题：1.(改编)如图所示电路中,电源电动势E=10 V,内电阻不计,电阻R1=14 ,R2=6.0 ,R3=2.0 ,R4=8.0 ,R5=10 ,电容器的电容C=2 F。(1)求电容器所带的电荷量,并说明电容器哪个极板带正电。(2)若R2突然断路,将有多少电荷量通过R5?2.(改编)如图所示,电路中电源的电动势为E,内阻不计,其他各电阻阻值R1=R3=3R,R2=R。水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,板长为L。在A板的左下端且非常靠近极板A的位置,有一质量为m、带电荷量为-q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。(重力加速度用g表示)则:(1)若使液滴能沿v0方向射出电场,电动势E1应为多大?(2)若使液滴恰能打在B板的中点,电动势E2应为多大?学科网（北京）股份有限公司