物理8 恒定电流 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用 .ppt

第第2讲闭合电路欧姆定律及其应用讲闭合电路欧姆定律及其应用【考纲解读考纲解读】1.熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、熟练掌握串、并联电路的特点，并能分析、计算；计算；2.理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和计算计算一、串、并联电路的特点1特点对比考点O讲堂梳理自查I1I2In I1I2In U1U2Un U1U2Un R1R2Rn 2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，电路的总电阻变大大于大于小于小于 二、电源的电动势和内阻1电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的_在电源内从_移送到_所做的功(2)表达式：E_.(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量2内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫作电源的_，它是电源的另一重要参数正正电荷荷 负极极 正极正极 内阻内阻 三、闭合电路欧姆定律1内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成_2公式(1)I_(只适用于纯电阻电路)(2)E_(适用于任何电路)正比正比反比反比 U外外U内内 3路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U_.(2)UI图象如图所示当电路断路即I0时，纵坐标的截距为_当外电路电压为U0时，横坐标的截距为_图线的斜率的绝对值为电源的_EIr电源源电动势短路短路电流流内阻内阻 1对串并联电路的考查(多选)一个T形电路如图所示，电路中的电阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计则()A当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 B当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 C当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V【答案】AC【解析】当cd端短路时，R2与R3并联再与R1串联，ab之间的等效电阻为40，A正确；同理可得B错误；当ab两端接通测试电源时，R1，R3串联，R2无效，cd两端的电压就等于R3分得的电压，可以求得为80 V，C正确；同理可得D错误2对电源电动势的考查下列关于电动势的说法正确的是()A电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C非静电力做的功越多，电动势就越大D电源不接入电路时，电源两极间的电压大小等于电动势【答案】D【解析】电源电动势与非静电力做功及通过的电荷量无关，选项A、C错误；电动势不是两极间的电压，选项B错误；电源与电路断开时，电源两极间的电压大小等于电动势，选项D正确3对闭合电路欧姆定律的考查一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 【答案】B考点1电路中的功率及效率问题练1(多选)直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()A总功率一定减小B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小【答案】ABC【解析】当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，电源内部损耗的功率P内I2r一定减小，C项正确；总功率PEI一定减小，A项正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B项正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内、外电阻的大小关系，因此D项错误1判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小考点2电路动态分析(3)在如图所示的分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致(2)“串反并同”结论法所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联(有相同的一股电流流过)的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联(无相同的一股电流流过)的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小(3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论3分析思路例2(多选)(2014年上海卷)如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1，V2，V3示数变化量的绝对值分别为U1，U2，U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()AA的示数增大BV2的示数增大CU3与I的比值大于rDU1大于U2思路剖析：(1)电流表A测的是哪部分电流？(2)V1，V2，V3分别测量哪部分电压？【答案】ACD练2(多选)(2017届武汉模拟)如图所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是()AP向a移动，V1示数增大，V2的示数减小BP向b移动，V1示数增大，V2的示数减小CP向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值DP向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值【答案】AC【解析】P向a移动，R2连入电路的电阻减小，根据“并同串反”可知V2示数减小，V1示数增大，U内增大，A项正确；同理，B项错误；由EU内U外U内UV1UV2，电源电动势不变可得：U内示数改变量绝对值与V1示数改变量绝对值之和等于V2示数改变量绝对值，C项正确；同理，D项错误当电路中任一部分发生变化时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生变化，可谓“牵一发而动全身”解答此类问题的一般思路为1先总后分：先判断总电阻和总电流的变化，再判断各支路电阻和电流的变化2先干后支：先判断干路部分，再分析支路部分3先定后变：先分析定值电阻所在的支路，再分析变化电阻所在的支路解决含电容器的直流电路问题的一般方法1通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过程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，电容器对电路的作用是断路3电路稳定时，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为等势体，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压考点3含电容电路4在计算电容器的带电荷量变化时，如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和例3(多选)如图所示，C16 F，C23 F，R13，R26，电源电动势E18 V，内阻不计下列说法正确的是()A开关S断开时，a，b两点电势相等B开关S闭合后，a，b两点间的电流是2 AC开关S断开时，C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大思路剖析：(1)开关S断开时的简化电路图是怎样的？电容器C1，C2两端的电压与电源电动势有什么关系？(2)开关S闭合时的简化电路图是怎样的？电容器C1，C2两端的电压为哪一个电阻两端的电压？【答案】BC练3如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)下列判断正确的是()A小球带负电B当滑动头从a向b滑动时，绝缘线的偏角变大C当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D当滑动头停在b处时，电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率【答案】C【解析】根据电路可知A板电势高于B板电势，AB间电场强度方向水平向右，小球受电场力也水平向右，故小球带正电，故A项错误；当滑动头从a向b滑动时，路端电压减小，故R1两端的电压减小，极板间电场强度随之减小，故绝缘线的偏角变小，故B项错误；当极板间电压减小，极板的带电量将减小而放电，又由于A板带正电，故放电电流从上向下流过电流表，故C项正确；由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定，所以无法判断电源的输出功率变化的规律，故D项错误1电源和电阻UI图象的比较微课堂UI图象的意义及应用例4有两个电阻R1和R2,现已测出R1和R2的伏安特性图线分别如图所示将这两个电阻串联，然后接在电动势E6.0 V，内电阻r0 2.4 的电源的两极上(1)在图上用实线画出R1，R2串联(作为一个整体)后的伏安特性曲线和该电源的IU图线(不需写作图步骤和理由)(2)接通电路后，流过R1的电流I1 _；电阻R2消耗的功率P2 _.练4(多选)在如图所示的UI图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知()A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为4 WD电源的效率为50%【答案】ABC解答图象问题应注意三点1搞清图象研究的是什么，并根据题目所反映的物理规律确定物理量之间的函数关系2明确图象的物理意义：识别横坐标、纵坐标所代表的物理量及其物理意义，明确物理图象的交点、线段、截距、峰值、斜率、“面积”等的物理意义3对图象进行分析、比较、判断，找出规律得出结论热点题组一闭合电路的功率1(2017届宁德模拟)如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()A4 W,8 WB2 W,4 WC2 W,3 WD4 W,6 W【答案】D模拟精选 组合专练 2(2017届忻州月考)某同学设计了一个转向灯电路，如图所示，其中L为指示灯，L1，L2分别为左、右转向灯，开关S为单刀双掷开关，E为电源当开关S置于位置1时，以下判断正确的是()AL1的功率小于额定功率BL1亮，其功率等于额定功率CL2亮，其功率等于额定功率D含L支路的总功率较另一支路的大【答案】A热点题组二电路动态分析3(2017届长春模拟)在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1，A2和V的示数分别为I1，I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()AI1增大，I2不变，U增大BI1减小，I2增大，U减小CI1增大，I2减小，U增大DI1减小，I2不变，U减小【答案】B【解析】R2的滑动触点向b端移动，R2的接入电路中的电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大，内电压U内Ir增大，外电压U外EU内减小，即电压表的读数减小；R3的电压增大，并联电压减小；R1的电流减小，R2的电流增大，故选项B正确4(多选)(2017届长沙模拟)如图所示电路中，电源电动势为E，电源内阻为r，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻是R1，电阻大小关系为R1R2r，则在滑动触头从a端移到b端的过程中，下列描述正确的是()A电路的总电流先减小后增大B电路的路端电压先增大后减小C电源的输出功率先增大后减小D滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大【答案】AB【解析】当滑动触头从a端移到b端的过程中，R1接入电路的电阻(实际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小，所以电路中的电流先减小后增大，路端电压先增大后减小，选项A、B均对；因为R外总大于r，由电源的输出功率P随R外变化的图象知，电源的输出功率先减小后增大，选项C错；将R2r视为电源内阻，R1消耗的功率即为等效电源的输出功率，当外电阻先增大后减小，且总小于等效电源的内阻时，R1消耗的功率先增大后减小，选项D错热点题组三含容电路5(2017届襄阳模拟)如图所示，两平行金属板间带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()A电压表读数减小B电流表读数减小C质点P将向上运动DR3上消耗的功率逐渐增大【答案】A【解析】当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R1分担的电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P所受电场力减小，质点P将向下运动，选项C错误；R3两端电压减小，R3中电流减小，通过电流表的电流增大，故电流表读数增大，选项B错误；R3上消耗的功率逐渐减小，选项D错误；由于R2中电流增大，R2两端电压增大，R4两端电压减小，故电压表读数减小，选项A正确