2023年江苏高考 物理大一轮复习 第九章 第2讲　闭合电路的欧姆定律课件（75张PPT）.pptx

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1、第九章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律.2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化.3.会计算涉及电源的电路功率.4.掌握路端电压和电流的关系及电源的UI图像.目标要求内容索引考点一闭合电路欧姆定律及应用考点二闭合电路的功率及效率问题考点三电源的UI图像考点四含容电路的分析课时精练考点一闭合电路欧姆定律及应用1.电动势(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫电动势.(2)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.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

2、，跟内、外电阻之和成 ；(2)公式：I (只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式EU外U内或EU外(适用于 电路).夯实必备知识基础梳理电势能正比反比Ir任意判断正误1.电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱.()2.电动势就是电源的路端电压.()3.电源的重要参数是电动势和内阻.电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关.()4.在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大.()1.路端电压与外电阻的关系(2)特殊情况：当外电路断路时，I0，UE；当外电路短路时，I短 ，U0.提升关键能力方法技巧2.动态分析常用方法(1)程序法：遵循

3、“局部整体局部”的思路.分析步骤(如图)：分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系(2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零.所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大.所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小.例1(2019江苏卷3)如图所示的电路中，电阻R2.断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为A.1 B.2 C.3 D.4 考向1闭合电路的有关计算当断开S后，电压表的读数等于电源的电动

4、势，即E3 V；当闭合S后，有UIR，又由闭合电路欧姆定律可知，I ，联立解得r1，A正确，B、C、D错误.例2在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示，下列判断正确的是A.I增大，U1增大 B.I增大，U2增大C.I减小，U1增大 D.I减小，U2增大考向2闭合电路的动态分析闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流I总减小，路端电压U增大.R3两端的电压等于路端电压，则流过R3的电流I3增大.流过电流表的电流II总I

5、3I总减小，I3增大，I减小，R1两端的电压减小，即电压表V1的示数U1减小.电压表V2示数U2UU1U增大，U1减小，则U2增大.所以I减小，U1减小，U2增大，故D正确，A、B、C错误.例3在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是A.R1短路 B.R2断路C.R3短路 D.R4断路考向3电路故障分析若R1短路，外电路总电阻减小，干路电流变大，R3电压变小，电流变小，B与R2并联部分电流变大，B电流变大，A灯和B灯均变亮，A错误；R2断路，B灯分得的电流增大，则B灯变亮，R2断路后，电路总电阻增大，则干路电流减小，A灯变暗，B正确；R3短路，即R3支

6、路相当于一条导线，则电流几乎不会流经R1、B灯和R2，则B灯不亮，A灯变亮，C错误；R4断路，则A灯和B灯都不亮，D错误.例4如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为Uab6 V，Uad0 V，Ucd6 V，由此可断定A.L1和L2的灯丝都烧断了B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.滑动变阻器R断路由Uab6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由Ucd6 V可知，灯泡L1与滑动变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2断路，选项C正确.1.电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外

7、有断路，或并联部分短路；2.电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置.在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；3.欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路.在用欧姆表检测时，应断开电源.电路故障检测方法方法点拨考点二闭合电路的功率及效率问题1.电源的总功率(1)任意电路：P总IU内P出P内.(2)纯电阻电路：P总 .2.电源内部消耗的功率P内IU内P总P出.3.电源的输出功率(1)任意电路：P出IEI2rP总P内.(2)纯电阻电路：P出 .夯实必备知识基础梳理IEIU外I2(Rr)I2

8、rIUI2R4.电源的效率判断正误1.外电阻越大，电源的输出功率越大.()2.电源的输出功率越大，电源的效率越高.()3.电源内部发热功率越大，输出功率越小.()1.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)提升关键能力方法技巧当Rr时，电源的输出功率最大为Pm .2.提高纯电阻电路效率的方法例5某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.以下判断错误的是A.反应电源的总功率PE变化的是直线aB.表示输出功率PR变化的是曲线cC.电源的电动势E3 V，内电阻r1 D.电源的最大输出功率Pm9 W电源消耗的总功率的

9、计算公式PEEII，故A正确；输出功率PRPEPrEII2r应为开口向下的曲线，故c表示输出功率，故B正确；当I3 A时，PR0，说明外电路短路，根据PEEI知电源的电动势E3 V，内电阻r 1，故C正确；图线c表示电源的输出功率与电流的关系图像，很显然，最大输出功率小于3 W，故D错误.例6如图甲所示，电动势为E，内阻为r的电源与R6 的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成闭合回路.已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示.下述说法中正确的是A.图乙中Rx15 B.电源的电动势E10 V，内阻r4 C.滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗功率也最大D.调整滑

10、动变阻器RP的阻值，可以使电源的输出电流达到1.25 A由题图乙知，当RPRr10 时，滑动变阻器消耗的功率最大，R6，则r4，最大功率P 2.5 W，解得E10 V，B正确；当回路中电流最大时，即RP0时定值电阻R消耗的功率最大，C错误；把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：(1)两点间断路时的电压等效为电动势E.(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短，等效内电阻r .等效电源方法点拨常见电路等效电源如下：方法点拨考点三电源的UI图像两类UI图像的比较电源的UI图像电阻的UI图像图像表述的物理量的关系电源的路端电压与电路电流的关系电阻两端电压与流过电阻的电

11、流的关系图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线的斜率r(r为内阻)表示电阻大小(电阻为纯电阻时)图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点坐标比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均表示此电阻的阻值大小例7(2022江苏省苏州中学模拟)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，将滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一位同学记录电流表A和电压表V1的测量数据，另一位同学记录电流表A和电压表V2的测量数据.两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条 U

12、I图线，则图像中两图线的交点表示的物理意义是A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B.电源的输出功率最大C.定值电阻R0消耗的功率为1.0 WD.电源的效率达到最大值题图(b)中两直线的交点表示电压表V1的读数与电压表V2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0；滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，故A错误；由题图(b)可以得出R0 2.0，电源内阻r 1.0，当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，电阻R0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故B正确；定值电阻R0消耗功率为PU2I1.00.5 W0.

13、5 W，故C错误；考点四含容电路的分析1.电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上.2.电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线.(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1Q2.3.电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电.若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1Q2|；(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过

14、所连导线的电荷量为Q1Q2.例8阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路.开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为S断开时等效电路图如图甲所示.甲S闭合时等效电路图如图乙所示.乙例9如图所示的电路中，E为电源，其内电阻为r，V为理想电压表，L为阻值恒为2r的小灯泡，定值电阻R1的阻值恒为r，R3为半导体材料制成的光敏电阻，其阻值随光强的增大而减小，电容器两极板处于水平状态，闭合开关S，电容器中心P点有一带电小球处于静止状态，电源负极接地，则下列说法不正确的是A.若将R2的滑片上移，则电压表的示

15、数变小B.若突然将电容器上极板上移，则小球在P点电势能增加C.若光照变强，则小球会向下运动D.若光照变强，则AB间电路的功率变大若突然将电容器上极板上移，电容器板间电压不变，板间场强减小，由UEd知，P点与下极板间的电势差减小，而下极板的电势为零，所以P点电势降低，由于小球带负电，所以小球在P点电势能增加，故B正确.由于电路稳定时，R2相当于导线，所以将R2的滑片上移时，电压表的示数不变，故A错误；若光照变强，光敏电阻R3减小，通过小灯泡的电流变大，电容器两端电压为UEI(rR1)，I变大，则U变小，即电容器两板间的电压变小，场强变小，小球所受的静电力变小，因此小球要向下极板运动，故C正确；当

16、外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，将R1看成电源的内阻的一部分，由于等效电源的外电阻大于内电阻，外电阻变小，所以等效电源的输出功率变大，即 AB间电路的功率逐渐变大，故D正确.课时精练1.(2020江苏卷6改编)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示.当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时下列说法错误的是A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大必备基础练1234567891011汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，U灯减小，路端电压变小，则电路的总电流变大，故A、B正确，C错误；由PIE知电源的总功率变大，故D正确.12345678

17、910112.在如图所示的UI图像中，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，由图像可知下列说法错误的是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%12345678910111234567891011由题图中图线可知，电源的电动势为3 V，内阻为r 0.5；由图线可知，电阻R的阻值为1，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I 2 A，路端电压UIR2 V，电源的输出功率为PUI4 W，电源的效率为 100%66.7%，故选项A、B、C正确，D错误.3.如

18、图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是A.电源的输出功率一定变小B.电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小C.电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小D.电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小1234567891011阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大，电压表V1读数U1EI(R1r)，I增大，其他量不变，则U1减小，A2的读数为I2 ，则I2减小，即电流表A2的读数变小，因总电流增大，则通过R2的电流增大，则U2变大，即电压表V2示数变大，故C正确

19、，B、D错误.当内、外电阻相等时电源的输出功率最大，由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故A错误；1234567891011当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，滑动变4.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%1234567891011由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率，由题图可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为4

20、5 W，选项A错误；1234567891011由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5，选项B正确；电阻箱所消耗功率P最大值为45 W时，电阻箱读数为R5，则电流I 3 A，电源电动势EI(Rr)30 V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误.5.如图所示，线段a表示电源甲两端的电压随电流变化的图线，线段b表示某电阻乙两端电压随电流变化的图线，若将电源甲和电阻乙连成闭合电路，则下列判断正确的是A.电阻乙的阻值小于电源甲的内阻B.阴影部分的面积表示电源的输出功率C.值越大，电源甲的输出功率越大D.值越大，电源甲

21、的效率越小12345678910111234567891011根据题图可知，两图线的交点纵坐标表示电阻乙两端的电压，根据电路中电压的分配规律可知，因为乙电阻电压接近电源电动势，所以乙电阻大于电源甲的内阻，A错误；阴影部分的面积表示乙电阻的功率，即电源的输出功率，B正确；时，乙电阻与电源内阻相等，此时电源的输出功率最大，C错误；6.(2022江苏淮安市车桥中学高三开学考试)如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡L1、L2 电阻均为R，D为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表.闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动.现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V1、V2 示数变化量绝对

22、值分别为U1、U2，电流表示数变化量为I，则下列说法中错误的是A.两灯泡逐渐变亮B.油滴将向下运动C.RrD.U2U11234567891011能力综合练滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A正确；1234567891011把L1电阻R看作电源内阻一部分，U2就是Rr两端电压的增加量，则 Rr，选项C正确；1234567891011由闭合电路欧姆定律可得 r，所以U2U1，选项D正确.7.(2022江苏镇江市镇江一中模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流的关系图像，图线b是某

23、电阻R的UI 图像.在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则A.硅光电池的电动势为5 VB.硅光电池内阻为12.5 C.电阻R的阻值为10 D.电源输出功率为0.72 W123456789101112345678910118.在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，各理想电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示.下列说法不正确的是1234567891011123456789101112345678910119.在如图所示的电路中，定值电阻R13、R22、R31、R43，电容器的电容C4 F，电源的电动势E10 V，内阻不计

24、.闭合开关S1、S2，电路稳定后，则A.a、b两点的电势差Uab3.5 VB.电容器所带电荷量为1.4106 CC.断开开关S2，稳定后流过电阻R3的电流与断开 前相比将发生变化D.断开开关S2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量 为2.4105 C12345678910111234567891011由QCU，可知此时电容器所带电荷量为Q41063.5 C1.4105 C，选项B错误；由电路知识可知，断开开关S2，稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比不会发生变化，选项C错误；1234567891011断开开关S2，稳定后a点的电势为a10 V，b点电势仍为b7.5 V，故此时Ua

25、bab2.5 V，且上极板带正电，故上极板带电荷量的变化量为QCU，即Q41066 C2.4105 C，选项D正确.10.在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1100，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求：(1)电源的电动势和内阻；1234567891011答案20 V20 电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻1234567891011电源的电动势为EUIr取电压U116 V，电流I10.2 A，代入解得E20 V(2

26、)定值电阻R2的阻值；1234567891011答案5 当滑片P滑到最右端时，R1被短路，外电路的电阻最小，电流最大.此时电压U24 V，电流I20.8 A，则定值电阻R2 5(3)滑动变阻器的最大阻值.1234567891011答案300 1234567891011当滑片P滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小，此时路端电压U116 V，电流I10.2 A，外电路总电阻为R 80 又RR2代入解得R3300.11.如图所示，电源电动势E2 V，内阻r1，电阻R02，滑动变阻器的阻值范围为010.求滑动变阻器的阻值为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？1234567891011素养提升练12345678910111234567891011