人教版高三物理高考第一轮复习课件 闭合电路的欧姆定律 新人教.ppt

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1、第第3 3课时课时 闭合电路闭合电路的的欧姆定律欧姆定律考点自清考点自清一、电动势一、电动势1.1.电源是通过非静电力做功把电源是通过非静电力做功把 的能转化成的能转化成 的装置的装置.2.2.电动势电动势:非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电 量的比值量的比值,E E=,单位单位:V.:V.3.3.电动势的物理含义电动势的物理含义:电动势表示电源电动势表示电源 本领的大小本领的大小,在数值上等于电在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压源没有接入电路时两极间的电压.4.4.电动势是电动势是 量量,需注意电动势不是电压需注意电动势不是电压.其它形式其它形式

2、电势能电势能把其它形把其它形式的能转化成电势能式的能转化成电势能标标2021/8/9 星期一1二、闭合电路欧姆定律二、闭合电路欧姆定律1.1.定律内容定律内容:闭合电路的电流跟电源电动势成闭合电路的电流跟电源电动势成 ,跟内、外电路的电阻之和成跟内、外电路的电阻之和成 .2.2.定律表达式为定律表达式为:I I=3.3.适用条件适用条件:4.4.闭合电路欧姆定律的两种常用关系式闭合电路欧姆定律的两种常用关系式:(1)(1)E E=(2)(2)E E=正比正比反比反比纯电阻电路纯电阻电路U U外外+U U内内U U+I Ir r2021/8/9 星期一2特别提示特别提示I I=只适用于纯电阻闭合

3、电路只适用于纯电阻闭合电路,变式变式E E=U U外外+U U内内,E E=U U外外+IrIr和和U U外外=E E-I Ir r适用于任何闭合电路适用于任何闭合电路.三、路端电压三、路端电压U U与外电阻与外电阻R R的关系的关系根据根据U U=I IR R=知知,当外电路电阻当外电路电阻R R增大时增大时,电路的总电流电路的总电流I I ,电源内电压电源内电压U U内内 ,路路端电端电压压U U外外 .表示为表示为U UR R图象如图图象如图1 1所示所示.减小减小减小减小增大增大2021/8/9 星期一3四、四、U UI I关系图关系图 由由U=U=E E-I Ir r可知可知,路端电

4、压随着电路中电流的增大而路端电压随着电路中电流的增大而 ;U UI I关系图线如图关系图线如图2 2所示所示.图图1 1减小减小2021/8/9 星期一4(1)(1)当电路断路即当电路断路即I I=0=0时时,纵坐标的截距为纵坐标的截距为 .(2)(2)当外电路电压为当外电路电压为U U=0=0时时,横坐标的截距为横坐标的截距为 .(3)(3)图线的斜率的绝对值为电源的图线的斜率的绝对值为电源的 .图图2 2电动势电动势短路电流短路电流内阻内阻2021/8/9 星期一5热点聚焦热点聚焦热点一热点一 两个两个U UI I图象的比较图象的比较1.1.路端电压与电流的关系路端电压与电流的关系:U U

5、=E E-I Ir r,可用图可用图3 3甲表示甲表示,图图象表示在象表示在E E、r r不变的前提下不变的前提下,U U随随I I单调递减单调递减,U U 是是I I的一次函数的一次函数,由图由图3 3甲说明甲说明 (1)(1)图中表示电流为图中表示电流为I I1 1时时,路端电压为路端电压为U U1 1,对应内电对应内电 压为压为U U.(2)(2)过过E E点的平行于横轴的虚线表示电流为零时点的平行于横轴的虚线表示电流为零时,路端电压不随路端电压不随I I而改变而改变,且始终等于电源电动势且始终等于电源电动势,就是理想电源的情况就是理想电源的情况.2021/8/9 星期一6(3)(3)图

6、线斜率的绝对值表示电源内阻的大小图线斜率的绝对值表示电源内阻的大小图中图中I Im m表示外电阻等于零表示外电阻等于零(即短路即短路)时时,回路中的电流回路中的电流,即即I Im m=图图3 32021/8/9 星期一72.2.一段导体两端的电压与通过的电流关系一段导体两端的电压与通过的电流关系:U U=I IR R,可用图可用图4 4表示表示.图象表明在电阻图象表明在电阻R R不变的条件不变的条件 下下,U U与与I I成正比成正比,斜率表示导体的电阻斜率表示导体的电阻.图图4 42021/8/9 星期一8热点二热点二 闭合电路的功率计算闭合电路的功率计算1.1.电源的总功率电源的总功率:P

7、 P总总=E EI I=U U外外I I+U U内内I I=U UI I+.+.2.2.电源的输出功率电源的输出功率:P P出出=I IU U=I IE E-.-.对于外电路是纯电阻的电路对于外电路是纯电阻的电路,电源的输出功率电源的输出功率:P P出出=电源的输出功率随外电阻的变化关系如图电源的输出功率随外电阻的变化关系如图5 5所示所示.2021/8/9 星期一9题型探究题型探究题型题型1 1 闭合电路的动态分析问题闭合电路的动态分析问题【例例1 1】如图如图5 5所示所示,当滑动变阻器的滑动片当滑动变阻器的滑动片P P向上端向上端 移动时移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何判断电

8、路中的电压表、电流表的示数如何 变化变化?图图5 52021/8/9 星期一10解析解析 先认清电表先认清电表A A测量测量R R3 3中的电流中的电流,电表电表V V2 2测量测量R R2 2和和R R3 3并联的电压并联的电压,电表电表V V1 1测量路端电压测量路端电压.再利用闭合再利用闭合电路欧姆定律判断主干上的一些物理量变化电路欧姆定律判断主干上的一些物理量变化:P P向上滑向上滑,R R3 3的有效电阻增大的有效电阻增大,外电阻外电阻R R外外增大增大,干路电流干路电流I I减小减小,路端电压路端电压U U增大增大,至此至此,已判断出已判断出V V1 1示数增大示数增大.再进行分支

9、上的分析再进行分支上的分析:由由I I减小减小,知内电压知内电压U U和和R R1 1的的端电压端电压U UR R1 1减小减小,由由U U外外增大知增大知R R2 2和和R R3 3并联的电压并联的电压U U2 2增大增大判断出判断出V V2 2示数增大示数增大.由由U U2 2增大和增大和R R3 3有效电阻增大有效电阻增大,无法确定无法确定A A示数如何变示数如何变化化,这就要从另一条途径去分析这就要从另一条途径去分析:由由V V2 2示数增大知通示数增大知通过过R R2 2的电流的电流I I2 2增大增大,而干路电流而干路电流I I减小减小,所以所以R R3 3中的电中的电流减小流减小

10、,即即A A示数减小示数减小.答案答案 见解析见解析2021/8/9 星期一11方法提炼方法提炼 动态电路变化分析常见方法如下动态电路变化分析常见方法如下:(1)(1)程序法程序法:基本思路是基本思路是“部分部分整体整体部分部分”部分电路欧姆定律各部分的变化情况部分电路欧姆定律各部分的变化情况.(2)(2)直观法直观法:即直接应用即直接应用“部分电路中部分电路中R R、I I、U U的关的关系系”中的两个结论中的两个结论.任一电阻任一电阻R R阻值增大阻值增大,必引起该电阻中电流必引起该电阻中电流I I的减的减小和该电阻两端电压小和该电阻两端电压U U的增大的增大.2021/8/9 星期一12

11、任一电阻任一电阻R R阻值增大阻值增大,必将引起与必将引起与之之并联的支路中并联的支路中电流电流I I并的增大和与之串联的各电路电压并的增大和与之串联的各电路电压U U串串的减小的减小.(3)(3)极限法极限法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题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可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.(4)(4)特殊值法特殊值法.对于某些双臂环路对于某些双臂环路问题问题,可以采取代可以采取代入特殊值去判定入特殊值去判定,从而找出结论从而找出结论.2021/8/9 星期一13变式练习变式练习1 1 在如图在如图6 6所示的所示的电路中电路

12、中,在滑动变阻器滑动片在滑动变阻器滑动片P P由由a a滑到滑到b b的过程中的过程中,三只理三只理想电压表示数变化的绝对值想电压表示数变化的绝对值分别为分别为U U1 1、U U2 2、U U3 3,则下列各组数据中可能出现的是则下列各组数据中可能出现的是 ()()A.A.U U1 1=0=0、U U2 2=2 V=2 V、U U3 3=2 V=2 VB.B.U U1 1=1 V=1 V、U U2 2=2 V=2 V、U U3 3=3 V=3 VC.C.U U1 1=3 V=3 V、U U2 2=1 V=1 V、U U3 3=2 V=2 VD.D.U U1 1=1 V=1 V、U U2 2=

13、1 V=1 V、U U3 3=2 V=2 V图图6 62021/8/9 星期一14解析解析 在滑动变阻器的滑动片在滑动变阻器的滑动片P P由由a a滑到滑到b b的过程中的过程中,滑动变阻器连入电路中的电阻在减小滑动变阻器连入电路中的电阻在减小,它的分压作用它的分压作用在减小在减小,也就是电压表也就是电压表V V3 3的示数要减小的示数要减小.由于滑动变由于滑动变阻器连入电路中的电阻在减小阻器连入电路中的电阻在减小,由闭合回路的欧姆定由闭合回路的欧姆定律可知电路的总电流是增大的律可知电路的总电流是增大的,电压表电压表V V2 2的示数是增的示数是增大的大的.电压表电压表V V1 1测量的是电源

14、的路端电压测量的是电源的路端电压U U,由由U U=E E-I Ir r式可知式可知,电压表电压表V V1 1的示数变化反映了内电路上电的示数变化反映了内电路上电压的变化值压的变化值,且它们大小相等且它们大小相等,符号相反符号相反(路端电压是路端电压是减小的减小的,但是内电路上的电压降但是内电路上的电压降U U是增大的是增大的).).由于由于电电源的电动势源的电动势E E不变不变,由由E=U+UE=U+U可知可知,在闭合回路在闭合回路中中,电电压的变化量之和就为零压的变化量之和就为零,也可以说是电压减小也可以说是电压减小2021/8/9 星期一15的值与电压增大值之和相等的值与电压增大值之和相

15、等,即即U U1 1+U U2 2=U U3 3,根据根据此式可以排除此式可以排除C C选项选项,对于对于A A选项选项,由于由于U U1 1是反映电源是反映电源内电路上的电压降的变化内电路上的电压降的变化,电源有内阻电源有内阻,U U1 1=0=0显然是显然是错误的错误的,所以只有所以只有B B和和D D选项是正确的选项是正确的.答案答案 BD2021/8/9 星期一16题型题型2 2 含电容电路的判断与计算含电容电路的判断与计算【例例2 2】电动势为电动势为E E、内阻为、内阻为r r的电源与粗细均匀的的电源与粗细均匀的电阻丝相连电阻丝相连,组成如图组成如图7 7所示的电路所示的电路.电阻

16、丝长度为电阻丝长度为L L,电阻为电阻为R R,C C为平行板电容器为平行板电容器,其相对面积为其相对面积为S S,两两板间的距离为板间的距离为d d,在滑动触头向右滑的过程中在滑动触头向右滑的过程中,电流电流计中有电流通过计中有电流通过,为什么为什么?若电流计允许通过的最大电若电流计允许通过的最大电流为流为I Im m,求求P P滑动时滑动时,所允许的最大速度是多少所允许的最大速度是多少?图图7 72021/8/9 星期一17思路点拨思路点拨解析解析 电容器的电压等于电阻丝电容器的电压等于电阻丝PBPB段上的电压段上的电压,如如果果P P不滑动不滑动,电阻丝电阻丝PBPB段长度不变段长度不变

17、,加在电容加在电容C C上的上的电压也不变电压也不变,电流计电流计G G中无电流通过中无电流通过.若若P P向右滑动向右滑动,PBPB段长度减少段长度减少,电阻减少电阻减少,电压也减小电压也减小,电容器就要电容器就要放电放电.电流计电流计G G中的电流就是电容器放电的电流中的电流就是电容器放电的电流.由由于滑动的速度越大于滑动的速度越大,电容器上电压减小越快电容器上电压减小越快,放电电流放电电流越大越大.因此电流计因此电流计G G允许通过电流的最大值就决定了允许通过电流的最大值就决定了P P滑动的最大速度滑动的最大速度.2021/8/9 星期一18设滑动触头设滑动触头P P滑动的速度为滑动的速

18、度为v v,那么在那么在t t时间内滑过时间内滑过的距离为的距离为L L=v vt t.若若P P1 1、P P2 2为为滑动触头的初末位置滑动触头的初末位置,那么滑动触头那么滑动触头P P从从P P1 1滑至滑至P P2 2的过程中的过程中,触头触头P P与与B B点间点间的电压减小量为的电压减小量为U U=U U1 1-U U2 2=在此过程中在此过程中,电容器的放电量为电容器的放电量为Q Q=C CU U=C C 其中其中,电容器的电容为电容器的电容为C C=2021/8/9 星期一19那么那么,根据电流的定义根据电流的定义,流过电流计的电流为流过电流计的电流为又因为流过电流计的电流又因

19、为流过电流计的电流I II Im m,所以触头所以触头P P滑动时滑动时,所允许的最大速度为所允许的最大速度为v vm m=答案答案 见解析见解析2021/8/9 星期一20规律总结规律总结 在直流电路中在直流电路中,当电容器充放电时当电容器充放电时,电路里电路里有充放电电流有充放电电流,一旦电路达到稳定状态一旦电路达到稳定状态,电容器在电路电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处电路在电容器处电路看作是断路看作是断路,简化电路时可去掉它简化电路时可去掉它.分析和计算含有电分析和计算含有电容器的直流电路时容器的直流电路时,需注意以下几点需注意以下几点

20、:(1)(1)电容器两极电容器两极板板间的电压等于该支路两端的电压间的电压等于该支路两端的电压.(2)(2)当电容器和用电器并联后接入电路时当电容器和用电器并联后接入电路时,电容器两电容器两极极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等板间的电压与其并联用电器两端的电压相等.(3)(3)电路的电流、电压变化时电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充将会引起电容器的充(放放)电电.2021/8/9 星期一21(4)(4)如果变化前后极板带的电性相同如果变化前后极板带的电性相同,那么通过每根引那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差;如果变如果变化前

21、后极板带电的电性改变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器的电荷量之和荷量等于始末状态电容器的电荷量之和.2021/8/9 星期一22变式练习变式练习2 2 如图如图8 8所示所示,E E=10 V,=10 V,r r=1,=1,R R1 1=R R3 3=5,=5,R R2 2=4,=4,C C=100 F.=100 F.当当S S断开时断开时,电容器电容器中带电粒子恰好处于静止状态中带电粒子恰好处于静止状态.求求:(1)S(1)S闭合后闭合后,带电粒子加速度的大小和方向带电粒子加速度的大小和方向.(2)S(2)S闭合后流过闭合后流过R R3

22、 3的总电荷量的总电荷量.解析解析 (1)(1)当当S S断开时断开时,电流流经电流流经R R1 1和和R R2 2,电容器通电容器通过过R R3 3直接接在直接接在R R2 2两端两端,故故U UC C=4 V=4 V图图8 82021/8/9 星期一23此时粒子恰好处于静止状态此时粒子恰好处于静止状态,则则S S闭合后闭合后R R1 1被短路被短路,电流流经电流流经R R2 2,则则由牛顿第二定律由牛顿第二定律,有有则则a a=g g,竖直向上竖直向上(2)(2)Q Q=C C(U UC C-U UC C)代入数据有代入数据有Q Q=410=410-4-4 C C答案答案 (1)(1)g

23、g 方向竖直向上方向竖直向上 (2)410(2)410-4-4 C C2021/8/9 星期一24题型题型3 3 闭合电路中的功率问题闭合电路中的功率问题【例例3 3】如图如图9 9所示所示,R RB B=4,=4,A A、C C、D D是额定电压和额是额定电压和额 定功率相同的定功率相同的3 3个用电器个用电器,电源内阻是电源内阻是1,S1,S闭合后闭合后,当变阻器的电阻调为当变阻器的电阻调为5 5 时时,各用电器均正常工作各用电器均正常工作.(1)S (1)S断开后断开后,若仍要各用电器正常工作若仍要各用电器正常工作,变阻器电变阻器电 阻阻R R应调为多少？应调为多少？(2)S(2)S闭合

24、和断开时闭合和断开时,R RB B上的电功率之比为多少？上的电功率之比为多少？变阻器上消耗的功率之比为多少？变阻器上消耗的功率之比为多少？图图9 92021/8/9 星期一25解析解析 (1)(1)在题图所示电路中在题图所示电路中,A A、C C、D D三个用电器是三个用电器是并联的并联的,且正常工作且正常工作,其额定功率相等其额定功率相等,说明三个用电说明三个用电器的电流均相等器的电流均相等,设每个用电器的额定电流为设每个用电器的额定电流为I I,若若S S闭合闭合,有有3 3I I=若若S S断开断开,则有则有2 2I I=由由解得解得R Rx x=10=10 2021/8/9 星期一26

25、(2)(2)在在S S闭合和断开两种情况下闭合和断开两种情况下,电阻电阻R RB B上消耗的电上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比功率之比应为其通过电流的平方比变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方与电阻乘积之比与电阻乘积之比答案答案 (1)10 (2)94 98(1)10 (2)94 982021/8/9 星期一27方法提炼方法提炼 分析闭合电路中的功率问题时就注意以下分析闭合电路中的功率问题时就注意以下三个问题三个问题:(1)(1)电流发生变化时电流发生变化时,路端电压发生变化路端电压发生变化,功率比较功率比较与计算时不要忘记这一点与计算时

26、不要忘记这一点.(2)(2)利用当外电阻等于内阻时输出功率最大这一结利用当外电阻等于内阻时输出功率最大这一结论论,必要时要将某一电必要时要将某一电阻看作内阻阻看作内阻,作等效电源处理作等效电源处理.(3)(3)注意所求功率是电路中哪部分电路的功率注意所求功率是电路中哪部分电路的功率,不同部不同部分电路分析思路不同分电路分析思路不同.2021/8/9 星期一28变式练习变式练习3 3 如图如图1010所示电所示电路中路中,直流发电机直流发电机E E=250 V,=250 V,r r=3,=3,R R1 1=R R2 2=1,=1,电热器电热器组中装有组中装有5050只完全相同的电只完全相同的电热

27、器热器,每只电热器的额定电压为每只电热器的额定电压为200 V,200 V,额定功率为额定功率为1 000 W,1 000 W,其他电阻不计其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温并且不计电热器电阻随温度的变化度的变化.问问:(1)(1)当接通几只电热器时当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能实际使用的电热器都能正常工作？正常工作？(2)(2)当接通几只电热器时当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快？电热器组加热物体最快？图图10102021/8/9 星期一29(5)(5)当接通几只电热器时当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电实际使用的每只电热器中电流最大？流最大？解析解析 不计电不计

28、电热热器电阻随温度的变化器电阻随温度的变化,则每只电热器则每只电热器的电阻的电阻R R0 0=40.=40.每只电热器的额定电流每只电热器的额定电流I I0 0=5 A.=5 A.2021/8/9 星期一30(1)(1)要使用电器正常工作要使用电器正常工作,必须使电热器两端实际电压必须使电热器两端实际电压等于额定电压等于额定电压200 V,200 V,因此干路电流因此干路电流 而每只电热器的额定电流为而每只电热器的额定电流为5 A,5 A,则电热器的只数则电热器的只数n n1 1=2=2只只.2021/8/9 星期一31(2)(2)要使电热器组加热物体最快要使电热器组加热物体最快,就必须使电热

29、器组得就必须使电热器组得到的电功率最大到的电功率最大,有的同学错误地认为电热器接有的同学错误地认为电热器接得越多得越多,总功率就越大总功率就越大,这是没有考虑到外电阻的变化这是没有考虑到外电阻的变化会影响电源输出功率的变化会影响电源输出功率的变化.这里要注意到这里要注意到A A、B B两点间得到最大功率的条件两点间得到最大功率的条件,相当相当于于R R1 1、R R2 2视为等效视为等效(电源电源)内阻内阻,要使电热器的总功率最大要使电热器的总功率最大,必须使其总电必须使其总电阻为阻为R R=R R1 1+R R2 2+r r=5=5 所以所以n n3 3=8=8只只.答案答案 (1)2(1)

30、2只只 (2)40(2)40只只 (3)8(3)8只只 (4)50(4)50只只 (5)1(5)1只只(3)(3)要使实际使用的每只电热器中电流最大要使实际使用的每只电热器中电流最大,则须要则须要U UABAB最大最大,这样这样A A、B B间的电阻应最大间的电阻应最大,所以所以n n5 5=1=1只只.2021/8/9 星期一32题型题型4 4 电路故障分析电路故障分析【例例4 4】如图如图1111所示的电路中所示的电路中,灯泡灯泡A A和和B B原来都是原来都是 正常发光正常发光.忽然灯泡忽然灯泡B B比原来变暗了些比原来变暗了些,而灯泡而灯泡A A 比原来变亮了些比原来变亮了些,试判断电

31、路中什么地方出现断试判断电路中什么地方出现断 路的故障路的故障?(?(设只有一处出现了故障设只有一处出现了故障)图图11112021/8/9 星期一33思维导图思维导图2021/8/9 星期一34解析解析 依题意依题意,整个电路只有一处发生了断路整个电路只有一处发生了断路,下面分下面分别对不同区域进行讨论别对不同区域进行讨论:(1)(1)若若R R1 1断路断路.电路中总电阻变大电路中总电阻变大,电流变小电流变小,路端电压路端电压升高升高,A,A、B B两灯均两灯均变变亮亮,不合题意不合题意.(2)(2)若若R R3 3断路断路.B.B与与R R3 3并联并联,该段电路中电阻变大该段电路中电阻

32、变大,电压电压升高升高,B,B中的电流增大中的电流增大,B,B灯变亮灯变亮,不合题意不合题意.(3)(3)若若R R2 2断路断路,A,A与与R R2 2并联并联,这段电路中电阻变大这段电路中电阻变大,使总使总电阻变大电阻变大,总电流变小总电流变小,各部分压降变小各部分压降变小,A,A灯两端电压灯两端电压升高升高,A,A中电流增大中电流增大,A,A灯变亮灯变亮;因因B B灯两端电压减小灯两端电压减小,B,B灯灯中电流变小中电流变小,B,B灯变暗灯变暗,与题中条件相符与题中条件相符.(4)A(4)A灯、灯、B B灯所在支路或其他部分发生断路灯所在支路或其他部分发生断路,则两灯均则两灯均不会发光不

33、会发光,不合题意不合题意,故应是故应是R R2 2断路断路.答案答案 见解析见解析2021/8/9 星期一35方法归纳方法归纳 (1)(1)断路故障的判断断路故障的判断:用电压表与电源并联用电压表与电源并联,若有电压时若有电压时,说明电源正常说明电源正常.再逐段与电路并联再逐段与电路并联,若电若电压表指针偏转压表指针偏转,则该段电路中有断点则该段电路中有断点;(2)(2)短路故障的判断短路故障的判断:电流表有示数而用电器不工作则电流表有示数而用电器不工作则该支路短路该支路短路;用电压表与该部分并联用电压表与该部分并联,若有电压时若有电压时,未未短路短路;若无电压则该两点间可能短路若无电压则该两

34、点间可能短路,或被短路或被短路.分析电路故障的基本方法是假设法分析电路故障的基本方法是假设法:如果电路发生某如果电路发生某种故障种故障,寻求故障发生在何处时寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为可将整个电路划分为若干部分若干部分;然后逐一假设某部分电路发生故障然后逐一假设某部分电路发生故障,运用电运用电路定律进行正向推理路定律进行正向推理,推理结果若与题述物理现象不推理结果若与题述物理现象不符合符合,则故障不是发生在这部分电路则故障不是发生在这部分电路;若推理结果与题若推理结果与题述物理现象符合述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路则故障可能发生在这部分电路,直到直到找出发生故障的全部可

35、能为止找出发生故障的全部可能为止,亦称排除法亦称排除法.2021/8/9 星期一36变式练习变式练习4 4 如图如图1212所示的电所示的电路中路中,电源的电动势为电源的电动势为6 V,6 V,当当开关开关S S接通后接通后,灯泡灯泡L L1 1和和L L2 2都不都不亮亮,用电压表测得各部分的电用电压表测得各部分的电压是压是U Uabab=6=6 V,V,U Uadad=0 V,=0 V,U Ucdcd=6 V,=6 V,由此可断定由此可断定 ()()A.LA.L1 1和和L L2 2的灯丝都烧断了的灯丝都烧断了B.LB.L1 1灯丝烧断了灯丝烧断了C.LC.L2 2的灯丝烧断了的灯丝烧断了

36、D.D.变阻器变阻器R R断路断路图图12122021/8/9 星期一37解析解析 由由U Uabab=6 V=6 V可知可知,电源完好电源完好,灯泡都不亮灯泡都不亮,说明电说明电路当中出现断路故障路当中出现断路故障,且在且在a a、b b之间之间.由由U Ucdcd=6 V=6 V可知可知,灯泡灯泡L L1 1与变阻器与变阻器R R是通的是通的,断路故障出现在断路故障出现在c c、d d之之间间,故灯故灯L L2 2断路断路.答案答案 C2021/8/9 星期一38题型题型5 5 综合应用综合应用【例例5 5】有一种测量人体重的电子秤有一种测量人体重的电子秤,其原理如图其原理如图1313中的

37、虚线框内所示中的虚线框内所示,它主要由三部分构成它主要由三部分构成:踏板、压力踏板、压力杠杆杠杆ABOABO(O O点为固定转动轴点为固定转动轴)、压力传感器、压力传感器R R(是一个阻是一个阻值可随压力大小变化而变化的电阻器值可随压力大小变化而变化的电阻器)、显示体重的、显示体重的仪表仪表G(G(其实质是理想电流表其实质是理想电流表).).其中其中AOAOBOBO=31.=31.已知已知压力传感压力传感器的电阻器的电阻R R与其所受压力与其所受压力F F的关系如下表所示的关系如下表所示:图图13132021/8/9 星期一39设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计,

38、已知理想电流已知理想电流表的量程为表的量程为0 03 A,3 A,电源电动势为电源电动势为12 V,12 V,内阻为内阻为2,2,接通电源接通电源,则则(1)(1)该秤零刻度线该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线即踏板空载时的刻度线)应标在应标在电流表刻度盘多少电流表刻度盘多少A(A(安安)处处?(2)(2)利用表中的数据归纳出电阻利用表中的数据归纳出电阻R R随压力随压力F F变化的函变化的函数关系式数关系式.(3)(3)如果某人站在踏板上如果某人站在踏板上,电流表刻度盘示数为电流表刻度盘示数为0.8 A,0.8 A,这个人的体重是多少这个人的体重是多少?(4)(4)该秤能测量的最大体重是多少

39、该秤能测量的最大体重是多少?压力压力F F/N N050100150200250电阻电阻R R/3026221814102021/8/9 星期一40解析解析 (1)(1)根据闭合电路欧姆定律得根据闭合电路欧姆定律得I I=A=0.375 A=A=0.375 A 该秤零刻度线应标在电流表刻度盘该秤零刻度线应标在电流表刻度盘0.375 A0.375 A处处.(2)(2)由表格数据可以得到由表格数据可以得到:R R=30-0.08=30-0.08F F (3)(3)根据闭合电路欧姆定律可得根据闭合电路欧姆定律可得:I I=当当I I=0.8 A=0.8 A时解得时解得R R=13 =13 代入代入式

40、得式得:F F=212.5 N =212.5 N 根据杠杆平衡条件得根据杠杆平衡条件得:G GBOBO=F FAO AO 解得解得G G=637.5 N =637.5 N 2021/8/9 星期一41(4)(4)由于安培表的量程为由于安培表的量程为0 03 A,3 A,根据闭合电路欧姆根据闭合电路欧姆定律代入数据解得定律代入数据解得:R Rminmin=2=2 代入表达式代入表达式R R=30-0.08=30-0.08F F解得解得F Fmaxmax=350 N=350 N 根据杠杆平衡条件得根据杠杆平衡条件得:G GBOBO=F FAO AO 解得解得:G Gmaxmax=1 050 N=1

41、 050 N该秤能测量的最大体重是该秤能测量的最大体重是1 050 N1 050 N答案答案 (1)0.375 A (2)(1)0.375 A (2)R R=30-0.08=30-0.08F F (3)637.5 N(3)637.5 N(4)1 050 N(4)1 050 N 本题共本题共1919分分.其中其中式各式各4 4分分,式式3 3分分,式各式各1 1分分.评分标准评分标准2021/8/9 星期一42名师导析名师导析最近几年高考中最近几年高考中,对对“闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律”的考查往的考查往往是穿插于综合性的电路问题中往是穿插于综合性的电路问题中,命题的形式比较灵命题的形式比

42、较灵活活.将测量量进行转换是测量中常用的方法将测量量进行转换是测量中常用的方法.本题将测本题将测力转化为测电流力转化为测电流.第第(2)(2)问中归纳规律是新课标所要求问中归纳规律是新课标所要求的探究能力之一的探究能力之一.2021/8/9 星期一43自我批阅自我批阅(28(28分分)如图如图1414所示所示,电源由电源由n n个电动个电动势均为势均为1.5 V,1.5 V,且内阻相同的电池串且内阻相同的电池串联组成联组成,合上开关合上开关S,S,滑动变阻器的滑动变阻器的滑动触头滑动触头C C从从A A端滑至端滑至B B端的过程中端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图电路中的一些物理量的变化

43、如图1515甲、乙、丙所示甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计电表、导线对电路的影响不计.求求:图图1414图图15152021/8/9 星期一44(1)(1)组成电源的串联电池的个数组成电源的串联电池的个数.(2)(2)滑动变阻器总阻值滑动变阻器总阻值.(3)(3)将甲、乙、丙三个图上的将甲、乙、丙三个图上的a a、b b、c c各点的坐标各点的坐标补齐补齐.(.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图乙图为路端电压与总电流关系曲线为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线外电路电阻关系曲线)解析解析 (1)(1)由题

44、图乙可知由题图乙可知 (2(2分分)所以所以r r=(2=(2分分)由题图甲可知由题图甲可知P Pm m=(2=(2分分)2021/8/9 星期一45所以所以n n=个个=4=4个个 (2(2分分)(2)(2)由题图丙知由题图丙知 (2(2分分)又有又有r r=nrnr=40.5=2=40.5=2 (1 (1分分)所以所以R R=8=8 (2 (2分分)(3)(3)由题图乙求由题图乙求a a点的坐标点的坐标I I=(2=(2分分)U U=I IR R=0.68 V=4.8 V=0.68 V=4.8 V (2 (2分分)所以所以a a点的坐标为点的坐标为(0.6,4.8)(1(0.6,4.8)(

45、1分分)由图甲求由图甲求b b、c c点的坐标点的坐标2021/8/9 星期一46当电源输出功率最大时当电源输出功率最大时,外电路电阻与内阻相等外电路电阻与内阻相等,此时此时电路电流电路电流 (1(1分分)U U=I Ir r=1.52 V=3 V (1=1.52 V=3 V (1分分)所以所以b b点的坐标为点的坐标为(3,4.5)(1(3,4.5)(1分分)电路中当电路中当C C滑至滑至B B端时端时2021/8/9 星期一47(2(2分分)U UB B=I IB BR R=0.68 V=4.8 V (2=0.68 V=4.8 V (2分分)P PB B=I IB BU UB B=2.88

46、 W (2=2.88 W (2分分)所以所以c c点的坐标为点的坐标为(4.8,2.88)(1(4.8,2.88)(1分分)答案答案 (1)4(1)4个个 (2)8 (3)(2)8 (3)见解析见解析2021/8/9 星期一48素能提升素能提升1.1.如图如图1616所示所示,电源电动势电源电动势 E E=8 V,=8 V,内阻不为零内阻不为零,电灯电灯 A A标有标有“10 V,10 W”10 V,10 W”字字 样样,电灯电灯B B标有标有“8 V,8 V,20 W”20 W”字样字样,滑动变阻滑动变阻 器的总电阻为器的总电阻为6.6.闭合开关闭合开关S,S,当滑动触头当滑动触头P P由由

47、a a 端向端向b b端滑动的过程中端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化不考虑电灯电阻的变化)()()图图16162021/8/9 星期一49A.A.电流表的示数一直增大电流表的示数一直增大,电压表的示数一直减小电压表的示数一直减小B.B.电流表的示数一直减小电流表的示数一直减小,电压表的示数一直增大电压表的示数一直增大C.C.电流表的示数先增大后减小电流表的示数先增大后减小,电压表的示数先减小电压表的示数先减小后增大后增大D.D.电流表的示数先减小后增大电流表的示数先减小后增大,电压表的示数先增大电压表的示数先增大后减小后减小2021/8/9 星期一50解析解析 灯泡灯泡A A、B B和滑动

48、变阻器组成并联电路和滑动变阻器组成并联电路,灯泡灯泡A A的电阻为的电阻为 =10,=10,灯泡灯泡B B的电阻为的电阻为3.2,3.2,在滑动在滑动触头触头P P由由a a向向b b移动过程中移动过程中,由于滑动变阻器的最大阻由于滑动变阻器的最大阻值与灯泡值与灯泡B B电阻之和小于灯泡电阻之和小于灯泡A A的电阻的电阻,故按照并联电故按照并联电路的规律路的规律,并联电阻阻值越来越小并联电阻阻值越来越小,即外电路电阻减即外电路电阻减小小,干路电流增大干路电流增大,电流表示数增大电流表示数增大,内阻电压增大内阻电压增大.路端电压减小路端电压减小,电压表示数减小电压表示数减小,故故A A正确正确.

49、答案答案 A2021/8/9 星期一512.2.如图如图1717所示电路所示电路,测定电池测定电池 组的电动势和内阻组的电动势和内阻,其中其中 为电压表为电压表,其内阻足够大其内阻足够大,定定 值电阻值电阻R R=7.0.=7.0.在开在开关关S S未未 接通时接通时,电压表电压表 的示数是的示数是6.0 V;6.0 V;开关开关S S接通后接通后,电压表电压表 的读数为的读数为5.6 V,5.6 V,那么电池组的电动势那么电池组的电动势 和内阻分别等于和内阻分别等于 ()()A.6.0 V 0.5 A.6.0 V 0.5 B.6.0 V 1.25 B.6.0 V 1.25 C.5.6 V 1

50、.25 C.5.6 V 1.25 D.5.6 V 0.5 D.5.6 V 0.5 图图17172021/8/9 星期一52解析解析 因电压表的内阻足够大因电压表的内阻足够大,当开关当开关S S未接通时电未接通时电压表压表 的示数等于电源电动势的示数等于电源电动势.当开关当开关S S闭合时据闭闭合时据闭合电路欧姆定律有合电路欧姆定律有E E=U U+,+,可求出内阻可求出内阻r r.答案答案 A2021/8/9 星期一533.3.如图如图1818所示的电路中所示的电路中,当滑动变当滑动变 阻器的触头阻器的触头P P向上滑动时向上滑动时,则则 ()()A.A.电源的总功率变小电源的总功率变小 B.