2023-2024学年高二上物理06:闭合电路欧姆定律(精讲教师版).pdf
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1、2023-2024学年高二上物理 专题0 6闭合电路欧姆定律二 考向解读 一1.了 解 电 动 势 的 物 理 含 义,理 解 并 会 应 用 闭 合 电 路 欧 姆 定 律。2.掌 握 路 端 电 压 和 电 流 的 关 系 及 电 源 的U-/图 像。考点回归一、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的正电荷在电源内从负极移送到正 极 所 做 的 功。W(2)表 达 式:E q o一电动势是描述电源的参量一由一电源本身一决定(3)物 理 意 义:反 映 了 电 源 把 其 他 形 式 的 能 转 化 为 电 能 的 本 领 大
2、 小。2.内阻:电 源 内 部 导体的电阻。二、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 正 比,跟 内、外 电 路 的 电 阻 之 和 成 反 比。2.公式(1)/=+(只适用于纯电阻电路)(2)E=。内+U式适用于任何电路)3.路 端 电 压。与 电 流/的 关 系(1)关 系 式:U=E-I r.(适用于任何电路)(2)(7-7 图像 当 电 路 断 路 即/=0时,纵 轴 的 截 距 为 电 源 电 动 势。uE 当 外 电 路 电 压 为。=0时,横 轴 的 截 距 为 短 路 电 流。图 线 的 斜 率 的 绝 对 值 为 电 源 的 内
3、阻。第1页(共21页)将电压表接在电源两极间测得的电压。是指路端电压,不是内电阻两端的电压,也不是电源电动势。三、电路的功率及效率问题1 .电源的总功率任意电路:P*=IE=IU*+IU w=P ,+P .(2)纯电阻电路:P a=72(7?+r)=-.R+r2 .电源内部消耗的功率尸内内=P.L尸*.3 .电源的输出功率(1)任意电路:由=m=IEF r=P息 一P内./72D(2)纯电阻电路:尸出=如=4 .电源的效率任意电路:?=-x i 0 0%=-x l 0 0%P&E纯电阻电路:=4-x i o o%R+rA 50 i;i T/r|I|ft1 .路端电压与外电阻的关系F E(1)一
4、般情况:U=1 R=-R=当R增大时,U增 大;R+r 1+.LR(2)特殊情况:当外电路断路时,1=0,U=E;当外电路短路时,/短=与U=Q.r2 .动态分析常用方法第2页(共21页)(1)程序法:遵循“局部一整体一局部”的思路,按以下步骤分析(如图):(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.3.纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图)P a =UI=FR=R=
5、-=RF 27?+r 2 R-r 2+47?r R_+分RD D 17=x 100%=x 100%=;xi00%,R 增大,提高.P&R+r i+二R5.两 类U/图像的比较电源的U/图像电阻的u-i图像图像表述的物理量变化关系电源的路端电压与电路电流的变化关系电阻的电流与电阻两端电压的变化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旦r过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零第3页(共21页)图线的斜率一,,为内阻)表示电阻值大小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学表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的
6、比值均为等大阻值,表示此电阻的阻值大小6.含容电路的分析(1)电路简化把电容器所在的支路视为断路,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.电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.(3)电容器的电荷量及变化电路中电流、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.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一。2|;如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Qx+Qi.7.电路故障分析(1)断路特点:表现为
7、路端电压不为零而电流为零;(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零.(3)检测方法电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联部分短路;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;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,表第4页(共21页)示 该 处 短 路.在 用 欧 姆 表 检 测 时,应断开电源.【母 题 1(2 0 2 1 秋南阳期中)有关电压与电动势的说法正确的是()A.电源的电动
8、势与外电路无关,与电源的体积有关B.电动势就是电源两极间的电压W WC.电动势公式 =中的与电压U =中的少物理意义是相同的q 7D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量【答案】D【解答】电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势.电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,与外电路的结构无关.电源的电动势在数值上等于内、外电压之和。解:/、电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量,电动势与电源的体积无关,和外电路无关,故/错 误;8、电源的电动势与电压的单位相同,都是伏特,但与电压有本质的区别;电动势等于非静电力做的功
9、与电荷量的比值,电压等于电场力做的功与电荷量的比值,故8错误;C、电动势公式E =%中的%是非静电力所做的功,而电压。=丝中的此为静电力所做4(1的功,二者物理意义不同,故 C错误:。、电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,电动势越大,本领越大,故。正确。故选:D.第5页(共21页)举一反三1.(2 0 2 1 秋南开区校级期中)关于电源电动势,下列说法正确的是()A.常见充电宝标有5 0 0 0 滔/?或1 0 0 0 0 源 等,此物理量越大,则充电电流越大B.电动势跟电源的体积无关,外电路变化时,E也变化C.电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电源把
10、其他形式的能转化为电能越多,电动势越大D.电动势E反映电源做功的能力,电动势大,则说明其内部移动1 C 的正电荷时,非静电力做功要多【答案】D【解答】电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置,电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小,由电源本身决定.解:A-充电宝标有5 0 0 0 */?或 1 0 0 0 0,/等,此物理量表示的是电荷量,不表示充电电流的大小,故/错 误;8、电动势E跟电源的体积无关,并且外电路变化时,不发生变化,故8错误;C、电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,与电源把其他形式的能转化为电能的多少无关,故 C错误;。、电动势E是表征电
11、源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量,电动势大,则说明其内部移动1 C 的正电荷时,非静电力做功要多,故。正确。故选:D。2.(2 0 2 1 秋江苏期中)以下有关电动势的说法正确的是()A.非静电力做的功越多,电动势就越大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.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电量成反比D.只是电动势的定义式而非决定式,其大小由电源内非静电力的特性决定q【答案】DW【解答】根据电动势的定义式E =,可知,非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极q所做的功等于电源的电动势.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理第6
12、页(共21页)量.电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压.解:4、只有非静电力做功与所移动的电荷量的比值比较大时,电动势才比较大:只是做功多,不能说明电动势大,故 4 错误;8、电动势和电压的单位相同,但二者的性质不同;故不是同一物理量,故 8 错误;C D,根据电动势的定义式E=,可知,电动势等于非静电力把单位正电荷从电源负极移送q到正极所做的功。属于比值定义,电动势E 与 匹、q 无关,由电源内非静电力的特性决定,故C 错误,。正确。故选:D。3.(2021秋黔西南州期中)关于电源和电流,以及电源的电动势,下列说法正确的是()A.根据/=幺可知,通过导体的电流与通过导体横截面的电荷量成正
13、比tB.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位C.电源电动势越大,意味着相同时间里电源能提供的能量越多D.电动势公式=空中的此指的是正电荷从负极到正极的过程中电场力做的功q【答案】B【解答】/=2 是电流的定义式;t电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位;电源电动势表征电源把单位电荷从负极移动到正极非静电力做功多少;电动势公式 =丝中的 指的是非静电力做功。q解:A./=幺是电流的定义式,故电流与通过导体横截面的电荷量无关,故 4 错误;t8、电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位,故 8 正确;C、电源电动势表征电源把单位正电荷从负极移动到正极非静电力做功多少,与时间没有关系,故
14、C 错误;D、电动势公式E=丝中的 指的是非静电力将电子从正极搬运到负极所做的功,故。错q误;故选:B o第7页(共21页)考向2闭合电路欧姆定律母题呈现【母 题 2(2022春龙泉驿区期中)在如图所示的电路中,滑动变阻器滑片尸向右移动一段距离,则与原来相比()A.电压表厂读数变小C.电源的总功率变小B.灯泡Z,变亮D.电源内阻的热功率变大【答案】C【解答】明确电路结构,根据滑动变阻器的滑动确定接入电阻的变化,从而明确外电阻的变化,再根据闭合电路欧姆定律确定电流以及路端电压的变化,从而分析电压表的变化,再对外电路分析明确灯泡的亮度变化,根据功率公式确定电源总功率以及内阻上热功率的变化。解:A
15、B.滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则由闭合电路欧姆定律可知,总电流减小,内电压减小,故路端电压增大,电压表”示数变大;R 两端电压增大,R 中电流增大,则由并联电路规律可知,乙中电流减小,灯泡工变暗,故 错 误;C、因干路电流变小,由P=/可知,电源的总功率变小,故 C 正确;D、由尸=/,可知,总电流减小,故电源内阻的热功率减小,故。错误。故选:C。举一反三1.(2022春长宁区校级期中)关于闭合电路,下列说法正确的是()第8页(共21页)A.电源正负极被短路时,电流很小B.电源正负极被短路时,端电压最大C.外电路断路时,端电压为零D.用电器增加时,端电压可能减小【答案】D【解答】
16、对于闭合电路,利用闭合电路欧姆定律列式,分析电路中电流和端电压与外电阻的关系。解:/、根据闭合电路欧姆定律可知,电源正负极被短路时,电流为/短=白,由于电源的内阻很小,则短路电流很大,故力错误;8、电源正负极被短路时,端电压为零,故 8 错误;C、外电路断路时,端电压等于电源的电动势,故C 错误;。、当并联的用电器增多时,总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律知,干路电流增大,内电压增大,则端电压减小,故。正确。故选:Do2.(2022春徐汇区校级期中)小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器,其部分工作原理如图所示,凡为定值电阻。下列分析正确的是()d A.水量增加时,滑动变阻器的滑片向上移动B.如
17、果选择电压表,电表示数变小反映水量减小C.如果选择电流表,电表示数变大反映水量减小D.如果选择电流表,可以在水太少时保护电路【答案】B【解答】根据水量变化分析滑动变阻器的变化,根据闭合电路欧姆定律可分析判断。解:4 根据装置,当水量增加时,弹簧压缩量增大,滑片下移,故/错 误;8.若电表为电压表,电压表测的为滑动变阻器滑片以上部分电阻对应的电压值,示数变小,说明滑片上移,水量减少,故 8 正确;第9页(共21页)C.若电表为电流表,滑动变阻器滑片以上部分电阻被短路,滑片以下部分电阻与几串联,若示数变大,则滑动变阻器滑片下移,水量增多,故C错误;。.若选择电流表,在水太少时体现不出凡的作用,但在
18、水太多时,变阻器接入电路的阻值就会很小,电路中的电流太大,如果没有凡可能会烧坏电源和电流表,所以凡是在水太多时保护电路,故。错误。故选:B。3.(2022春浙江期中)在如图所示的电路中,电源电动势恒定、内阻为r,K为定值电阻。闭合开关S,理 想 电 流 表 、理 想 电 压 表 、,您 的 示 数 分 别 用/、U、&和。3表示。当滑动变阻器&的滑动触头尸向上滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表示数变化量的绝对值分别用/、和 q表示,下列说法正确的是()【答案】DB.5变大,七变小IID.L =r1【解答】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,尺的阻值变小,总电阻变小,凡是定值电阻,根据欧姆
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- 2023 2024 学年 高二上 物理 06 闭合电路 欧姆定律 教师版
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