2023版高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及其应用学生用书.docx

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1、第2讲闭合电路欧姆定律及其应用必备知识自主排查一、电源的电动势和内阻1电源电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置；从能的转化角度看，电源是将其他形式的能转化为_的装置2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3内阻电源内部导体的电阻，叫作电源的_，它是电源的另一重要参数二、闭合电路的欧姆定律1闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电阻之和成_(2)公式I_(只适用于纯电阻电路)；E_(适用于所有电路)2路端电压与外电阻的关系一般情况

2、UIRER+rRE1+rR，当R增大时，U_特殊情况(1)当外电路断路时，I0，U_(2)当外电路短路时，I短Er，U0生活情境下表显示的是生活中常用的电源电池种类电动势干电池1.5 V铅蓄电池2 V锂电池3 V或3.7 V锌汞电池1.2 V电源和用电器组成闭合回路，如图所示：(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()(3)电动势等于电源的路端电压()(4)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大()(5)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大()(6)闭合电路中的短路电流无限大()(7)一节干电

3、池的电动势为1.5 V，表示该电池将1 C的正电荷在电源内部由负极移送到正极过程中，非静电力做了1.5 J的功()关键能力分层突破考点一电路的动态变化及含容电路分析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(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路并联分流I串联分压U变化支路(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论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

4、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.例1. (多选)如图所示电路，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为r，电压表为理想电表开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中()A小灯泡变亮B电压表示数变小C电容器所带电荷量增大D电源的输出功率先变大后变小跟进训练1. (多选)智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路闭合开关，下列说法正确的是()A仅光照变强，小灯泡变亮B仅光照变弱，小灯泡变亮C仅将滑片向a端滑动，小灯

5、泡变亮D仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮2.2022河北石家庄一模(多选)在如图所示电路中，定值电阻R1、R2阻值均为R，电源电动势为E，内阻rR，平行板电容器的电容为C.初始时，开关S1闭合，S2断开，带电液滴在P点处于静止状态整个装置处于真空中，重力加速度为g，下列说法正确的是()A若仅减小电容器两极板的正对面积，则液滴仍保持静止B若仅将电容器上极板上移少许，则P点电势升高C若闭合S2，则电路稳定后电容器所带电荷量比原来增加了CE3D若闭合S2，电路稳定后液滴还在板间运动，则其加速度大小为g3考点二闭合电路的功率及效率问题电源的功率电源总功率任意电路：P总EIP出P内纯电阻电路：P总I2(R

6、r)E2R+r电源内部消耗的功率P内I2rP总P出电源的输出功率任意电路：P出UIP总P内纯电阻电路：P出I2RE2RR+r2电源的效率任意电路：P出P总100%UE100%纯电阻电路：RR+r100%由P出与外电阻R的关系图象可知：当Rr时，电源的输出功率最大，为P出mE24r.当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越小当Rr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2. 如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中()ARx消耗的功率变小B电源输出的功率

7、减小C电源内部消耗的功率减小DR0消耗的功率减小跟进训练3.(多选)如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V、内阻为2 ，R是阻值为8 的定值电阻，A是理想电流表，L是小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示闭合开关S，电路稳定后，A表的示数为0.2 A下列说法正确的是()A由图乙可知，小灯泡的电阻随电压升高而增大B电路稳定后，电源内部发热消耗的功率是0.4 WC.电路稳定后，灯泡L消耗的电功率为1.0 WD电路稳定后，电源的效率约为87%4(多选)如图所示，电源电动势E6 V，小灯泡L的规格为“3 V0.9 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R8 时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和

8、电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R02 .则()A电源内阻为2 B电动机正常工作的电压为3 VC电动机输出的机械功率为0.54 W，其效率为75%D电源的效率约为75%考点三电源的U I图线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.例3. (多选)某实验小组用如图甲所示的电路完成了蓄电

9、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跟进训练52022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示数变化的图象，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

10、第2讲闭合电路欧姆定律及其应用必备知识自主排查一、1电能2(1)正电荷负极正极(2)Wq3内阻二、1(1)正比反比(2)ER+rU外U内2增大(1)E生活情境(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)关键能力分层突破例1解析：当滑片向上滑动时，R2接入电路的阻值减小，则电路的总电阻减小，由IER总可知干路电流增大，即流过小灯泡的电流增大，则小灯泡变亮，A正确电压表测量路端电压，因干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律EU路Ir可知路端电压减小，则电压表示数变小，B正确因路端电压减小，且U路等于小灯泡两端电压与滑动变阻器两端电压之和，而小灯泡两端电压增大，故滑动变阻器两端电压减小，又因为电路稳定后，

11、电容器所在支路无电流通过，所以R1两端电压为零，则电容器两端电压等于滑动变阻器两端电压，根据CQU可知电容器所带电荷量减小，C错误电源内阻一定时，输出功率与外电阻的关系：外电阻阻值越接近电源内阻，输出功率越大本题中外电阻与电源内阻关系未知，所以电源输出功率变化未知，D错误答案：AB1解析：仅光照变强，光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流变大，则灯泡的功率变大，灯泡变亮，A正确；仅光照变弱，光敏电阻的阻值变大，则总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知总电流变小，则灯泡的功率变小，灯泡变暗，B错误；仅将滑片向a端滑动，滑动变阻器接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，电路中

12、电流变大，灯泡的功率变大，灯泡变亮，C正确；仅将滑片向b端滑动，滑动变阻器接入电路的有效阻值变大，则总电阻变大，电路中电流变小，灯泡的功率变小，灯泡变暗，D错误答案：AC2解析：初始时，S1闭合，S2断开，则电容器两极板间的电压为UER1+rR1，又R1R，rR，则UE2，由于液滴静止不动，则有mgqUd，如果仅减小两极板的正对面积，则液滴仍受力平衡，保持静止，A正确如果仅将电容器上极板向上移动少许，则两极板间距d增大，两极板间的电场强度减小，P点与下极板间的电势差减小，P点的电势降低，B错误若闭合S2，外电路的电阻为RR2，电容器两极板间的电压为UER+rRE3.S2闭合前，电容器所带的电荷

13、量为q1CUCE2；S2闭合后，电容器所带的电荷量为q2CUCE3.则电容器所带的电荷量减少了qq1q2CE6，C错误S2闭合后，由牛顿第二定律得mgqUdma，解得加速度大小为ag3，D正确答案：AD例2解析：当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r，当Rx的阻值为2r时，Rx消耗的功率最大；在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，A正确Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源的输出功率逐渐变大，B错误Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变

14、大，则根据PI2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，C、D错误答案：A3解析：由图乙可知，小灯泡的电阻等于曲线上点与O连线的斜率的倒数；由图乙可得：电压升高，斜率减小，故电阻增大，故A正确；电路稳定后，电源内部发热消耗的功率P内I2r0.08 W，故B错误；由图乙可得：I0.2 A时，U1 V，故电路稳定后，灯泡L消耗的电功率P1UI0.2 W，故C错误；电路稳定后，电源的效率P外P总EII2rEI100%1315100%87%，故D正确答案：AD4解析：小灯泡正常工作时的电阻RLU额2 P额10 ，流过小灯泡的电流IP额U额0.3 A，当开关S接1时，R总EI20 ，电源内阻

15、rR总RLR2 ，选项A正确；由“小灯泡正常发光”可知当开关S接2时，电路中的电流与开关S接1时的电流相同，所以电动机的正常工作电压U机EI(RLr)2.4 V，选项B错误；电动机的输入功率P入U机I0.72 W，而它的热功率P热I2R00.18 W，则它输出的机械功率P机出P入P热0.54 W，电动机的效率机P机出P入100%0.540.72100%75%，选项C正确；电源的效率P出P总100%EIrIEI100%90%，选项D错误答案：AC例3解析：由闭合电路欧姆定律UEIr知，当I0时，UE，A正确；UI图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即rUI1.401.0000.40 1 ，B错误；纵轴的电压刻度不是从零开始的，UI图线的横截距不再表示U0时的短路电流，而是表示路端电压为1.00 V时的干路电流是0.40 A，C错误；因为UIr为常数，则1.40 V1.20 V0I1 ，所以I0.20 A，D正确答案：AD5解析：设电源电动势为E，内阻为r，根据闭合电路欧姆定律得EIrI(R1R2)I(rR1)U2，则U2(R1r)IE，而U1R1I，故V1、V2对应的UI图线的斜率绝对值分别等于R1、R1r，故C正确答案：C