2020高考物理一輪總復(fù)習(xí)第八章第2講閉合電路歐姆定律講義含解析新人教版.docx

第2講閉合電路歐姆定律基礎(chǔ)知識(shí)填一填知識(shí)點(diǎn)1電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻1電動(dòng)勢(1)電源：電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置(2)電動(dòng)勢：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E.(3)電動(dòng)勢的物理含義：電動(dòng)勢表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓2內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)電動(dòng)勢是電源兩極間的電壓()(2)電動(dòng)勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動(dòng)勢就是兩極間的電壓()(3)非靜電力做的功越多，電動(dòng)勢就越大()(4)E只是電動(dòng)勢的定義式而非決定式，電動(dòng)勢的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的()知識(shí)點(diǎn)2閉合電路的歐姆定律1閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比.(2)公式：I(只適用于純電阻電路)(3)其他表達(dá)形式電勢降落表達(dá)式：EU外U內(nèi)或EU外Ir.能量表達(dá)式：EIUII2r.2路端電壓與外電阻的關(guān)系一般情況UIRR，當(dāng)R增大時(shí)，U增大特殊情況當(dāng)外電路斷路時(shí)，I0，UE當(dāng)外電路短路時(shí)，I短，U0判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”(1)閉合電路中外電阻越大，路端電壓越小()(2)閉合電路中的短路電流無限大()(3)在閉合電路中，外電阻越大，電源的輸出功率越大()(4)電源的輸出功率越大，電源的效率越高()教材挖掘做一做1(人教版選修31 P63第1題改編)一個(gè)電源接8 電阻時(shí)，通過電源電流為0.15 A，接13 電阻時(shí)，通過電源的電流為0.10 A，則電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻分別為()A2 V1.5 B1.5 V2 C2 V2 D1.5 V1.5 解析：B由閉合電路歐姆定律得EI1(R1r)EI2(R2r)代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r2 ，E1.5 V2(人教版選修31 P63第3題改編)許多人造衛(wèi)星都用太陽電池供電太陽電池由許多片電池板組成某電池板不接負(fù)載時(shí)的電壓是600 V，短路電流是30 A.則這塊電池板的內(nèi)阻為()A2 B20 C200 D2 000 答案：B3(人教版選修31 P63第4題改編)電源的電動(dòng)勢為4.5 V、外電阻為4.0 時(shí)，路端電壓為4.0 V，若在外電路中分別并聯(lián)一個(gè)6.0 的電阻和串聯(lián)一個(gè)6.0 的電阻則兩種情況下的路端電壓為()A4.3 V3.72 V B3.73 V4.3 VC3.72 V4.3 V D4.2 V3.73 V答案：C4(人教版選修31 P52第4題改編)如圖是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為010 V，當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0100 V已知電流表的內(nèi)阻Rg為500 ，滿偏電流Ig為1 mA，則電阻R1、R2的值分別為( )A9 500 90 000 B90 000 9 500 C9 500 9 000 D9 000 9 500 解析：A接a、b時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)有R總R1Rg得R1Rg9 500 .接a、c時(shí)，同理有R總R1R2Rg得R2RgR190 000 .考點(diǎn)一閉合電路的動(dòng)態(tài)分析考點(diǎn)解讀1動(dòng)態(tài)電路的特點(diǎn)斷開或閉合開關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小，導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化2電路動(dòng)態(tài)分析的兩種方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化R的變化R總的變化I總的變化U端的變化固定支路變化支路(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論典例賞析典例1(多選)如圖所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r.電路中的R2、R3分別為總阻值一定的滑動(dòng)變阻器，R0為定值電阻，R1為光敏電阻(其電阻隨光照強(qiáng)度增大而減小)當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)下列說法中正確的是( )A只逐漸增大對(duì)R1的光照強(qiáng)度時(shí)，電阻R0消耗的電功率增大，電阻R3中有向上的電流B只調(diào)節(jié)電阻R3的滑動(dòng)端P2向上端移動(dòng)時(shí)，電源消耗的電功率變大，電阻R3中有向上的電流C只調(diào)節(jié)電阻R2的滑動(dòng)端P1向下端移動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)變大，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)D若斷開開關(guān)S，帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)解析AD當(dāng)逐漸增大光照強(qiáng)度時(shí)，光敏電阻R1的阻值減小，依據(jù)“串反并同”可知電流I增大，則PR0增大，UC增大，QCCUC增大，即電容器充電，R3中有向上的電流，A正確；當(dāng)P2向上移動(dòng)時(shí)，UC不變，R3中沒有電流，故B錯(cuò)誤；當(dāng)P1向下移動(dòng)時(shí)，I不變，但UC變大，EC變大，電場力FCqEC變大，微粒向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；若斷開開關(guān)S，電容器放電，UC降為0，則微粒只受重力作用而向下運(yùn)動(dòng)，故D正確1總電阻變化情況的判斷(1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)(2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小2“串反并同”(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小題組鞏固1(2019懷化模擬)(多選)如圖所示，圖中的四個(gè)電表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)時(shí)，下面說法中正確的是()A電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大B電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小C電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大D電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小解析：AD滑動(dòng)變阻器滑片P向右端移動(dòng)，使得RP變小，總電阻變小，總電流變大，即電流表A1的讀數(shù)增大內(nèi)電壓變大，R1所分電壓變大，并聯(lián)電路電壓即電壓表V1的讀數(shù)變小，即R3兩端電壓變小，通過R3的電流變小，即電流表A2的讀數(shù)減小，由于總電流增大，所以經(jīng)過另外一個(gè)支路即經(jīng)過R2的電流變大，R2兩端電壓變大，即電壓表V2的讀數(shù)增大，選項(xiàng)A、D正確2(多選)在探究電路故障時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，當(dāng)開關(guān)閉合后，電路中的各用電器正常工作，經(jīng)過一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)小燈泡A的亮度變暗，小燈泡B的亮度變亮則下列對(duì)電路故障的分析正確的是( )A可能是定值電阻R1短路B可能是定值電阻R2斷路C可能是定值電阻R3斷路D可能是定值電阻R4短路解析：BC由于小燈泡A串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后小燈泡A變暗，可知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應(yīng)為某一電阻斷路，排除選項(xiàng)A、D.若R2斷路，則R1和小燈泡B所在支路的電壓增大，而R2的斷路又使小燈泡B分配的電壓增大，故小燈泡B變亮，選項(xiàng)B對(duì)；若R3斷路，必引起與之并聯(lián)的支路(即R1所在支路)中電流增大，小燈泡B分得的電流也變大，小燈泡B變亮，故選項(xiàng)C對(duì)考點(diǎn)二閉合電路的功率及效率問題考點(diǎn)解讀電源總功率任意電路：P總EIP出P內(nèi)純電阻電路：P總I2(Rr)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)I2rP總P出電源的輸出功率任意電路：P出UIP總P內(nèi)純電阻電路：P出I2RP出與外電阻R的關(guān)系電源的效率任意電路：100%100%純電阻電路：100%由P出與外電阻R的關(guān)系圖象可以看出：(1)當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm.(2)當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越小(3)當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越大(4)當(dāng)P出Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)外電阻R1和R2，且R1R2r2.典例賞析典例2如圖所示，已知電源電動(dòng)勢為6 V，內(nèi)阻為1 ，保護(hù)電阻R00.5 ，則當(dāng)保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大時(shí)，這個(gè)電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為( )A1 4 WB1 8 WC0 8 W D0.5 8 W解析C保護(hù)電阻消耗的功率為P0，因R0和r是常量，而R是變量，所以R最小時(shí)，P0最大，即R0時(shí)，P0max W8 W，故選項(xiàng)C正確解決最大功率問題的兩點(diǎn)注意1解決最大功率問題時(shí)，要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率，定值電阻的最大功率用PI2R分析，可變電阻的最大功率用等效電源法求解2電源輸出功率最大時(shí)，效率不是最大，只有50%.題組鞏固1(多選)如圖所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐，恒定電壓U12 V，電解槽內(nèi)阻rA2 .當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為6 A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為5 A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35 W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為4 A則( )A電爐的電阻為2 B僅S1閉合時(shí)，電爐的發(fā)熱功率為72 WC電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為1.2 D在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為48 W解析：AB電爐為純電阻電器，僅當(dāng)S1閉合時(shí)，由歐姆定律得R 2 ，其發(fā)熱功率為PUI1126 W72 W，所以選項(xiàng)A、B正確；電動(dòng)機(jī)為非純電阻設(shè)備，僅當(dāng)S2閉合時(shí)，由能量守恒定律得UI2IrMP輸出，所以rM 1 ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電解槽為非純電阻裝置，僅當(dāng)S3閉合時(shí)，由能量守恒定律得P化UI3IrA，所以P化(124422) W16 W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2如圖所示，電源電動(dòng)勢E12 V，內(nèi)阻r3 ，R01 ，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R01 ，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使甲電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時(shí)可使乙電路輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P02 W)，則R1和R2的值分別為( )A2 ，2 B2 ，1.5 C1.5 ，1.5 D1.5 ，2 解析：B因?yàn)轭}中甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R12 ；而乙電路是含電動(dòng)機(jī)電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率PIUI(EIr)，當(dāng)I2 A時(shí)，輸出功率P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為P02 W，發(fā)熱功率為P熱I2R04 W，所以電動(dòng)機(jī)的輸入功率為P入P0P熱6 W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UM3 V，電阻R2兩端的電壓為UR2EUMIr3 V，所以R21.5 ，選項(xiàng)B正確考點(diǎn)三兩類UI圖象的比較與應(yīng)用考點(diǎn)解讀電源UI圖象電阻UI圖象圖形物理意義電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小斜率(絕對(duì)值)電源電阻r電阻大小典例賞析典例3(多選)如圖所示，圖中直線表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖中曲線表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線，則下列說法正確的是( )A電源的電動(dòng)勢為50 VB電源的內(nèi)阻為 C電流為2.5 A時(shí)，外電路的電阻為15 D輸出功率為120 W時(shí)，輸出電壓是30 V審題指導(dǎo)根據(jù)UI圖線可以求出電源的內(nèi)阻和電動(dòng)勢，由PI圖線可以求出電路中的電流，并由電源的路端電壓和電流的關(guān)系求出路端電壓解析ACD電源的路端電壓和電流的關(guān)系為：UEIr，顯然直線的斜率的絕對(duì)值等于r，縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢，從題圖中看出E50 V，r 5 ，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)電流為I12.5 A時(shí)，由回路中電流I1，解得外電路的電阻R外15 ，C正確；當(dāng)輸出功率為120 W時(shí)，由題圖中PI關(guān)系圖線看出對(duì)應(yīng)干路電流為4 A，再從UI圖線讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30 V，D正確非線性元件有關(guān)問題的求解，關(guān)鍵在于確定其實(shí)際電壓和電流，確定方法如下：(1)先根據(jù)閉合電路歐姆定律，結(jié)合實(shí)際電路寫出元件的電壓U隨電流I的變化關(guān)系式(2)在原UI圖象中，畫出U、I關(guān)系圖象(3)兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)即為元件的實(shí)際電壓和電流題組鞏固1如圖，直線A為某電源的UI圖線，曲線B為某小燈泡L1的UI圖線的一部分，用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來組成閉合回路時(shí)燈泡L1恰能正常發(fā)光，則下列說法中正確的是( )A此電源的內(nèi)電阻為 B燈泡L1的額定電壓為3 V，額定功率為6 WC把燈泡L1換成阻值恒為1 的純電阻，電源的輸出功率將變小D由于小燈泡L1的UI圖線是一條曲線，所以燈泡發(fā)光過程中歐姆定律不適用解析：B由圖象知，電源的內(nèi)阻為r 0.5 ，A錯(cuò)誤；因?yàn)闊鬖1正常發(fā)光，故燈L1的額定電壓為3 V，額定功率為PUI32 W6 W，B正確；正常工作時(shí)，燈L1的電阻為R11.5 ，換成R21 的純電阻后，該電阻更接近電源內(nèi)阻r，故電源的輸出功率將變大，C錯(cuò)誤；小燈泡是純電阻，適用歐姆定律，其UI圖線是一條曲線的原因是燈泡的電阻隨溫度的變化而發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤2(2019河南南陽模擬)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象(電池內(nèi)阻不是常量)，圖線b是某電阻R的UI 圖象在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻為( )A5.5 B7.0 C12.0 D12.5 解析：A由歐姆定律得UEIr，當(dāng)I0時(shí)，EU，由圖線a與縱軸的交點(diǎn)讀出電源的電動(dòng)勢為E3.6 V，根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為U2.5 V，電流為I0.2 A，則硅光電池的內(nèi)阻為r 5.5 ，故選項(xiàng)A正確思想方法(十七)電路故障分析方法方法闡述1.故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但用電器或電阻兩端電壓為零2.檢查方法(1)電壓表檢測：如果電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路(2)電流表檢測：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置在運(yùn)用電流表檢測時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程(3)歐姆表檢測：當(dāng)測量值很大時(shí)，表示該處斷路；當(dāng)測量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路在運(yùn)用歐姆表檢測時(shí)，被檢測元件應(yīng)從電路中拆下來(4)假設(shè)法：將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理.典例賞析典例在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光，后來由于某種故障使L2突然變亮，電壓表讀數(shù)減小，由此推斷，該故障可能是( )AL1燈絲燒斷B電阻R2斷路C電阻R2短路 D電容器被擊穿短路解析D若L1燈絲燒斷，則總電阻增大，總電流減小，L2兩端電壓減小，L2變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若R2斷路，則總電阻增大，電壓表讀數(shù)增大，總電流減小，L1與R1并聯(lián)部分兩端的電壓減小，故L2兩端的電壓增大，L2變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若電阻R2短路，則通過L2的電流為零，L2不亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若電容器被擊穿短路，則電路總電阻減小，路端電壓減小，總電流增大，L2變亮，選項(xiàng)D正確題組鞏固1如圖所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，