2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第八章 第2講 閉合電路歐姆定律課件 教科版.ppt

,第八章恒定電流,第2講閉合電路歐姆定律,大一輪復(fù)習(xí)講義,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點(diǎn),課時(shí)作業(yè),回扣基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn),限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度,過好雙基關(guān),一、串、并聯(lián)電路的特點(diǎn),1.特點(diǎn)對(duì)比,I1I2In,U1U2Un,2.幾個(gè)常用的推論(1)串聯(lián)電路的總電阻其中任一部分電路的總電阻.(2)并聯(lián)電路的總電阻其中任一支路的總電阻，且小于其中最小的電阻.(3)無論電阻怎樣連接，每一段電路的總耗電功率P總是等于各個(gè)電阻耗電功率之和.(4)無論電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí)，電路的總電阻變大.,大于,小于,自測(cè)1教材P66第2題改編一個(gè)量程為0150V的電壓表，內(nèi)阻為20k，把它與一個(gè)大電阻串聯(lián)后接在110V電路的兩端，電壓表的讀數(shù)是5V.這個(gè)外接電阻是A.240B.420kC.240kD.420,二、電源閉合電路的歐姆定律,1.電源(1)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算：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；物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成本領(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.,電能,2.閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成，跟內(nèi)、外電阻之和成；(2)公式：I(只適用于純電阻電路)；(3)其他表達(dá)形式電勢(shì)降落表達(dá)式：EU外U內(nèi)或EU外；能量表達(dá)式：EIUII2r.,正比,反比,Ir,3.路端電壓與外電阻的關(guān)系,(2)特殊情況：當(dāng)外電路斷路時(shí)，I0，U；當(dāng)外電路短路時(shí)，I短，U0.,E,增大,自測(cè)2教材P63第4題改編電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5V、外電阻為4.0時(shí)，路端電壓為4.0V，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分別約為A.4.3V3.72VB.3.73V4.3VC.3.72V4.3VD.4.2V3.73V,三、電路中的功率,1.電源的總功率(1)任意電路：P總IU內(nèi)P出P內(nèi).,IE,I2(Rr),IU外,I2r,2.電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)IU內(nèi)P總P出.,3.電源的輸出功率(1)任意電路：P出IEI2rP總P內(nèi).,IU,(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系當(dāng)Rr時(shí)，電源的輸出功率最大為Pm.當(dāng)Rr時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越小.當(dāng)Rr，R3為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，閉合開關(guān)S后，若照射R3的光照強(qiáng)度減弱，則A.R1兩端的電壓變大B.通過R2的電流變大C.電源的輸出功率變大D.小燈泡消耗的功率變大,圖4,解析光照強(qiáng)度減弱，光敏電阻的阻值增大，電路中的總電阻增大，由閉合電路歐姆定律可得，電路中干路電流減小，故R1兩端的電壓減小，故A錯(cuò)誤；因干路電流減小，電源的內(nèi)電壓減小，路端電壓增大，同時(shí)R1兩端的電壓減小，故并聯(lián)電路部分電壓增大，則流過R2的電流增大，由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過燈泡的電流減小，由PLI2RL可知，小燈泡消耗的功率變小，故B正確，D錯(cuò)誤；因R1r，外電路總電阻R外r，又R外增大，故電源的輸出功率變小，故C錯(cuò)誤.,命題點(diǎn)二電路中的功率及效率問題,1.電源的效率,2.純電阻電路,3.電源的最大輸出功率,P出與外電阻R的函數(shù)關(guān)系可用如圖5所示圖像表示，由圖像可以看出：,圖5,(2)當(dāng)R“接近”r時(shí)，P出增大，當(dāng)R“遠(yuǎn)離”r時(shí)，P出減小.(3)當(dāng)P出R2，所以R2接在電源上時(shí)，電源的輸出功率大，C正確，D錯(cuò)誤.,1.電路簡(jiǎn)化把電容器所處的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上.2.電容器的電壓(1)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.(2)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線.3.電容器的電荷量及變化(1)利用QUC計(jì)算電容器初、末狀態(tài)所帶的電荷量Q1和Q2；(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1Q2|；(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1Q2.,命題點(diǎn)四含電容器電路的分析,例4(2016全國(guó)卷17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖11所示電路.開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為,圖11,解析S斷開時(shí)等效電路圖如圖甲所示.,甲,S閉合時(shí)等效電路圖如圖乙所示.,乙,變式5(2018河北省定州中學(xué)承智班月考)阻值相等的四個(gè)電阻R、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)接成如圖12所示的電路.保持S1閉合，開關(guān)S2斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S2，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為A.53B.21C.12D.13,圖12,變式6(2018吉林省長(zhǎng)春市八中模擬)如圖13所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則A.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)B.電流表讀數(shù)減小C.電壓表讀數(shù)減小D.R3上消耗的功率逐漸增大,圖13,解析由題圖可知，R2與滑動(dòng)變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)接在電源兩端，電容器與R3并聯(lián)，當(dāng)滑片向b移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，電路中電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分的電壓減小.由歐姆定律可知流過R3的電流減小，而流過并聯(lián)部分的電流增大，故電流表示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；因并聯(lián)部分電壓減小，而R2中電壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故C正確；因R3兩端的電壓減小，由公式P可知，R3上消耗的功率減小，故D錯(cuò)誤；因電容器兩端電壓減小，故質(zhì)點(diǎn)P受到的向上電場(chǎng)力減小，則重力大于電場(chǎng)力，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤.,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(cè)：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(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)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(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程；,命題點(diǎn)五電路故障分析,(3)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路；當(dāng)測(cè)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(cè)時(shí)，被檢測(cè)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.,例5如圖14所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致電路中的A、B兩燈變亮，C、D兩燈變暗，故障的原因可能是A.R1短路B.R2斷路C.R2短路D.R3短路,圖14,解析A燈在干路上，A燈變亮，說明電路中總電流變大，由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小，這就說明電路中只會(huì)出現(xiàn)短路而不會(huì)出現(xiàn)斷路，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.因?yàn)槎搪凡糠值碾娮枳冃?，分壓作用減小，與其并聯(lián)的用電器兩端的電壓減小，C、D兩燈變暗，A、B兩燈變亮，這說明發(fā)生短路的電阻與C、D兩燈是并聯(lián)的，而與A、B兩燈是串聯(lián)的.觀察電路中電阻的連接形式，只有R3短路符合條件，故選項(xiàng)D正確.,變式7(多選)如圖15所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，電路正常工作，過了一會(huì)兒，電流表的示數(shù)變?yōu)榱?若電路中故障發(fā)生在燈L、電阻R上，用一根導(dǎo)線來判斷電路故障，則下列判斷正確的是A.將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數(shù)，一定是L斷路B.將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端，電流表無示數(shù)，一定是R斷路C.將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數(shù)，一定是R斷路D.將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數(shù)，一定是L斷路,圖15,解析電流表的示數(shù)變?yōu)榱?，說明電路故障為斷路.將導(dǎo)線與用電器并聯(lián)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若電流表有示數(shù)，說明與導(dǎo)線并聯(lián)的用電器斷路；若電流表無示數(shù)，說明另一個(gè)用電器斷路或兩個(gè)用電器都斷路.若將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端，電流表無示數(shù)，則可能是L斷路，也可能是R、L都斷路，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端，電流表無示數(shù)，則可能是R斷路，也可能是R、L都斷路，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若將導(dǎo)線并聯(lián)在R兩端，電流表有示數(shù)，則一定是R斷路，選項(xiàng)C正確；若將導(dǎo)線并聯(lián)在L兩端，電流表有示數(shù)，則一定是L斷路，選項(xiàng)D正確.,課時(shí)作業(yè),1.(多選)在如圖1所示的UI圖像中，直線為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線為某一電阻R的UI圖線.用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖像可知A.電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5B.電阻R的阻值為1C.電源的輸出功率為4WD.電源的效率為50%,雙基鞏固練,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,2.(2019貴州省遵義市調(diào)研)如圖2所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略，電表均為理想電表.開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過程中A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大C.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖2,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,3.(多選)已知磁敏電阻在沒有磁場(chǎng)時(shí)電阻很小，有磁場(chǎng)時(shí)電阻變大，并且磁場(chǎng)越強(qiáng)電阻越大.為探測(cè)有無磁場(chǎng)，利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計(jì)了如圖3所示電路，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變，在沒有磁場(chǎng)時(shí)調(diào)節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光.若探測(cè)裝置從無磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，則A.電燈L變亮B.電燈L變暗C.電流表的示數(shù)減小D.電流表的示數(shù)增大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,4.(2017寧夏銀川2月模擬)如圖4甲所示為某一小燈泡的UI圖線，現(xiàn)將兩盞這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)4的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1、電動(dòng)勢(shì)為3V的電源兩端，如圖乙所示，則A.通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.6WB.通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.6WC.通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.2WD.通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.4W,圖4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,同理，可知B、D項(xiàng)錯(cuò)誤.,5.如圖5所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會(huì)損壞，則下列說法正確的是A.電流表、電壓表的讀數(shù)均變小B.電源內(nèi)阻消耗的功率變大C.液滴將向上運(yùn)動(dòng)D.電源的輸出功率變大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖5,解析當(dāng)L的燈絲突然燒斷時(shí)電路中總電阻增大，則總電流減小，電源的內(nèi)電壓和R1兩端的電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知，路端電壓增大，故電容器C兩端的電壓增大，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，帶電液滴所受的電場(chǎng)力增大，則該液滴將向上運(yùn)動(dòng)，C正確；由于C兩端的電壓增大，R2、R3中的電流增大，則電流表、電壓表的讀數(shù)均變大，A錯(cuò)誤；因干路電流減小，則電源內(nèi)阻消耗的功率變小，B錯(cuò)誤；由于電源的內(nèi)、外電阻的關(guān)系未知，不能判斷電源的輸出功率如何變化，D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,6.如圖6所示的電路中，閉合開關(guān)S，燈L1、L2正常發(fā)光.由于電路突然出現(xiàn)故障，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是(電源內(nèi)阻不計(jì))A.R1斷路B.R2斷路C.R3短路D.R4短路,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖6,解析等效電路圖如圖所示，出現(xiàn)故障后，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，說明L1兩端的電壓變大，L2兩端的電壓變小，可能是R1斷路，此時(shí)示數(shù)減小，故A正確；如果R2斷路，則燈L2變亮，燈L1變暗，與條件不符，B錯(cuò)誤；若R3短路或R4短路，電流表示數(shù)變大，C、D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,7.(多選)如圖7所示，R1為定值電阻，R2為可變電阻，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)電阻，以下說法中正確的是A.當(dāng)R2R1r時(shí)，R2獲得最大功率B.當(dāng)R1R2r時(shí)，R1獲得最大功率C.當(dāng)R20時(shí)，R1獲得最大功率D.當(dāng)R20時(shí)，電源的輸出功率最大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖7,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析在討論R2的電功率時(shí)，可將R1視為電源內(nèi)阻的一部分，即將原電路等效為外電阻R2與電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為R1r的電源(等效電源)連成的閉合電路(如圖所示)，R2的電功率是等效電源的輸出功率.顯然當(dāng)R2R1r時(shí)，R2獲得的電功率最大，A項(xiàng)正確；,討論R1的電功率時(shí)，由于R1為定值，根據(jù)PI2R知，電路中電流越大，R1上的電功率就越大(P1I2R1)，所以，當(dāng)R20時(shí)，R1獲得的電功率最大，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；討論電源的輸出功率時(shí)，R1R2為外電阻，內(nèi)電阻r恒定，由于題目沒有給出R1和r的具體數(shù)值，所以當(dāng)R20時(shí)，電源輸出功率不一定最大，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.,8.如圖8，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3V，額定功率為6WC.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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖8,綜合提升練,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,因?yàn)闊鬖1正常發(fā)光，故燈L1的額定電壓為3V，額定功率為PUI32W6W，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.,12,13,9.(2018廣東省韶關(guān)市模擬)如圖9所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為30V，內(nèi)電阻為1，一個(gè)標(biāo)有“6V,12W”的電燈與一個(gè)繞線電阻為2的電動(dòng)機(jī)串聯(lián).開關(guān)閉合后，電路中的電燈正常發(fā)光，則電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為A.36WB.44WC.48WD.60W,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖9,10.(2018河南省開封市質(zhì)檢)硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn).如圖10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)系圖線(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖線b是某電阻R的UI圖線.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A.8.0B.10C.12D.12.5,圖10,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,11.(多選)如圖11所示，C16F，C23F，R13，R26，電源電動(dòng)勢(shì)E18V，內(nèi)阻不計(jì)，下列說法正確的是A.開關(guān)S斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)電勢(shì)相等B.開關(guān)S閉合后，a、b兩點(diǎn)間的電流是2AC.開關(guān)S斷開時(shí)C1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D.不論開關(guān)S斷開還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,圖11,解析S斷開時(shí)外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中均無電流通過，電阻兩端電勢(shì)相等，由題圖知a點(diǎn)電勢(shì)與電源負(fù)極電勢(shì)相等，而b點(diǎn)電勢(shì)與電源正極電勢(shì)相等，A錯(cuò)誤.S斷開時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢(shì)，而C1C2，由QCU知此時(shí)Q1Q2.當(dāng)S閉合時(shí)，穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流I2A，此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1IR16V、U2IR212V，則此時(shí)兩電容器所帶的電荷量分別為Q1C1U13.6105C、Q2C2U23.6105C，對(duì)電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶的電荷量也減小，故B、C正確，D錯(cuò)誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,12.(2018陜西省西安一中一模)電路如圖12所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，與定值電阻R1、R2及滑動(dòng)變阻器R連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)滑向b端時(shí)，下列說法正確的是A.電