8電路閉合電路的歐姆定律(講義)解析版-2023年高考物理大一輪復(fù)習(xí)

8.2電路 閉合電路的歐姆定律［到知識填充一、電路的串聯(lián)、并聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)電流I=Il=I7=…=I1 2 nI=11+I2+.+In電壓U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=.=Un電阻R=R1+R2+...+Rn1=?+?+ +?RR1+R2+…+Rn功率分配P=P==PR1=R2=…=RnP1R1=P2R2=…=PnRn二、電源的電動勢和內(nèi)阻.電動勢(1)定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。W(2)表達(dá)式：E—q。(3)物理意義：反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。.內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻。三、閉合電路的歐姆定律.內(nèi)容閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。.公式E.一一?.一..(1)I―R^r。(只適用于純電阻電路)(2)E―U內(nèi)+U外。(適用于任何電路).路端電壓U與電流I的關(guān)系(1)關(guān)系式：U=E—Ir。(適用于任何電路)u(2)U-1圖象口當(dāng)電路斷路即I=0時，縱軸的截距為電源電動勢?！醍?dāng)外電路電壓為U=O時，橫軸的截距為短路電流。口圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻。后考點(diǎn)速查題型1電路的串聯(lián)、并聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)電流-I=11=I2=???=In1=11+12+???+In電壓U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=.=Un電阻R=R1+R2+...+Rn1=1+1++1R R1+R2 Rn功率分配P=P==PR1=R2=…=RnP1R1=P2R2=.=PnRn【典例1】(四川省自貢一中2021屆模擬)如圖所示，其中電流表A的量程為0.6A,表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02A;RI的阻值等于電流表內(nèi)阻的1;R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍.若用電流表A的表盤2 2刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是( )1 23A.將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04AB.將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02AC將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06AD.將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A【答案】C【解析】設(shè)電流表A的內(nèi)阻為RA,用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值時，若將接線柱1、2接入電路，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，(11—IA)RI=IAARA，解得11=31A=0.06A,則每一小格表示0.06A;若將接線柱1、3接入電路，貝MI2—IA）R1=IARA,解得I2=31a=0.06A,則每一小格表示0.06A.選項(xiàng)C正確.【變式1】（江西省新余一中2021屆質(zhì)檢）在如圖所示的電路中，R1=11Ω,r=1Ω,R2=R3=6Ω,當(dāng)開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時，電容器C帶電荷量為Q1;當(dāng)開關(guān)S斷開且電路穩(wěn)定時，電容器C帶電荷量為Q2,貝M）I__L?A.Q1:Q2=1：3B.Q1：Q2=3：1CQ1：Q2=1：5D.Q1：Q2=5：1【答案】A【解析】當(dāng)開關(guān)S閉合時，電容器兩端電壓等于R9兩端的電壓，U=DER22 2RI十R2十rEE3,Q1=3C;當(dāng)開關(guān)S斷開時，電容器兩端電壓等于電源電動勢，U=E,Q2=EC,所以Q1：Q2=1：3,選項(xiàng)A正確.【變式2】（廣東省肇慶一中2021屆調(diào)研）如圖所示，電源電動勢為E,內(nèi)阻為人閉合開關(guān)S,不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器的滑片由左端向右端滑動時，下列說法正確的是（）A.電流表讀數(shù)減小，小燈泡L1變暗 B.電壓表讀數(shù)變大C.電流表讀數(shù)增大，小燈泡L2變暗 D.電容器所帶電荷量增大【答案】B【解析】將滑動變阻器的滑片由左端向右端滑動時，變阻器接入電路的電阻增大，其與小燈泡L1并聯(lián)的電阻增大，外電路總電阻增大，電流表讀數(shù)減小，小燈泡L2變暗，路端電壓U=E—Ir增大，電壓表的讀數(shù)變大，選項(xiàng)B正確，C錯誤；小燈泡L1兩端的電壓U1=E—I（r+RL2）增大，通過小燈泡L1的電流變大，小燈泡L1變亮，選項(xiàng)A錯誤；通過小燈泡L2的電流減小，小燈泡L2兩端電壓變小，與小燈泡L2并聯(lián)的電容器兩端電壓減小，由Q=CU可得電容器所帶電荷量減小，選項(xiàng)D錯誤.題型2電源的電動勢和內(nèi)阻.電動勢（1）定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。…、、W（2）表達(dá)式：E=q。電動勢是描述電源的參量，由電源本身決定。（3）物理意義：反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。.內(nèi)阻：電源內(nèi)部導(dǎo)體的電阻?！镜淅?】（陜西省漢中一中2021屆期末）兩個相同的電阻上當(dāng)它們串聯(lián)后接在電動勢為E的電源上，通過一個電阻的電流為/;若將它們并聯(lián)后仍接在該電源上，通過一個電阻的電流仍為/，則電源的內(nèi)阻為（）R ,一一A.4R B.RC.2D.無法計(jì)算【答案】BE【解析】當(dāng)兩電阻串聯(lián)接入電路中時I=HL，當(dāng)兩電阻并聯(lián)接入電路中時2R十rE1 . . ..I=r-×2,由以上兩式可得：r=R,故選項(xiàng)B正確.2+r【變式3】（多選）（遼寧省錦州一中2021年模擬）如圖所示的電路中，電源電動勢為12丫，內(nèi)阻為2Ω,四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出.閉合開關(guān)S,下列說法正確的有（ ）——I I-I—5il15∩——I I---. I_12V,2∩S__I —A.路端電壓為10V B.電源的總功率為10WC.a、b間電壓的大小為5V D.a、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A【答案】AC【解析】由圖知外電路的總電阻為10Ω,回路總電阻為12Ω,根據(jù)歐姆定律可求干路電流I=E=1A,所以路端電壓為U=IR=10V,所以A正確；R 外外電源的總功率P=IE=12亞，故B錯誤；根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可求流過a、b電流均為0.5A,所以Uba=0.5×（15-5）V=5丫，故C正確；a、b間用導(dǎo)線連接后，根據(jù)電路的連接可求外電路電阻為7.5Ω，回路總電阻為9.5Ω，總... 12 一一一電流為I=/A=1.26A,所以D錯誤.題型3閉合電路歐姆定律.內(nèi)容閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。.公式E⑴I=Rψ;（只適用于純電阻電路）⑵E=U內(nèi)+U外（適用于任何電路）.路端電壓U與電流I的關(guān)系（1）關(guān)系式：U=E-Ir。（適用于任何電路）Q）U-1圖像①當(dāng)電路斷路即I=0時，縱軸的截距為電源電動勢。②當(dāng)外電路電壓為U=0時，橫軸的截距為短路電流。③圖線的斜率的絕對值為電源的內(nèi)阻。將電壓表接在電源兩極間測得的電壓U是指路端電壓，不是內(nèi)電阻兩端的電壓，也不是電源電動勢。【典例3】（浙江省溫州中學(xué)2021屆模擬）二極管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)正極接電源正極（正接）時二極管導(dǎo)通（電流可以通過二極管，且二極管的阻值很小，可忽略），當(dāng)負(fù)極接電源正極（反接）時二極管截止（阻值很大，電流為零）。為了驗(yàn)證二極管的這一特性，將其接入如圖所示電路cd之間的D處，閉合開關(guān)時燈不亮。經(jīng)初步檢查各接線均牢固正確，為了確定電路故障的位置，四位同學(xué)各自進(jìn)行了以下操作（）操作步驟現(xiàn)象S閉合，多用電表調(diào)至電壓擋，紅表筆接a,1黑表筆分別接b、c、d、e示數(shù)分別為0、0、6V、6VS閉合，斷開導(dǎo)線bc的C端，用C端分別接d、2e、f燈泡均亮S斷開，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接c,3黑表筆接d指針有大角度偏轉(zhuǎn)S斷開，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接d,4黑表筆接C指針有微小偏轉(zhuǎn)由此可判斷（ ）A.同學(xué)1的操作說明故障在如b之間B.同學(xué)2的操作說明故障在b、C之間C根據(jù)同學(xué)1、3的操作即可判斷故障的原因是二極管正、負(fù)極接錯D.根據(jù)同學(xué)2、4的操作即可判斷故障的原因是二極管已損壞斷開【答案】C【解析】同學(xué)1的操作結(jié)果中，電壓為零的點(diǎn)為b、c,黑表筆與電源是斷開的，電壓為6V的點(diǎn)d、e與電源是相通的，說明故障只在c、d之間，選項(xiàng)A錯誤；同學(xué)2的操作結(jié)果與同學(xué)1相同，選項(xiàng)B錯誤；同學(xué)3的操作說明二極管的正極接在d點(diǎn)，被反接了，結(jié)合同學(xué)1的結(jié)果可以判斷故障原因是二極管正、負(fù)極接錯，選項(xiàng)C正確；由于二極管正、負(fù)極接錯，同學(xué)4的操作測定的是二極管的反向電阻，應(yīng)該很大，并不能表明二極管已損壞斷開，選項(xiàng)D錯誤。【變式4】（吉林省四平一中2021屆調(diào)研）如圖所示，電源內(nèi)阻不能忽略，電流表、電壓表均可視為理想電表，在滑動變阻器R的觸頭從a端滑到b端的過程中（ ）—?3 i A.電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)增大B.電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)減小C電壓表V的示數(shù)先減小后增大，電流表A的示數(shù)增大D.電壓表V的示數(shù)先減小后增大，電流表A的示數(shù)減小【答案】A【解析】在滑動變阻器R的觸頭從1端滑到b端的過程中，外電阻先增大后減小，路端電壓先增大后減小，電壓表V的示數(shù)先增大后減小，電流表A的示數(shù)一直增大，選項(xiàng)A正確.【變式5】在研究微型電動機(jī)的性能時，可采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0A和1.0V;重新調(diào)節(jié)R,使電動機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V。則當(dāng)這臺電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時（ ）—?—I Y—? Γ?-A.電動機(jī)的內(nèi)阻為7.5ΩB.電動機(jī)的內(nèi)阻為2.0ΩC電動機(jī)的輸出功率為30.0WD.電動機(jī)的輸出功率為26.0W【答案】D［因?yàn)殡妱訖C(jī)停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為1.0A和1.0V,電動機(jī)在沒有將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時屬于純電阻元件，故電動機(jī)的內(nèi)阻r=U=10t=1.0Ω,選項(xiàng)A、B錯誤；當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，電流表11 1.0A和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和15.0V,則電動機(jī)的總功率為P總=U2122=15.0V×2.0A=30.0W,此時電動機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=I2r=（2.0A）2×1.0Ω=4.0W,故電動機(jī)的輸出功率為P出=P總一P熱=30.0W-4.0W=26.0W,選項(xiàng)C錯誤，D正確。］題型四電路的動態(tài)分析.解決電路動態(tài)變化的基本思路“先總后分”——先判斷總電阻和總電流如何變化.“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分.“先定后變” 先分析定值電阻所在支路，再分析阻值變化的支路..電路動態(tài)分析的方法(1)程序法：基本思路是“部分—整體一部分”.即京:*>?遙陽<Z不≡;L球黑冷亙電之產(chǎn)嚏(2)極限法：因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論.(3)串反并同法：“串反”是指某一電阻增大(或減小)時，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(或增大).“并同”是指某一電阻增大(或減小)時，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(或減小)..分析含容電路應(yīng)注意的兩點(diǎn)(1)電路穩(wěn)定后，電容器所在支路電阻無電壓降，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓.在電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電阻阻值變化，不影響電路中其他電表示數(shù)和燈泡亮度.(2)電路中的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充、放電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電，電荷量增大；如果電容器兩端電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，電荷量減小..電路故障問題的分析方法與技巧⑴故障特點(diǎn)①斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為電路中的兩點(diǎn)間電壓不為零而電流為零，并且這兩點(diǎn)與電源的連接部分沒有斷點(diǎn).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其兩端電壓為零.(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歐姆表檢測：當(dāng)測量值很大時，表示該處是斷路，當(dāng)測量值很小或?yàn)榱銜r，表示該處是短路.在運(yùn)用歐姆表檢測時，電路一定要切斷電源.③電流表檢測：當(dāng)電路中接有電源時，可用電流表測量各部分電路上的電流，通過對電流值的分析，可以確定故障的位置.在運(yùn)用電流表檢測時，要注意電流表的極性和量程.④假設(shè)法：將整個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4】（多選）（2021?河南洛陽一高月考）如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)，三個小燈泡完全相同且外電路變化時每個燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓，開始時只有S/閉合，當(dāng)S2也閉合后，下列說法中正確的是（）tESi

∣ι—丁——人.燈泡L1變亮B.燈泡L2變亮C電容器C的電荷量增加口.閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左AD［根據(jù)電路可知，S1閉合、S2斷開時，L］、L2串聯(lián)，則兩燈一樣亮，因L3與電容器串聯(lián)后接到電源兩端，則L3不亮，電容器兩端電壓等于電源電動勢E；當(dāng)S2也閉合后，電路總阻值變小，流過L1的電流變大，L1兩端電壓變大，L2兩端電壓變小，則燈L1變亮，L2變暗；因電容器此時與燈L1并聯(lián)，則