適用于新高考新教材廣西專版2024屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第9章電路第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用課件

第2節(jié)閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用第九章內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、串并聯(lián)電路1.串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)I1+I2+…+InU1+U2+…+UnR1∶R2∶…∶RnR1∶R2∶…∶Rn2.三個(gè)常用的結(jié)論(1)串聯(lián)電路的總電阻

電路中任意一個(gè)電阻,電路中任意一個(gè)電阻變大時(shí),總電阻

。

(2)并聯(lián)電路的總電阻

電路中任意一個(gè)電阻,任意一個(gè)電阻變大時(shí),總電阻

。

(3)某電路中無論電阻怎樣連接,該電路消耗的電功率P總等于各個(gè)電阻消耗的電功率之和。易錯(cuò)辨析

(1)串聯(lián)電路中某電阻的阻值最大,該電阻的電壓不一定最大。(

)(2)電路的連接方式有串、并聯(lián)兩種,電路中電阻大、電功率不一定大。(

)大于變大小于變大×√應(yīng)用提升1.電阻R1和R2分別標(biāo)有“2Ω

1.0A”和“4Ω

0.5A”,將它們串聯(lián)后接入電路中,如圖所示,則此電路中允許消耗的最大功率為(

)A.1.5W B.3.0W C.5.0W D.6.0W答案

A解析

由題意可知,兩電阻串聯(lián)后能通過的最大電流為I=0.5

A,則電路允許消耗的最大電功率為P=I2(R1+R2)=1.5

W,A正確。2.(2022江蘇南通四模)如圖所示,R1、R2為定值電阻,C為電容器。閉合開關(guān)S,在滑動變阻器R的滑片向上滑動過程中(

)A.電阻R2中有向下的電流B.通過電阻R1電流增大C.滑動變阻器R兩端的電壓變小D.電容器C的極板所帶電荷量變小答案

A

解析

閉合開關(guān)S,在滑動變阻器R的滑片向上滑動過程中,滑動變阻器接入電路的阻值增大,則電路總電流減小,即通過電阻R1的電流減小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知滑動變阻器R兩端的電壓變大,所以電容器C兩端電壓增大,根據(jù)Q=CU可知電容器極板所帶電荷量增大,即電容器充電,根據(jù)電路連接方式可知電容器上極板帶正電,所以電阻R2中有向下的電流,故A正確,C、D錯(cuò)誤。3.右圖是有兩個(gè)量程的電壓表,當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~10V;當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí),量程為0~100V。已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Ω,滿偏電流Ig為1mA,則電阻R1、R2的值為(

)A.9500Ω

90000Ω

B.90000Ω

9500ΩC.9500Ω

9000Ω

D.9000Ω

9500Ω答案

A二、電源的電動勢和內(nèi)阻1.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

移送到

所做的功。

由電源本身決定(2)定義式:。(3)物理意義:反映了電源把

的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。

2.內(nèi)阻:電源內(nèi)部

的電阻。

負(fù)極正極其他形式導(dǎo)體三、閉合電路歐姆定律1.內(nèi)容閉合電路的電流跟電源的電動勢成

,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成

。

2.公式(1)只適用于純電阻電路(2)E=U內(nèi)+U外

適用于任何電路

正比反比3.路端電壓U與電流I的關(guān)系

(1)關(guān)系式:U=

。(適用于任何電路)

(2)測量:電壓表接在電源兩極間測得的電壓U是指路端電壓。(3)U-I圖像①當(dāng)電路斷路即I=0時(shí),縱軸的截距為

。

②當(dāng)外電路電壓為U=0時(shí),橫軸的截距為

。

③圖線的斜率的絕對值為電源的

。

也叫外電壓

E-Ir

電源電動勢短路電流內(nèi)阻易錯(cuò)辨析

(3)電動勢就是電源兩極間的電壓。(

)(4)非靜電力做的功越多,電動勢就越大。(

)(5)閉合電路中外電阻越大,路端電壓越大。(

)(6)在閉合電路中,外電阻越大,電源的輸出功率越大。(

)××√×應(yīng)用提升4.如圖所示的電路中,電阻R=2Ω。斷開S后,電壓表的讀數(shù)為3V;閉合S后,電壓表的讀數(shù)為2V,則電源的內(nèi)阻r為(

)A.1Ω

B.2Ω

C.3Ω

D.4Ω答案

A解析

開關(guān)S斷開時(shí)有E=3

V,開關(guān)S閉合時(shí)有

R=2

V,其中R=2

Ω,解得r=1

Ω,故A正確。5.(2022江蘇南京期末)在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時(shí),三個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生了變化,電表A、V1、V2的示數(shù)分別用IA、U1、U2表示,下列判斷正確的是(

)A.IA增大,U1增大B.IA增大,U2增大C.IA減小,U1增大D.IA減小,U2增大答案

A

解析

當(dāng)滑動變阻器的滑片P向上滑動時(shí),R2減小,外電路的總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知,電路中總電流I增大,外電路電壓U外=E-Ir減小,則R3的電壓U3=U外減小,流經(jīng)R3的電流I3減小;由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知干路電流等于各支路電流之和,I=I3+IA,即IA增大,流經(jīng)R1、R2的電流增大,R1電壓U1=IAR1,U1增大,由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知U3=U1+U2,則U2減小,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。6.(多選)某汽車的電源與啟動電機(jī)、車燈連接的簡化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動時(shí),開關(guān)S閉合,電機(jī)工作,車燈突然變暗,此時(shí)(

)A.車燈的電流變小

B.路端電壓變小C.電路的總電流變小

D.電源的總功率變大答案

ABD解析

開關(guān)S閉合,電路中總電阻減小,總電流變大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源的內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir變大,路端電壓U=E-U內(nèi)變小,選項(xiàng)B正確;車燈的電流

變小,選項(xiàng)A正確;電源的總功率P總=EI變大,選項(xiàng)D正確。增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一電路的動態(tài)分析[師生共研]一、總電阻變化的特點(diǎn)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。3.在如圖所示分壓電路中,滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成,其中一段R并與用電器并聯(lián),另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致。二、電路動態(tài)分析的三種常用方法1.程序法2.“串反并同”結(jié)論法(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。3.極限法:因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端,讓電阻最大或電阻為零去討論。三、比較動態(tài)電路中電表變化量的方法2.明確比較方法:比較動態(tài)電路中電表變化量,就要弄清電表所測量的是純電阻還是非純電阻,弄清什么量變,什么量不變,然后根據(jù)伏安特性特點(diǎn)求解。要看ΔU和ΔI之比的情況,就是看它們的比值是什么,然后就可判斷結(jié)果?！镜淅黄啤康淅?.(多選)如圖所示,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器R的滑片向右滑動的過程中(

)A.電流表A1的示數(shù)變小B.電流表A2的示數(shù)變小C.電壓表V的示數(shù)變小D.電壓表的變化量ΔU與電流表A1的變化量ΔI1的比值

不變思維點(diǎn)撥

本題考查閉合電路的動態(tài)分析,識別電路結(jié)構(gòu)、明確各電表測量哪部分電路的物理量是解答本題的關(guān)鍵——滑動變阻器接入電路的電阻變大,電路總電阻變大。答案

AD解析

程序法:當(dāng)滑動變阻器R的滑片向右滑動的過程中,滑動變阻器接入電路的電阻變大,電路總電阻變大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,干路電流變小,選項(xiàng)A正確;由于干路電流變小,根據(jù)U外=E-Ir可知外電路兩端的電壓變大,電阻R1兩端的電壓U1=IR1變小,則并聯(lián)部分電路兩端的電壓變大,即電壓表V的示數(shù)變大,通過電阻R2的電流變大,即電流表A2的示數(shù)變大,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=U+I1(R1+r),變式得U=E-I1(R1+r),即U-I1關(guān)系圖像中,圖線斜率k=R1+r,則

=R1+r,故保持不變,選項(xiàng)D正確。結(jié)論法:根據(jù)“串反并同”,滑動變阻器R的滑片向右滑動的過程,R變大,與之間接串聯(lián)部分的電流、電壓減小,R1的電功率變小,選項(xiàng)A正確,D正確;與之并聯(lián)部分的電流、電壓變大,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤?？碱}點(diǎn)睛

考點(diǎn)考向點(diǎn)睛電路的動態(tài)分析規(guī)律:(1)閉合電路歐姆定律E=U+Ir(E、r不變)和部分電路歐姆定律U=IR聯(lián)合使用。(2)局部電阻增則總電阻增,反之總電阻減;支路數(shù)量增則總電阻減,反之總電阻增方法:電路動態(tài)分析常用的一種思路易錯(cuò):明確電源有沒有內(nèi)阻【對點(diǎn)演練】1.如圖所示的電路中,電源電動勢E,內(nèi)電阻r,接有燈L1和L2。閉合開關(guān)S后,把變阻器R的滑片從a向b端移動過程中,(

)A.燈L1和燈L2都變亮B.燈L1和燈L2都變暗C.燈L1變暗,燈L2變亮D.燈L1變亮,燈L2變暗答案

D解析

閉合開關(guān)S后,把變阻器R的滑片從a向b端移動過程中,外電路電阻減小。根據(jù)閉合電路歐姆定律有

,干路電流增大,故燈L1變亮,又因?yàn)閁并=E-I(RL1+r),可知燈L2的端電壓減小,故燈L2變暗。故D正確。2.(2022重慶巴蜀中學(xué)期末)如圖所示,電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,閉合開關(guān)后,電壓表的讀數(shù)為U,電流表A1和A2的讀數(shù)為I1和I2。當(dāng)滑片由圖示位置向b滑動一段距離,下列說法正確的是(

)答案

D

C.滑動變阻器的滑片P不動,開關(guān)S閉合時(shí),U減小,I1增大D.滑動變阻器的滑片P不動,開關(guān)S閉合時(shí),U增大,I1增大3.(2023浙江高三月考)如圖所示,電路中R為滑動變阻器,R1、R2是定值電阻,理想電壓表V的讀數(shù)為U,理想電流表A的讀數(shù)為I1,電源內(nèi)阻不能忽略,當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí),下列說法正確的是(

)答案

A考點(diǎn)二含電容器電路的分析[師生共研]含電容器電路的分析是一個(gè)難點(diǎn),電路中出現(xiàn)電容器,學(xué)生往往難以確定電容器與電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電壓關(guān)系等,給分析解決問題帶來很大的障礙。1.電路的簡化:不分析電容器的充、放電過程時(shí),把電容器所在的電路視為斷路,簡化電路時(shí)可以去掉,求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法:電路穩(wěn)定后,與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流,同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線,即電阻不起降低電壓的作用,電容器兩端的電壓與其并聯(lián)用電器兩端電壓相等。3.電壓變化帶來的電容器變化:電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電。若電容器兩端電壓升高,電容器將充電;若電容器兩端電壓降低,電容器將通過與它連接的電路放電,可由ΔQ=C·ΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化量?！镜淅黄啤康淅?.(多選)直流電源E、定值電阻R1、R2以及電容器C和開關(guān)S構(gòu)成的電路如圖所示。電源的電動勢E=5V,內(nèi)阻忽略不計(jì),R1=2Ω,R2=3Ω,C=5μF,開關(guān)S處于閉合狀態(tài),下面說法正確的是(

)A.電容器C上的電荷量為1.0×10-5CB.電容器C上的電荷量為1.5×10-5CC.斷開開關(guān)S,電容器C增加的電荷量1.5×10-5CD.斷開開關(guān)S,電容器C增加的電荷量1.0×10-5C思維點(diǎn)撥

開關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí),電容器兩端電壓為R2兩端電壓;斷開時(shí)電容器兩端電壓與電動勢相等。答案

BD解析

開關(guān)S閉合,電容器兩極板間電壓等于R2兩端電壓,由閉合電路歐姆定律得

,由電荷量表達(dá)式可知Q1=U1C=1.5×10-5

C,故A錯(cuò)誤,B正確;開關(guān)S斷開,電容器兩極板間電壓等于電源電動勢,即U2=E=5

V,由電荷量表達(dá)式可知Q2=U2C=2.5×10-5

C,ΔQ=Q2-Q1=1.0×10-5

C,故C錯(cuò)誤,D正確。考題點(diǎn)睛

考點(diǎn)考向點(diǎn)睛含容電路的分析方法:(1)理清電路的串、并聯(lián)關(guān)系。(2)確定電容器兩極板間的電壓。在電容器充電和放電的過程中,歐姆定律等電路規(guī)律不適用,但對于充電或放電完畢的電路,電容器的存在與否不再影響原電路,電容器接在某一支路兩端,可根據(jù)歐姆定律及串、并聯(lián)規(guī)律求解該支路兩端的電壓U。(3)分析電容器所帶的電荷量。針對某一狀態(tài),根據(jù)Q=CU,由電容器兩端的電壓U求電容器所帶的電荷量Q,由電路規(guī)律分析兩極板電勢的高低,高電勢板帶正電,低電勢板帶負(fù)電【對點(diǎn)演練】4.(2022重慶江津中學(xué)開學(xué))如圖所示,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω,電容器電容C=2μF,開關(guān)S原來斷開,現(xiàn)在閉合開關(guān)S到電路穩(wěn)定,則(

)A.S斷開時(shí),電容器的電壓為2VB.S斷開時(shí),電容器a極板帶負(fù)電C.S閉合,電路穩(wěn)定后電容器b極板帶負(fù)電D.S閉合,流過電流表A的電荷量為9.6×10-6C答案

D

5.(多選)(2022重慶南開中學(xué)高三月考)在報(bào)警電路中常用到蜂鳴器,其原理為當(dāng)電流從蜂鳴器正極流入負(fù)極流出時(shí),蜂鳴器會發(fā)出報(bào)警聲。下圖是一個(gè)斷路報(bào)警電路,平行板電容器電容為C,電源電動勢為E,內(nèi)阻r≠0,D可視為理想二極管,R1、R2為定值電阻。當(dāng)電路中的開關(guān)S在電路工作過程中斷開時(shí),蜂鳴器會發(fā)出報(bào)警聲。對于該電路下列說法正確的是(

)A.a端為蜂鳴器的正極B.S閉合穩(wěn)定后,電容器電荷量為CEC.S閉合穩(wěn)定后,增加平行板間距離有可能會使蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲D.S斷開時(shí),流過蜂鳴器的電荷量大于流過R2的電荷量答案

AC解析

閉合開關(guān)S,電源給電容器充電,電流從b到a,開關(guān)S斷開時(shí),電流從a到b,蜂鳴器報(bào)警,根據(jù)題意可知a端為蜂鳴器的正極,故A正確;根據(jù)閉合電路歐姆定律,S閉合穩(wěn)定后,電容器兩端的電壓為外電壓,小于電動勢E,所以,電容器電荷量小于CE,故B錯(cuò)誤;S閉合穩(wěn)定后,增加平行板間距離,電容器放電,電流方向從a到b,所以有可能會使蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲,故C正確;D可視為理想二極管,反向時(shí)不導(dǎo)通,所以S斷開時(shí),流過蜂鳴器的電荷量等于流過R2的電荷量,故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三電路故障問題[自主探究]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。【對點(diǎn)演練】6.(2022北京高三二模)在如圖所示的電路中,干電池、開關(guān)和額定電壓為1.5V的燈泡組成串聯(lián)電路。當(dāng)閉合開關(guān)時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。在斷開開關(guān)的情況下,某同學(xué)用多用電表歐姆擋進(jìn)行檢測。檢測結(jié)果如下表所示,已知電路僅有一處故障,由此做出的判斷中正確的是(

)測試點(diǎn)A、CD、EE、FF、B多用表示數(shù)00∞0A.A、C間導(dǎo)線斷路 B.D、E間導(dǎo)線斷路C.燈泡斷路

D.F、B間導(dǎo)線斷路答案

C解析

A、C間導(dǎo)線、D、E間導(dǎo)線、F、B間導(dǎo)線電阻均為零,說明導(dǎo)線均沒有斷路,E、F間電阻為無窮大,則燈泡斷路,故C正確。7.某實(shí)物投影機(jī)有10個(gè)相同的強(qiáng)光燈L1~L10(24V/200W)和10個(gè)相同的指示燈X1~X10(24V/2W),如圖連接在220V交流電源上,若工作一段時(shí)間后,L2燈絲燒斷,則(

)A.X1功率減小,L1功率增大B.X1功率增大,L1功率增大C.X2功率增大,其他指示燈的功率減小D.X2功率減小,其他指示燈的功率增大答案

C解析

L2燈絲燒斷,則電路總電阻變大,則總電流減小,通過X1和L1的電流均減小,則兩者的功率均減小,同理其他指示燈的功率也減小;則除X2的其他部分的電壓之和減小,則X2的電壓變大,根據(jù)

,則X2功率增大,故C正確?？键c(diǎn)四閉合電路的功率及效率問題[師生共研]【典例突破】典例3.如圖所示,已知電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,保護(hù)電阻R0=0.5Ω。(1)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí),保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大,并求這個(gè)最大值。(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí),電阻箱R消耗的功率PR最大,并求這個(gè)最大值。(3)求電源的最大輸出功率。(4)若電阻箱R的最大值為3Ω,R0=5Ω,當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí),電阻箱R的功率最大,并求這個(gè)最大值。思維點(diǎn)撥

定值電阻中通過的電流有極值時(shí)對應(yīng)的電功率有極值。求可變電阻消耗的電功率極值時(shí),如果可變電阻是外電路唯一的電阻,則電源的最大輸出功率即可變電阻的電功率最大值;如果可變電阻不是外電路唯一的電阻,則把可變電阻之外的電阻看成是電源內(nèi)阻的一部分,利用等效電源法求解。答案

(1)0

8W

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