高考物理一輪總復習 第七章 恒定電流 第22講 電路 閉合電路的歐姆定律課件

恒 定 電 流第 七 章第 22講 電 路 閉 合 電 路 的 歐 姆 定 律 考 綱 要 求 考 情 分 析 命 題 趨 勢1.電 源 的 電動 勢 和 內(nèi) 阻2 閉 合 電路 的 歐 姆 定律 2016全 國 卷 ， 172016北 京 卷 ， 192016江 蘇 卷 ， 8 2015山東 卷 ， 222014天 津 卷 ， 2 2012上海 卷 ， 17 主 要 考 查 閉 合 電路 歐 姆 定 律 、 電 路 動態(tài) 分 析 、 閉 合 電 路 功率 與 效 率 問 題 、 U I圖 象 的 理 解 及 應 用 . 欄 目 導 航 板 塊 一板 塊 二板 塊 三板 塊 四 1 串 、 并 聯(lián) 電 路 的 特 點 (1)特 點 對 比考 點 電 路 閉 合 電 路 的 歐 姆 定 律I1 I2 In I1 I2 In U1 U2 Un U1 U2 Un R1 R2 Rn， (2)幾 個 常 用 的 推 論 串 聯(lián) 電 路 的 總 電 阻 _其 中 任 一 部分 電 路 的 總 電 阻 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 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 電 阻 耗 電 功 率 之 和 無 論 電 路 是 串 聯(lián) 還 是 并 聯(lián) ， 電 路 中 任 意 一個 電 阻 變 大 時 ， 電 路 的 總 電 阻 變 大 大 于 小 于 把 其 他 形 式 的 能 轉(zhuǎn) 化 成 電 勢 能 正 比 反 比 Ir 增 大 E 1 判 斷 正 誤 (1)電 動 勢 為 矢 量 ， 其 方 向 由 電 源 負 極 指 向 正 極 ( ) (2)電 源 的 重 要 參 數(shù) 是 電 動 勢 和 內(nèi) 阻 電 動 勢 由 電 源 中 非 靜電 力 的 特 性 決 定 ， 與 電 源 的 體 積 無 關(guān) ， 與 外 電 路 無 關(guān) ( ) (3)閉 合 電 路 中 電 流 越 大 ， 路 端 電 壓 越 大 ( ) (4)在 閉 合 電 路 中 ， 外 電 阻 越 大 ， 電 源 的 輸 出 功 率 越 大 ( ) (5)電 路 中 某 電 阻 大 ， 該 電 阻 的 功 率 不 一 定 大 ( ) (6)電 源 的 輸 出 功 率 越 大 ， 電 源 的 效 率 越 高 ( ) 2 (多選)(電路的串、并聯(lián))一 個 T形 電 路 如 圖 所 示 ， 電 路 中的 電 阻 R1 10 ， R2 120 ， R3 40 .另 有 一 測 試 電 源 ，電 動 勢 為 100 V， 內(nèi) 阻 忽 略 不 計 則 ( ) A 當 cd端 短 路 時 ， a、 b之 間 的 等 效 電 阻 是 40 B 當 ab端 短 路 時 ， c、 d之 間 的 等 效 電 阻 是 40 C 當 ab兩 端 接 通 測 試 電 源 時 ， cd兩 端 的 電 壓 為 80 V D 當 cd兩 端 接 通 測 試 電 源 時 ， ab兩 端 的 電 壓 為 80 VAC 3 (閉合電路歐姆定律)2013年 12月 2日 ， 我 國 嫦 娥 三 號 探 月衛(wèi) 星 在 西 昌 衛(wèi) 星 發(fā) 射 中 心 發(fā) 射 嫦 娥 三 號 衛(wèi) 星 的 太 陽 能 電 池依 靠 光 伏 效 應 設 計 ， 可 將 太 陽 能 轉(zhuǎn) 化 為 電 能 并 儲 存 起 來 已知 太 陽 能 電 池 板 的 開 路 電 壓 為 800 m V， 短 路 電 流 為 40 m A 現(xiàn) 將 該 電 池 板 與 一 阻 值 為 20 的 電 阻 器 連 成 一 閉 合 電路 ， 下 列 說 法 不 正 確 的 是 ( ) A 電 池 板 的 電 動 勢 為 800 m V B 電 池 板 的 內(nèi) 電 阻 為 20 C 閉 合 電 路 的 路 端 電 壓 為 800 m V D 閉 合 電 路 的 路 端 電 壓 為 400 m VC 一 閉 合 電 路 的 功 率 及 效 率 問 題 (3)變化電阻的功率的最大值利用等效思想，把除變化電阻之外的其他的定值電阻等效成電源的內(nèi)阻r，則變化電阻的功率即為等效以后的電源的輸出功率，即當R變r時，P變有最大值 答 案 ： (1)10 1.6 W (2)0 5.12 W 80%(3)不 能 理 由 見 解 析 二 電 路 的 動 態(tài) 分 析 例 2如 圖 所 示 電 路 ， 電 源 內(nèi) 阻 不 可 忽 略 開 關(guān) S閉 合 后 ，在 變 阻 器 R0的 滑 動 端 向 下 滑 動 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A 1 電 容 器 的 簡 化 處 理 ： 簡 化 電 路 時 可 以 把 電 容 器 所 處 電 路作 為 斷 路 ， 簡 化 電 路 時 可 以 去 掉 ， 求 電 荷 量 時 在 相 應 位 置 再補 上 2 電 阻 的 簡 化 處 理 ： 電 路 穩(wěn) 定 后 ， 與 電 容 器 同 支 路 的 電 阻相 當 于 導 線 3 電 荷 變 化 量 的 計 算 ： 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 壓 降 低 ， 電 容 器 將 通 過 與 它 連 接 的 電 路 放 電 可 由Q CU計 算 電 容 器 上 電 荷 量 的 變 化 三 含 電 容 器 電 路 的 分 析 4 直 流 電 路 中 的 電 容 和 電 阻 ： 在 直 流 電 路 中 ， 如 果 串 聯(lián) 或并 聯(lián) 了 電 容 器 應 該 注 意 ， 在 與 電 容 器 串 聯(lián) 的 電 路 中 沒 有 電 流 ，所 以 電 阻 不 起 降 壓 作 用 ， 但 電 容 器 兩 端 可 能 出 現(xiàn) 電 勢 差 ， 如果 電 容 器 與 電 源 并 聯(lián) ， 電 路 中 有 電 流 通 過 電 容 器 兩 端 的 充電 電 壓 不 是 電 源 電 動 勢 ， 而 是 路 端 電 壓 U. 5 電 容 器 的 極 性 判 斷 ： 在 含 電 容 器 電 路 中 ， 當 電 路 發(fā) 生 變化 時 ， 除 了 要 判 斷 和 計 算 電 容 器 兩 端 的 電 壓 外 ， 還 必 須 要 判斷 電 容 器 極 板 上 極 性 的 變 化 ， 防 止 出 現(xiàn) 電 容 器 先 放 電 后 反 向充 電 的 現(xiàn) 象 電 容 器 所 帶 電 量 變 化 值 的 計 算 方 法在計算電容器所帶電荷量的變化時，如果變化前后極板所帶電荷的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差，如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導線的電荷量等于初末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和 BC 四 兩 種 U I圖 線 的 比 較 及 應 用 分 析 U I圖 象 的 一 般 思 路 (1)明確縱、橫坐標的物理意義 (2)明確圖象的截距、斜率及交點的意義 (3)找出圖線上對應狀態(tài)的參量或關(guān)系式 (4)結(jié)合相關(guān)概念或規(guī)律進行分析、計算 例 4(2017上海徐匯模擬)圖 甲 為 某 元 件 的 U I特 性 曲 線 ，把 它 連 成 圖 乙 所 示 電 路 已 知 電 源 電 動 勢 E 5 V， 內(nèi) 阻 r1.0 ， 定 值 電 阻 R0 4 .閉 合 電 鍵 S后 ， 求 ： (1)該 元 件 的 電 功 率 ； (2)電 源 的 輸 出 功 率 思 維 導 引 (1)根據(jù)歐姆定律寫出R兩端的電壓U與電流I的關(guān)系式 (2)畫出UI圖象 (3)兩圖象交點表示什么？ 解 析 ：設非線性元件的電壓為U，電流為I，由歐姆定律得： UEI(R0r)，代入數(shù)據(jù)得U55I畫出UEIr55I圖線如圖所示，兩圖線交點坐標為(0.4 A,3.0 V) (1)該元件的電功率 PRUI3.0 0.4 W1.2 W. (2)電源的輸出功率 PPR0PRI2R0PR0.42 4 W1.2 W1.84 W. 答 案 ： (1)1.2 W (2)1.84 W 1 故 障 特 點 斷 路 特 點 ： 表 現(xiàn) 為 路 端 電 壓 不 為 零 而 電 流為 零 ； 短 路 特 點 ， 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 五 電 路 故 障 的 分 析 與 判 斷 2 檢 查 方 法 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 ； 電 流 表 檢 測 ： 當 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 用 電 流 表 檢 測 時 ， 一 定 要 注 意 電 流 表 的 極 性 和 量 程 ； 歐 姆 表 檢 測 ； 當 測 量 值 很 大 時 ， 表 示 該 處 斷 路 ， 當 測 量 值很 小 或 為 零 時 ， 表 示 該 處 短 路 在 運 用 歐 姆 表 檢 測 時 ， 電 路一 定 要 切 斷 電 源 ； 假 設 法 ： 將 整 個 電 路 劃 分 為 若 干 部 分 ， 然 后 逐 一 假 設 某 部分 電 路 發(fā) 生 某 種 故 障 ， 運 用 閉 合 電 路 或 部 分 電 路 的 歐 姆 定 律進 行 推 理 例 5(2016吉林長春診斷)如 下 圖 是 某 同 學連 接 的 實 驗 實 物 圖 ， A、 B燈 都 不 亮 ， 他 采 用下 列 兩 種 方 法 進 行 故 障 檢 查 (1)應 用 多 用 電 表 的 直 流 擋 進 行 檢 查 ， 選 擇 開 關(guān) 置 于 10 V擋 該 同 學 測 試 結(jié) 果 如 表 1所 示 ， 在 測 試 a、 b間 直 流 電 壓 時 ，紅 表 筆 應 接 觸 _(填 a或 b) 根 據(jù) 測 試 結(jié) 果 ， 可 判 定 故障 是 _. A 燈 A短 路 B 燈 B短 路 C cd段 斷 路 D df段 斷 路表 1測 試點 電 壓 示數(shù)a、 b 有 示 數(shù)b、 c 有 示 數(shù)c、 d 無 示 數(shù)d、 f 有 示 數(shù) aD (2)(多選)將 開 關(guān) 斷 開 ， 再 選 擇 歐 姆 擋 測 試 ， 測 量 結(jié) 果 如 表 2所 示 ， 那 么 檢 查 出 的 故 障 是 ( ) A 燈 A斷 路 B 燈 B短 路 C 燈 A、 B都 斷 路 D d、 e間 導 線 斷 路 思 維 導 引 (1)_表筆接高電勢點，由圖知a點電勢_. (2)電壓表有示數(shù)說明什么？電壓表無示數(shù)說明什么？BD紅 高 解 析 ： (1)應用多用電表判斷電路故障，首先要正確使用多用電表，對多用電表而言，電流應從紅表筆流入該表內(nèi)，由題圖能看出a點電勢高于b點電勢，知紅表筆應接觸a.由表1條件可知，d、f間有示數(shù)，則dca干電池bf間無斷路，故d、f段斷路，選項D正確；若燈A短路或燈B短路，不會造成A、B燈都不亮，選項A、B錯誤；若cd段斷路，則d、f間不會有示數(shù)，選項C錯誤 (2)由表2可知，c、d間有一定的電阻但不是很大，燈A既不短路也不斷路，選項A、C錯誤；d、e間存在很大電阻，表明d、e間導線斷路，選項D正確；e、f間電阻為零，則燈B短路，選項B正確 思 維 導 引 (2)并聯(lián)路段之外無斷路或并聯(lián)路段內(nèi)無短路并聯(lián)路段有斷路或并聯(lián)路段內(nèi)有短路 1 一 個 直 流 電 路 如 圖 所 示 ， 則 在 滑 動 變 阻 器 的 滑 片 P向 右移 動 時 ， 電 源 的 ( ) A 總 功 率 一 定 增 大 B 效 率 一 定 減 小 C 內(nèi) 部 損 耗 功 率 一 定 減 小 D 輸 出 功 率 一 定 先 增 大 后 減 小C ACD 3如 圖 所 示 的 電 路 中 ， 電 源 的 電 動 勢 為 6 V， 當 開 關(guān) S接 通后 ， 燈 泡 L1、 L2都 不 亮 ， 用 電 壓 表 測 得 各 部 分 的 電 壓 是 Ua b 6 V， Ua d 0 V， Uc d 6 V， 由 此 可 判 定 ( ) A L1和 L2的 燈 絲 都 燒 斷 了 B L1的 燈 絲 燒 斷 了 C L2的 燈 絲 燒 斷 了 D 變 阻 器 R斷 路 解 析 ：由U ab6 V可知，電源完好，燈泡都不亮，說明電路中出現(xiàn)斷路故障，且在a、b之間由Ucd6 V可知，燈泡L1與滑動變阻器R是接通的，斷路故障出現(xiàn)在c、d之間，故燈L2斷路，C正確C 答 題 送 檢 來 自 閱 卷 名 師 報 告錯 誤 致 錯 原 因 扣 分C 沒 有 理 解 閉 合 電 路 輸 出 功 率 最 大 的 條 件 適 用 對 象 ， 簡 單 地運 用 “ R 外 r時 電 源 的 輸 出 功 率 最 大 ” ， 將 R2當 作 電 源 內(nèi)阻 的 一 部 分 ， 因 此 有 R1 R2 r 2 ， 即 當 R2 1 時 ， R1消 耗 的 功 率 最 大 ， 認 為 A項 說 法 正 確 ， 認 為 C項 說 法 錯 誤而 選 C 6 答 案 A 1 (多選)(2017寧夏銀川質(zhì)檢)在 如 圖 所 示 的 電 路 中 ，電 源 電 動 勢 E和 內(nèi) 阻 r均 為 定 值 ， 當 外 電 路 電 阻 R發(fā) 生變 化 時 ， 回 路 電 流 I、 路 端 電 壓 U、 內(nèi) 電 壓 U都 將 隨 之發(fā) 生 變 化 下 列 圖 象 能 正 確 表 示 其 變 化 規(guī) 律 的 是 ( ) AB 2 (多選)(2017江西上饒調(diào)研)在 電 學 探 究 實 驗 課 中 ， 某 組 同 學 在 實 驗室 利 用 如 圖 甲 所 示 的 電 路 圖 連 接 好 電 路 ， 并 用 于 測 定 定 值 電 阻 R0、 電 源的 電 動 勢 E和 內(nèi) 電 阻 r， 調(diào) 節(jié) 滑 動 變 阻 器 的 滑 動 觸 頭 P向 某 一 方 向 移 動 時 ，一 個 同 學 記 錄 了 電 流 表 A和 電 壓 表 V1的 測 量 數(shù) 據(jù) ， 另 一 同 學 記 錄 的 是 電流 表 A和 電 壓 表 V2的 測 量 數(shù) 據(jù) 根 據(jù) 所 得 數(shù) 據(jù) 描 繪 了 如 圖 乙 所 示 的 兩 條U I直 線 則 有 ( )BD A 圖 象 中 的 圖 線 b是 電 壓 表 V1的 測 量 值 所 對 應 的 圖 線 B 由 圖 象 可 以 得 出 電 源 電 動 勢 和 內(nèi) 阻 分 別 是 E 1.50 V， r 1.0 C 圖 象 中 兩 直 線 的 交 點 表 示 定 值 電 阻 R0上 消 耗 的 功 率 為 0.75 W D 由 圖 象 中 兩 直 線 的 交 點 可 知 此 時 對 應 的 滑 動 變 阻 器 電 阻 R 0 解 析 ：圖線a是由路端電壓與干路電流的數(shù)據(jù)所描繪的，圖線b是R0的UI圖線且U2IR0，所以A錯誤；由a圖線得，電源內(nèi)阻r1.0 ，電源電動勢E1.50 V，B正確；由b圖線可求出定值電阻R02.0 .圖象中兩直線的交點表示此時電路中的電流為0.5 A，電壓表V1的示數(shù)U11.0 V，電壓表V2的示數(shù)U21.0 V，此時R0上消耗的功率P0IU20.5 W，所以C錯誤；把E1.50 V，r1.0 ，I0.5 A代入閉合電路歐姆定律公式EI(R 外r)可得R外2.0 ，由上述可知此時R02.0 ，所以此時滑動變阻器電阻R0，D正確 課 時 達 標