2015屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)：7-2_電路_閉合電路的歐姆定律

1、第第2講電路閉合電路的歐姆定律講電路閉合電路的歐姆定律串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)電阻的串、并聯(lián)電阻的串、并聯(lián)(考綱要求考綱要求 ) I1I2In U1U2Un 1.電動勢電動勢(1)電源：電源：電源是通過非靜電力做功把電源是通過非靜電力做功把_的能轉(zhuǎn)的能轉(zhuǎn)化成化成_的裝置的裝置(2)電動勢：電動勢：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，的比值，E_，單位：，單位：V.(3)電動勢的物理含義：電動勢的物理含義：電動勢表示電源電動勢表示電源_ _本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓入電路時兩

2、極間的電壓電源的電動勢和內(nèi)阻電源的電動勢和內(nèi)阻(考綱要求考綱要求 ) 其它形式其它形式電勢能電勢能能轉(zhuǎn)化成電勢能能轉(zhuǎn)化成電勢能把其它形式的把其它形式的2內(nèi)阻：內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻r，叫做電，叫做電源的源的_，它是電源的另一重要參數(shù)，它是電源的另一重要參數(shù)內(nèi)阻內(nèi)阻1.閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成閉合電路里的電流跟電源的電動勢成_，跟內(nèi)、外電，跟內(nèi)、外電阻之和成阻之和成_.(2)公式：公式：I_(只適用于純電阻電路只適用于純電阻電路)；E_(適用于所有電路適用于所有電路)閉合電路的歐姆定律閉

3、合電路的歐姆定律(考綱要求考綱要求 ) 正比正比反比反比U外外Ir2路端電壓與外電阻的關(guān)系：路端電壓與外電阻的關(guān)系：一般情一般情況況UIRR，當(dāng)，當(dāng)R增大時，增大時，U_特殊情特殊情況況(1)當(dāng)外電路斷路時，當(dāng)外電路斷路時，I0，U_(2)當(dāng)外電路短路時，當(dāng)外電路短路時，I短短_，U0增大增大E當(dāng)堂檢測當(dāng)堂檢測： 一個一個T形電路如圖形電路如圖721所示，電路中的電阻所示，電路中的電阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一測試電源，電動勢為另有一測試電源，電動勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)則，內(nèi)阻忽略不計(jì)則 ()A當(dāng)當(dāng)cd端短路時，端短路時，ab之間的等效電阻是之間的等效電阻是40 B當(dāng)當(dāng)

4、ab端短路時，端短路時，cd之間的等效電阻是之間的等效電阻是40 C當(dāng)當(dāng)ab兩端接通測試電源時，兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為兩端的電壓為80 VD當(dāng)當(dāng)cd兩端接通測試電源時，兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為兩端的電壓為80 V圖圖721圖圖(1)圖圖(2) 題型一題型一 電路的動態(tài)分析電路的動態(tài)分析 1. L1、L2、L3是是3只小電燈，只小電燈，R是滑動變阻器，開始時，它的滑片是滑動變阻器，開始時，它的滑片P位于中點(diǎn)位置當(dāng)位于中點(diǎn)位置當(dāng)S閉合時，閉合時，3只小電燈都發(fā)光現(xiàn)使滑動變阻器的只小電燈都發(fā)光現(xiàn)使滑動變阻器的滑片滑片P向右移動時，則小電燈向右移動時，則小電燈L1、L2、L3

5、的變化情況的變化情況 ()AL1變亮變亮BL2變亮變亮CL3變暗變暗DL1、L2、L3均變亮均變亮思路指導(dǎo)思路指導(dǎo)2如圖所示，如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值為定值電阻，電阻，S0、S為開關(guān)，與分別為電壓表與電流表初始時為開關(guān)，與分別為電壓表與電流表初始時S0與與S均閉合，現(xiàn)將均閉合，現(xiàn)將S斷開，則斷開，則 ()A.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變小的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變小B.的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大的讀數(shù)變大，的讀數(shù)變大C.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變小D.的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變大的讀數(shù)變小，的讀數(shù)變大解析解析當(dāng)當(dāng)S斷開后，閉合電路的總電阻增加，根據(jù)

6、閉合電斷開后，閉合電路的總電阻增加，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，總電流減小，故路端電壓路歐姆定律可知，總電流減小，故路端電壓UEIr增增加，即的讀數(shù)變大；由于定值電阻加，即的讀數(shù)變大；由于定值電阻R1兩端的電壓減小，故兩端的電壓減小，故R3兩端的電壓增加，通過兩端的電壓增加，通過R3的電流增加，即的讀數(shù)變大；的電流增加，即的讀數(shù)變大；選項(xiàng)選項(xiàng)B正確正確答案答案B3(2013江蘇卷，江蘇卷，4)在輸液時，藥液有時會從針口流出體在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報警裝置，電路如圖外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了一種報警裝置，電路如圖725所示所示M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時

7、其電是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻阻RM發(fā)生變化，導(dǎo)致發(fā)生變化，導(dǎo)致S兩端電壓兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，增大，裝置發(fā)出警報，此時此時()ARM變大，且變大，且R越大，越大，U增大越明顯增大越明顯BRM變大，且變大，且R越小，越小，U增大越明顯增大越明顯CRM變小，且變小，且R越大，越大，U增大越明顯增大越明顯DRM變小，且變小，且R越小，越小，U增大越明顯增大越明顯圖圖725解析解析 當(dāng)當(dāng) RM變大時，回路的總電阻變大時，回路的總電阻 R總總變大，根據(jù)變大，根據(jù) I總總ER總總，得干路中的電流變小，得干路中的電流變小， S 兩端的電壓兩端的電壓 UI總總RS變小， 故選項(xiàng)變小，

8、故選項(xiàng) A、B 錯誤；當(dāng)錯誤；當(dāng) RM變小時，回路的總電阻變小時，回路的總電阻 R總總11R1RMRS變小，變小，根據(jù)根據(jù) I總總ER總總，得干路中的電流變大，得干路中的電流變大，S 兩端的電壓兩端的電壓 UI總總RS變大，而且變大，而且 R 越大，越大，RM變小時，對回路的總電阻變化的影響變小時，對回路的總電阻變化的影響越明顯，故選項(xiàng)越明顯，故選項(xiàng) C 正確，選項(xiàng)正確，選項(xiàng) D 錯誤錯誤 1判定總電阻變化情況的規(guī)律判定總電阻變化情況的規(guī)律(記一記記一記)(1)當(dāng)外電路的任何一個電阻增大當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小或減小)時，電路的總電時，電路的總電阻一定增大阻一定增大(或減小或減小)(

9、2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，電路的總電若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，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，電路的總阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小電阻減小 (3)在如圖在如圖722所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并并與用電器并聯(lián)，另一段與用電器并聯(lián)，另一段R串串與與并聯(lián)部分串聯(lián)并聯(lián)部分串聯(lián)A、B兩端的總電阻與兩端的總電阻與R串串的變化趨勢一的變化趨勢一致致圖圖7222分析思路分析思路反思總結(jié)反思總結(jié)分析此類問題要注意以下三點(diǎn)：分析此類問題要注意以下三點(diǎn)：(

10、1)閉合電路歐姆定律閉合電路歐姆定律EUIr(E、r不變不變)和部分電路歐姆定和部分電路歐姆定律律UIR聯(lián)合使用聯(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，反之總電阻增電阻減，反之總電阻增(3)兩個關(guān)系：外電壓等于外電路上串聯(lián)各分電壓之和；總電兩個關(guān)系：外電壓等于外電路上串聯(lián)各分電壓之和；總電流等于各支路電流之和流等于各支路電流之和題型二題型二閉合電路歐姆定律的應(yīng)用及電源的功率閉合電路歐姆定律的應(yīng)用及電源的功率 如圖所示，電源電動勢如圖所示，電源電動勢E12 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r3 ，R01 ，直流電動機(jī)內(nèi)阻，直流電動機(jī)

11、內(nèi)阻R01 ，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1時可時可使甲電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)使甲電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時可使乙電路輸出功率時可使乙電路輸出功率最大，且此時電動機(jī)剛好正常工作最大，且此時電動機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為額定輸出功率為P02 W)，則，則R1和和R2的值分別為的值分別為 ()圖圖726A2 ，2 B2 ，1.5 C1.5 ，1.5 D1.5 ，2 提示提示(2)外電阻與電源的內(nèi)阻相等外電阻與電源的內(nèi)阻相等(3)輸出功率應(yīng)根據(jù)輸出功率應(yīng)根據(jù)PIUI(EIr)確定確定(4)由由PIUI(EIr)得出：得出：I2 A時，輸出功率有最大時，輸出功率有最大值值【跟蹤短訓(xùn)跟蹤短

12、訓(xùn)】3如圖如圖727所示電路，所示電路， 電源電動勢為電源電動勢為E，串聯(lián)的固定電，串聯(lián)的固定電阻為阻為R2，滑動變阻器的總電阻為，滑動變阻器的總電阻為R1，電阻大小關(guān)系為，電阻大小關(guān)系為R1R2r，則在滑動觸頭從，則在滑動觸頭從a端移動到端移動到b端的過程中，下列描端的過程中，下列描述中正確的是述中正確的是()A電路中的總電流先減小后增大電路中的總電流先減小后增大B電路的路端電壓先增大后減小電路的路端電壓先增大后減小C電源的輸出功率先增大后減小電源的輸出功率先增大后減小D滑動變阻器滑動變阻器R1上消耗的功率先上消耗的功率先減小后增大減小后增大圖圖727解析解析在滑動觸頭從在滑動觸頭從a端移動

13、到端移動到b端的過程中，端的過程中，R1接入電路接入電路的電阻的電阻(實(shí)際上是實(shí)際上是RaP與與RbP的并聯(lián)電阻的并聯(lián)電阻)先增大后減小，所先增大后減小，所以電路中的總電流先減小后增大，電路的路端電壓先增大以電路中的總電流先減小后增大，電路的路端電壓先增大后減小，后減小，A、B正確；題中正確；題中R外外總大于電源內(nèi)阻，外電路電總大于電源內(nèi)阻，外電路電阻阻R外外越接近電源內(nèi)阻，電源輸出功率越大，滑動觸頭從越接近電源內(nèi)阻，電源輸出功率越大，滑動觸頭從a端移動到端移動到b端的過程中，端的過程中，R1接入電路的電阻先增大后減接入電路的電阻先增大后減小，電源的輸出功率先減小后增大，小，電源的輸出功率先減

14、小后增大，C錯誤；將錯誤；將R2r視為視為電源內(nèi)阻，在滑動觸頭從電源內(nèi)阻，在滑動觸頭從a端移動到端移動到b端的過程中，外電阻端的過程中，外電阻R1接入電路的電阻先增大后減小，滑動變阻器接入電路的電阻先增大后減小，滑動變阻器R1上消耗的上消耗的功率先增大后減小，功率先增大后減小，D錯誤錯誤答案答案AB4如圖如圖728所示，閉合開關(guān)所示，閉合開關(guān)S后，后，A燈與燈與B燈均發(fā)光，當(dāng)燈均發(fā)光，當(dāng)滑動變阻器的滑片滑動變阻器的滑片P向左滑動時，以下說法中正確的是向左滑動時，以下說法中正確的是()AA燈變亮燈變亮BB燈變亮燈變亮C電源的輸出功率可能減小電源的輸出功率可能減小D電源的總功率增大電源的總功率增大

15、圖圖728反思總結(jié)反思總結(jié)對閉合電路功率的兩點(diǎn)認(rèn)識對閉合電路功率的兩點(diǎn)認(rèn)識(1)閉合電路是一個能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，電源將其他形式的能閉合電路是一個能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能內(nèi)外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，轉(zhuǎn)化為電能內(nèi)外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，EIP內(nèi)內(nèi)P外外就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)(2)外電阻的阻值向接近內(nèi)阻的阻值方向變化時，電源的外電阻的阻值向接近內(nèi)阻的阻值方向變化時，電源的輸出功率變大輸出功率變大1根據(jù)根據(jù)UEIr可知，電源的可知，電源的UI圖線是圖線是如圖如圖729所示的一條傾斜的直線所示的一條傾斜的直線(1)直線斜率的絕對值

16、表示電源的電阻直線斜率的絕對值表示電源的電阻r，縱軸的截距為電源電動勢縱軸的截距為電源電動勢E.(2)直線上任何一點(diǎn)直線上任何一點(diǎn)A與原點(diǎn)與原點(diǎn)O的連線的斜的連線的斜率表示對應(yīng)的外電路電阻率表示對應(yīng)的外電路電阻R.(3)圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)的乘積為對應(yīng)情況圖線上每一點(diǎn)的坐標(biāo)的乘積為對應(yīng)情況下電源的輸出功率，對于圖中的下電源的輸出功率，對于圖中的A點(diǎn)有點(diǎn)有PAUAIA.題型三電源的題型三電源的U I圖象的應(yīng)用圖象的應(yīng)用圖圖7292對于對于UI圖線中縱坐標(biāo)圖線中縱坐標(biāo)(U)不從零開始的情況，圖線與橫不從零開始的情況，圖線與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路電流，但直線斜率的絕對值仍等坐標(biāo)的交點(diǎn)坐標(biāo)小于短路電流

17、，但直線斜率的絕對值仍等于電源的內(nèi)阻于電源的內(nèi)阻【典例典例3】 如圖如圖7210所示，直線所示，直線A為電源的為電源的UI圖線，圖線，直線直線B和和C分別為電阻分別為電阻R1、R2的的UI圖線，用該電源分別圖線，用該電源分別與與R1、R2組成閉合電路時，電源的輸出功率分別為組成閉合電路時，電源的輸出功率分別為P1、P2，電源的效率分別為，電源的效率分別為1、2，則，則 ()AP1P2BP1P2C12D12圖圖7210反思總結(jié)反思總結(jié)UI圖象的一般分析思路圖象的一般分析思路(1)明確縱、橫坐標(biāo)的物理意義明確縱、橫坐標(biāo)的物理意義(2)明確圖象的截距、斜率及交點(diǎn)的意義明確圖象的截距、斜率及交點(diǎn)的意義

18、(3)找出圖線上對應(yīng)狀態(tài)的參量或關(guān)系式找出圖線上對應(yīng)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(jìn)行分析、計(jì)算結(jié)合相關(guān)概念或規(guī)律進(jìn)行分析、計(jì)算【跟蹤短訓(xùn)跟蹤短訓(xùn)】5如圖如圖7211所示為兩電源的所示為兩電源的UI圖象，則下列說法正確的是圖象，則下列說法正確的是 ()A電源電源的電動勢和內(nèi)阻均比電源的電動勢和內(nèi)阻均比電源大大B當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的輸出功率可能相等當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的輸出功率可能相等C當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的效率可能相等當(dāng)外接同樣的電阻時，兩電源的效率可能相等D不論外接多大的相同電阻，電源不論外接多大的相同電阻，電源的輸出功率總比電的輸出功率總比電源源的輸出功率大

19、的輸出功率大圖圖7211解析解析圖線在圖線在U坐標(biāo)軸上的截距等于電源電動勢，圖線斜坐標(biāo)軸上的截距等于電源電動勢，圖線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，因此率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，因此A正確；作外接電阻正確；作外接電阻R的伏安特性曲線分別交電源、的伏安特性曲線于的伏安特性曲線分別交電源、的伏安特性曲線于S1、S2兩點(diǎn)兩點(diǎn)(如圖所示如圖所示)，交點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)的乘積，交點(diǎn)橫、縱坐標(biāo)的乘積IUP為電源為電源的輸出功率，的輸出功率， 6如圖如圖7212所示，圖中直線所示，圖中直線表示某電源的路端電壓表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，圖中曲線與電流的關(guān)系圖象，圖中曲線表示該電源的輸出功率與表示該電源的輸出

20、功率與電流的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是電流的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是 ()圖圖7212思想方法思想方法12.“等效電源法等效電源法”的應(yīng)用的應(yīng)用1方法概述方法概述等效法是把復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為簡單的物理等效法是把復(fù)雜的物理現(xiàn)象、物理過程轉(zhuǎn)化為簡單的物理現(xiàn)象、物理過程來研究和處理的一種科學(xué)思想方法現(xiàn)象、物理過程來研究和處理的一種科學(xué)思想方法2常見類型常見類型(1)物理量的等效；如等效電阻、等效電源、等效長度、物理量的等效；如等效電阻、等效電源、等效長度、等效力等等效力等(2)過程的等效：如平拋運(yùn)動可等效為水平方向的勻速直過程的等效：如平拋運(yùn)動可等效為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方

21、向上的自由落體運(yùn)動線運(yùn)動和豎直方向上的自由落體運(yùn)動3解題思路解題思路(1)分析所研究的問題是否屬于等效問題分析所研究的問題是否屬于等效問題(2)確定該問題屬于哪一類等效問題確定該問題屬于哪一類等效問題(3)分析問題等效后的求解思路分析問題等效后的求解思路【典例典例】如圖如圖7213所示，已知電源所示，已知電源電動勢電動勢E5 V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r2 ，定值電，定值電阻阻R10.5 ，滑動變阻器，滑動變阻器R2的阻值范的阻值范圍為圍為010 .(1)當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電阻當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電阻R1消耗的功率最消耗的功率最大？最大功率是多少？大？最大功率是多少？(2)當(dāng)滑動變阻器的

22、阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？率最大？最大功率是多少？(3)當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最當(dāng)滑動變阻器的阻值為多大時，電源的輸出功率最大？最大輸出功率是多少？大？最大輸出功率是多少？圖圖7213審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)求解定值電阻消耗的最大功率時，根據(jù)求解定值電阻消耗的最大功率時，根據(jù)PI2R可可知，只要電流最大即可；求解可變電阻消耗的最大功率時，知，只要電流最大即可；求解可變電阻消耗的最大功率時，不能套用上述方法，因?yàn)殡娏麟S電阻的變化而變化，此時，不能套用上述方法，因?yàn)殡娏麟S電阻的變化而變化，此時，可以利用電源的輸

23、出功率與外電阻的關(guān)系進(jìn)行求解可以利用電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系進(jìn)行求解反思總結(jié)反思總結(jié)對于電源輸出的最大功率問題，可以采用數(shù)學(xué)對于電源輸出的最大功率問題，可以采用數(shù)學(xué)中求極值的方法，也可以采用電源的輸出功率隨外電阻的中求極值的方法，也可以采用電源的輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律來求解但應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)待求的最大功率對變化規(guī)律來求解但應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)待求的最大功率對應(yīng)的電阻值不能等于等效電源的內(nèi)阻時，此時的條件是當(dāng)應(yīng)的電阻值不能等于等效電源的內(nèi)阻時，此時的條件是當(dāng)電阻值最接近等效電源的內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大電阻值最接近等效電源的內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大即學(xué)即練即學(xué)即練如圖如圖7214所示，電

24、動勢為所示，電動勢為E、內(nèi)阻為、內(nèi)阻為r的電池的電池與定值電阻與定值電阻R0、滑動變阻器、滑動變阻器R串聯(lián)，已知串聯(lián)，已知R0r，滑動變阻，滑動變阻器的最大阻值是器的最大阻值是2r.當(dāng)滑動變阻器的滑片當(dāng)滑動變阻器的滑片P由由a端向端向b端滑動端滑動時，下列說法中正確的是時，下列說法中正確的是()A電路中的電流變大電路中的電流變大B電源的輸出功率先變大后變小電源的輸出功率先變大后變小C滑動變阻器消耗的功率變小滑動變阻器消耗的功率變小D定值電阻定值電阻R0上消耗的功率先變大后變小上消耗的功率先變大后變小圖圖7214解析解析當(dāng)滑動變阻器的滑片當(dāng)滑動變阻器的滑片P由由a端向端向b端滑動時，外電路端滑動時，外電路電阻減小，電路中的電流變大，電源的輸出功率變大，選電阻減小，電路中的電流變大，電源的輸出功率變大，選項(xiàng)項(xiàng)A正確、正確、B錯誤；把定值電阻錯誤；把定值電阻R0看成電源內(nèi)阻，當(dāng)滑動看成電源內(nèi)阻，當(dāng)滑動變阻器的滑片變阻器的滑片P由由a端向端向b端滑動時，滑動變阻器消耗的功端滑動時，滑動變阻器消耗的功率變小，定值電阻率變小，定值電阻R0上消耗的功率變大，選項(xiàng)上消耗的功率變大，選項(xiàng)C正確、正確、D錯誤錯誤答案答案A