《三維設(shè)計》新課標高考物理一輪總復(fù)習課件第七章第單元閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用(張ppt)

電阻的串聯(lián)、并聯(lián)[想一想]把兩個燈泡串聯(lián)接入電路與并聯(lián)接入電路相比較，它們的亮度有何變化？

[提示]燈泡并聯(lián)接入電路時比串聯(lián)接入電路時亮度亮。[記一記]1．串、并聯(lián)電路的特點電路特點串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝____________

I1R1＝I2R2＝…＝InRnI1＋I2＋…＋In電路特點串聯(lián)電路并聯(lián)電路電壓U1＝___________總電阻R總＝_______________功率分配P1R1＝P2R2＝…＝PnRnU2＝…＝UnR1＋R2＋…＋Rn

2．幾個有用的結(jié)論

(1)串聯(lián)電路的總電阻

電路中任意一個電阻，電路中任意一個電阻變大時，總電阻

。

(2)并聯(lián)電路的總電阻

電路中任意一個電阻，任意一個電阻變大時，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總等于各個電阻消耗的電功率之和。大于變大小于變大[試一試]1.一個T型電路如圖7－2－1所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω。另有一測試電源，電動勢為100V，內(nèi)阻忽略不計。則(

)A．當cd端短路時，ab之間的等效電阻是40ΩB．當ab端短路時，cd之間的等效電阻是40ΩC．當ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80VD．當cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80V圖7－2－1答案：AC

部分電路歐姆定律[想一想]圖7－2－2有a、b、c、d四個電阻，它們的I－U關(guān)系如圖7－2－2所示，其中電阻最小的是哪一個？

[提示]

a[記一記]

1．內(nèi)容導體中的電流跟導體兩端的

成正比，跟導體的

成反比。

2．表達式

。

3．適用范圍

(1)金屬導電和電解液導電(對氣體導電不適用)。

(2)純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路)。電壓電阻

4．導體的伏安特性曲線

(1)I－U圖線：以

為縱軸、

為橫軸所畫出的導體上的電流隨電壓的變化曲線稱為I－U圖線，如圖7－2－3所示。

(2)比較電阻的大?。?3)線性元件：伏安特性曲線是

的電學元件，適用歐姆定律。

(4)非線性元件：伏安特性曲線為

的電學元件，不適用歐姆定律。圖7－2－3電流電壓>直線曲線[試一試]2．一只標有“220V

60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到200V。在此過程中，電壓U和電流I的關(guān)系可用圖線表示。在如圖7－2－4所示的四個圖線中，肯定不符合實際的是(

)圖7－2－4解析：由電阻的定義式R＝U/I知：在U－I圖象上，某一點的縱坐標U和該點的橫坐標I的比值U/I就對應(yīng)著電阻值R。由于白熾燈泡鎢絲的電阻會隨溫度的升高而增大，當白熾燈上加的電壓從零逐漸增大到220V時，燈絲的溫度不斷升高，電阻將不斷增大，A圖象表示U/I為一定值，說明電阻不變，不符合要求；C圖象上各點的U/I值隨U的增大而減小，也不符合實際；D圖象中的U/I的值開始隨U的增大而增大，后來隨U的增大而減小，也不符合實際；只有B圖象中U/I的值隨U的增大而變大，符合實際，應(yīng)選A、C、D。答案：ACD

閉合電路歐姆定律[想一想]一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA，若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是多少？超鏈接[記一記]1．閉合電路內(nèi)電路外電路(2)內(nèi)、外電壓的關(guān)系：E＝

。

2．閉合電路歐姆定律

(1)內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成

，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成

。U內(nèi)＋U外正比反比3．路端電壓與外電阻的關(guān)系增大E

4．路端電壓跟電流的關(guān)系

(1)關(guān)系式：U＝

。

(2)用圖象表示如圖7－2－5所示，其中縱軸截距為

，橫軸截距為

，斜率的絕對值為

。E－Ir電動勢短路電流內(nèi)阻圖7－2－5[試一試]3．下列關(guān)于電動勢的說法正確的是(

)答案：D

電路的動態(tài)分析2．“串反并同”結(jié)論法

(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時，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，反之則增大。(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極端，讓電阻最大或電阻為零去討論。

[例1]

(2011·北京高考)如圖7－2－6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)增大圖7－2－6[嘗試解題]

滑動變阻器R0的滑片向下滑動，R0接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，總電流變大，電源的內(nèi)電壓變大，外電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，R1兩端的電壓變大，R2兩端的電壓變小，電流表的示數(shù)變小，A項正確。

[答案]

A程序法分析電路動態(tài)變化

(1)明確局部電路變化時所引起的局部電路電阻的變化。

(2)根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R總?cè)绾巫兓?4)由U內(nèi)＝I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化。

(5)由U外＝E－U內(nèi)確定路端電壓如何變化。

(6)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化。

(7)確定支路兩端的電壓以及通過各支路的電流如何變化。電源的功率和效率2．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出。(2)當R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。

(3)當R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。

(4)當P出＜Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個可能的外電阻R1和R2，且R1·R2＝r2。

(5)P出與R的關(guān)系如圖7－2－7所示。圖7－2－7[例2]

電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中得到的實驗圖線如圖7－2－8所示。圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb。由圖可知ηa、ηb的值分別為(

)圖7－2－8[答案]

D如何在圖象中求解電源的輸出功率和效率

(1)分析圖象問題時，一定要明確圖線的含義，即要確定兩坐標軸表示的物理意義。

(2)對閉合電路的U－I圖象，圖線上每一點縱、橫坐標的乘積為電源的輸出功率；純電阻電路的圖線上每一點縱、橫坐標的比值為此時外電路的電阻。

(3)注意電源輸出功率最大與電源效率的區(qū)別，輸出功率增大時，效率不一定增大，當R＝r時，電源有最大輸出功率，而效率僅為50%。閉合電路歐姆定律的應(yīng)用

1.一般解題步驟

(1)分析電路，將復(fù)雜的電路簡化，分析各電阻的連接情況。

(2)求出電路的總電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律求出總電流。若電路發(fā)生變化，可以列出方程組。

(3)應(yīng)用串并聯(lián)電路和部分電路歐姆定律研究各部分電路的情況，可以求解各部分電路的電阻、電壓、電流、電功率等。

(4)根據(jù)計算所得結(jié)果，判斷電路的工作情況，并分析結(jié)果的合理性。2．應(yīng)注意的問題

(1)判斷電路故障，要首先確定是斷路還是短路，然后依據(jù)電壓表、電流表示數(shù)判斷。例如斷路故障，主要參考電壓表示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的部分發(fā)生斷路。

(2)與電源串聯(lián)的未知電阻可以等效為電源內(nèi)阻，這是應(yīng)用閉合電路歐姆定律常用的方法。圖7－2－9

[例3]

(2012·上海華師大附中等八校聯(lián)考)如圖7－2－9所示，電源內(nèi)阻r＝1Ω，R1＝2Ω，R2＝6Ω，燈L上標有“3V

1.5W”的字樣，當滑動變阻器R3的滑片P移到最右端時，電流表示數(shù)為1A，燈L恰能正常發(fā)光。

(1)求電源的電動勢；

(2)求當P移到最左端時，電流表的示數(shù)；

(3)當滑動變阻器的Pb段電阻多大時，變阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？[審題指導]第一步：抓關(guān)鍵點燈L兩端電壓為3V燈L正常發(fā)光電路連接方式，R2被短路R3的滑片P移到最右端獲取信息關(guān)鍵點第二步：找突破口(1)要求電源的電動勢→應(yīng)利用閉合電路歐姆定律。(2)當P移到最左端時→燈L和R2同時被短路。(3)要求R3上消耗的功率最大值→應(yīng)用數(shù)學知識求極值的方法。[嘗試解題](1)電源的電動勢E＝UL＋IR1＋Ir＝3V＋1×2V＋1×1V＝6V。

(2)當P移到最左端時，由閉合電路歐姆定律，I＝E/(R1＋r)＝2A。[答案]

(1)6V

(2)2A

(3)2W

2Ω

[模型概述]電容器是一個儲存電能的元件。在直流電路中，當電容器充放電時，電路里有充放電電流，一旦電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，電容器在電路中就相當于一個阻值無限大(只考慮電容器是理想的不漏電的情況)的元件，在電容器處電路看做是斷路，簡化電路時可去掉它。簡化后若要求電容器所帶電荷量時，可在相應(yīng)的位置補上。超鏈接圖7－2－10[答案]

BD

[題后悟道]

解決含電容器的直流電路問題的一般方法：(1)通過初末兩個穩(wěn)定的狀態(tài)來了解中間不穩(wěn)定的變化過程。(2)只有當電容器充、放電時，電容器支路中才會有電流，當電路穩(wěn)定時，電容器對電路的作用是斷路。(3)電路穩(wěn)定時，與電容器串聯(lián)的電阻為等勢體，電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。(4)在計算電容器的帶電荷量變化時，如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導線的電荷量等于始末狀態(tài)電容器電荷量之差；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始末狀態(tài)電容器電荷量之和。

(2012·江西省重點中學聯(lián)考)如圖7－2－11所示電路中，4個電阻阻值均為R，電鍵S閉合時，有質(zhì)量為m、帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間?，F(xiàn)斷開電鍵S，則下列說法正確的是(

)A．小球帶負電B．斷開電鍵后電容器的帶電量減小C．斷開電鍵后帶電小球向下運動D．斷開電鍵后帶電小球向上運動圖7－2－11解析：帶電量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間，說明所受電場力向上，小球帶負電，選項A正確；斷開電鍵后電容器兩端電壓減小，電容器的帶電量減小，帶電小球所受電場力減小，帶電小球向下運動，選項C正確D錯誤。答案：ABC

[隨堂鞏固落實]1．飛船上的太陽能電池是依靠光伏效應(yīng)設(shè)計的單晶硅太陽能電池。在正常照射下，太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率可達24%。單片單晶硅太陽能電池可產(chǎn)生0.6V的電動勢，可獲得0.1A的電流，則每秒照射到這種太陽能電池上的太陽光的能量是(

)A．0.24J

B．0.25JC．0.26J D．0.28J解析：根據(jù)W＝UIt可得，每秒太陽能電池產(chǎn)生的能量為W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，設(shè)太陽每秒照射的能量為Q，則由能量守恒定律得Q×24%＝W，所以Q＝0.25J，故選項B正確。答案：B

2.在如圖7－2－12所示電路中，當滑動變阻器滑片P向下移動時，則(

)A．A燈變亮、B燈變亮、C燈變亮B．A燈變亮、B燈變亮、C燈變暗C．A燈變亮、B燈變暗、C燈變暗D．A燈變亮、B燈變暗、C燈變亮圖7－2－12答案：D

3．(2012·南通期末)如圖7－2－13所示的電路中，R1是定值電阻，R2是光敏電阻，電源的內(nèi)阻不能忽略。閉合開關(guān)S，當光敏電阻上的光照強度增大時，下列說法中正確的是(

)A．通過R2的電流減小B．電源的路端電壓減小C．電容器C所帶的電荷量增加D．電源的效率增大圖7－2－13解析：當光敏電阻上的光照強度增大時，光敏電阻阻值減小，通過R2的電流增大，電源的路端電壓減小，電容器C所帶的電荷量減小，電源效率η＝U/E減小，選項A、C、D錯誤，B正確。答案：B

4．(2012·北京朝陽期末)一塊手機電池的背面印有如圖7－2－14所示的一些符號，另外在手機使用說明書上還寫有“通話時間3h，待機時間100h”，則該手機通話和待機時消耗的功率分別約為(

)A．1.8W,5.4×10－2WB．3.6W,0.108WC．0.6W,1.8×10－2WD．6.48×103W,1.94×102W圖7－2－14答案：C

5．(2013·上海模擬)如圖7－2－15所示，直線A為某電源的U－I圖線，曲線B為某小燈泡的U－I圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的總功率分別是(

)A．4W,8WB．2W,4WC．2W,3WD．4W,6W圖7－2－15解析：用該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率是UI＝2×2W＝4W，電源的總功率是EI＝3×2W＝6W。選項D正確。答案：D

課時跟蹤檢測見“課時跟蹤檢測（二十七）”（給有能力的學生加餐）圖1答案：B2．(2013·沈陽四校聯(lián)考)如圖2所示的電路，閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P向左移動，下列結(jié)論正確的是(

)A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大B．小電泡L變亮C．電容器C上電荷量減小D．電源的總功率變大圖2解析：閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片P向左移動，滑動變阻器接入電路中電阻增大，電源輸出電流減小，電源路端電壓增大，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大，小電泡L變暗，選項A正確B錯誤；由于電容器兩端電壓增大，由C＝Q/U可知，電容器C上電荷量增大，選項C錯誤；電源的總功率P＝EI變小，選項D錯誤。答案：A

3．(2012·重慶檢測)如圖3所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則(

)A．電壓表讀數(shù)減小B．電流表讀數(shù)減小C．質(zhì)點P將向上運動D．R3上消耗的功率逐漸增大圖3解析：當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，電壓表讀數(shù)減小，電流表讀數(shù)增大，選項A正確B錯誤；平行金屬板之間電壓減小，帶電質(zhì)點P所受電場力減小，質(zhì)點P將向下運動，選項C錯誤；當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，R3中電流減小，R3上消耗的功率逐漸減小，選項D錯誤。答案：A

4.(2013·南昌一模)如圖4所示的電路中，滑動變阻器的滑片P從a滑向b的過程中，三只理想電壓表示數(shù)變化的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列各值可能出現(xiàn)的是(

)A．ΔU1＝3V

ΔU2＝2V

ΔU3＝1VB．ΔU1＝1V

ΔU2＝3V

ΔU3＝2VC．ΔU1＝0.5V

ΔU2＝1V

ΔU3＝1.5VD．ΔU1＝0.2V

ΔU2＝1V

ΔU3＝0.8V圖4解析：滑動變阻器的滑片P從a滑向b的過程中，電壓表V2示數(shù)減小，V3示數(shù)增大。滑動變阻器的滑片P從a滑向b的過程中，外電路電阻減小，路端電壓即電壓表V1示數(shù)減小。電壓表V2示數(shù)減小值等于電壓表V3示數(shù)增大值和電壓表V1示數(shù)減小值之和。所以選項B、D正確。答案：BD

5.(2011·上海高考)如圖5所示電路中，閉合電鍵S，當滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時(

)A．電壓表V讀數(shù)先