備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十章恒定電流第2講閉合電路的歐姆定律考點(diǎn)1閉合電路的歐姆定律及應(yīng)用

第2講閉合電路的歐姆定律課標(biāo)要求核心考點(diǎn)五年考情核心素養(yǎng)對(duì)接1.理解閉合電路歐姆定律.2.能分析和解決家庭電路中的簡(jiǎn)潔問題，能將平安用電和節(jié)約用電的學(xué)問應(yīng)用于生活實(shí)際.閉合電路的歐姆定律及應(yīng)用2024：江蘇T6；2024：江蘇T3，上海T171.物理觀念：理解電源電動(dòng)勢(shì)的概念.駕馭閉合電路歐姆定律的內(nèi)涵及應(yīng)用.2.科學(xué)思維：能將電源視為一個(gè)沒有電阻的志向電源與電阻的串聯(lián)，建構(gòu)電源模型；通過對(duì)閉合電路的動(dòng)態(tài)變更問題等的分析，提高科學(xué)思維實(shí)力.3.科學(xué)探究：通過能量守恒定律及內(nèi)外電路能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，探究閉合電路歐姆定律；通過電源的U－I圖像，感受物理圖像在科學(xué)探究中的作用.4.科學(xué)看法與責(zé)任：通過實(shí)例了解能量的耗散，增加節(jié)約能源和疼惜環(huán)境的責(zé)任感和使命感.閉合電路的功率及效率問題2024：浙江6月T12；2024：上海T14兩類U－I圖像的理解和應(yīng)用2024：上海T14命題分析預(yù)料閉合電路歐姆定律在電路中應(yīng)用特別多，關(guān)于電路的簡(jiǎn)潔分析常以選擇題形式命題，也常和圖像結(jié)合在試驗(yàn)題中出現(xiàn).近年故障分析也起先進(jìn)行考查.預(yù)料2025年高考單獨(dú)考查可能會(huì)涉及含容電路，綜合考查會(huì)與電磁感應(yīng)結(jié)合或在試驗(yàn)中考查與圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)處理.考點(diǎn)1閉合電路的歐姆定律及應(yīng)用1.電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（1）電動(dòng)勢(shì)①定義：電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的[1]正電荷在電源內(nèi)從[2]負(fù)極移送到[3]正極所做的功.②表達(dá)式：E＝[4]Wq.反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成[5]電能的本事大小（2）內(nèi)阻電源內(nèi)部的電阻，叫作電源的內(nèi)阻.電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是電源的兩個(gè)重要參數(shù).2.閉合電路的歐姆定律（1）內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成[6]正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成[7]反比.（2）公式與推論①適用于任何電路：E＝U內(nèi)＋U外，E＝U外＋I(xiàn)r（伏安表達(dá)式）.②適用于純電阻電路：因U＝IR，I＝ER＋r（電流表達(dá)式），故E＝U＋3.路端電壓U與外電阻R的關(guān)系函數(shù)表達(dá)式為U＝RR＋rE＝11+rRE，U（1）R增大，則U[8]增大；（2）斷路時(shí)，I＝0，U＝E；（3）短路時(shí)，I短＝Er，U＝圖1圖24.路端電壓U與電流I的關(guān)系函數(shù)表達(dá)式為U＝E－Ir，U－I圖像如圖2所示.如圖所示，電路中的滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω，電源內(nèi)阻r為1Ω.（1）閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片置于最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，此時(shí)的路端電壓是多少？電源電動(dòng)勢(shì)是多少？（2）閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)的過程中電流表和電壓表的示數(shù)分別怎么變更？答案（1）路端電壓U＝IR＝4V，電源電動(dòng)勢(shì)E＝I（R＋r）＝4.2V.（2）滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值在漸漸減小，電路總電阻在漸漸減小，故總電流（即電流表的示數(shù)）在漸漸增大，路端電壓（即電壓表示數(shù)）在漸漸減小.研透高考明確方向命題點(diǎn)1閉合電路的有關(guān)計(jì)算1.[江蘇高考]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）A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω解析當(dāng)斷開S時(shí)，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動(dòng)勢(shì)，即E＝3V；當(dāng)閉合S時(shí)，有U＝IR，又由閉合電路的歐姆定律可知，I＝ER＋r，聯(lián)立解得r＝1Ω，A正確，B、C、命題點(diǎn)2閉合電路的動(dòng)態(tài)分析2.[2024云南昆明一中期中/多選]催化燃燒式氣體傳感器可以檢測(cè)一氧化碳?xì)怏w的濃度，當(dāng)一氧化碳?xì)怏w達(dá)到確定的濃度時(shí)，一氧化碳?xì)怏w在催化劑的作用下在傳感器的檢測(cè)片表面發(fā)生燃燒，使檢測(cè)片溫度上升，檢測(cè)片的電阻增加.在如圖所示電路中，R為催化燃燒式氣體傳感器的檢測(cè)片，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電路中的電表均可視為志向電表.當(dāng)環(huán)境中一氧化碳?xì)怏w達(dá)到確定濃度時(shí)，下列說法正確的是（CD）A.電壓表V1與V2的示數(shù)均減小，電流表A1與A2的示數(shù)均增大B.電壓表V1與V2的示數(shù)和電流表A1與A2的示數(shù)均增大C.電壓表V1、V2、V3的示數(shù)均增大D.電流表A1、A2的示數(shù)均減小解析由題意知，當(dāng)環(huán)境中一氧化碳?xì)怏w達(dá)到確定濃度時(shí)，R增大，電路中總電阻增大，則總電流I減小，內(nèi)電路電壓減小，依據(jù)閉合電路歐姆定律知U3＝E－Ir、U2＝E－I(r＋R3)、U1＝E－I(r＋R3＋R2)，則電壓表V1、V2、V3的示數(shù)均增大，選項(xiàng)C正確，A錯(cuò)誤；總電流I減小，即電流表A2的示數(shù)減小，又電壓表V1的示數(shù)增大，則通過滑動(dòng)變阻器的電流增大，故通過電阻R的電流減小，則電流表A1的示數(shù)減小，選項(xiàng)D正確，B錯(cuò)誤.命題拓展情境不變，一題多設(shè)問（1）試推斷圖中三個(gè)電壓表示數(shù)變更量與通過電源的電流的變更量比值的確定值｜ΔU1ΔI｜、｜ΔU2Δ（2）若R不變，滑動(dòng)變阻器R1觸頭向右滑動(dòng)，則各電表的示數(shù)如何變更？答案（1）由U3＝E－Ir可知｜ΔU3ΔI｜＝r，同理可知｜ΔU2ΔI｜＝r＋R3、｜ΔU1ΔI｜＝r＋R（2）滑動(dòng)變阻器R1觸頭向右滑動(dòng)，R1減小，電路總電阻減小，則總電流I增大，內(nèi)電路電壓增大，依據(jù)閉合電路的歐姆定律可知U3＝E－Ir、U2＝E－I（r＋R3）、U1＝E－I（r＋R3＋R2），則電壓表V1、電壓表V2、電壓表V3的示數(shù)均減??；總電流I增大，即電流表A2的示數(shù)增大，又電壓表V1的示數(shù)減小，故通過R的電流減小，則電流表A1的示數(shù)減小.方法點(diǎn)撥動(dòng)態(tài)分析常用方法1.程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路.（1）分析步驟（如圖）：（2）分析時(shí)：串聯(lián)電路留意分析電壓關(guān)系，并聯(lián)電路留意分析電流關(guān)系.2.結(jié)論法：“串反并同”，應(yīng)用條件為電源內(nèi)阻不為零.（1）所謂“串反”，即某一電阻的阻值增大時(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”，即某一電阻的阻值增大時(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.極限法因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變更的問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓接入電路中的電阻最大或?yàn)榱悖缓筮M(jìn)行探討.3.[含容電路的動(dòng)態(tài)分析/2024海南]如圖所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，電容器電容為C，閉合開關(guān)K，待電路穩(wěn)定后，電容器上的電荷量為（C）A.CE B.12CE C.25CE D.解析由電路的串并聯(lián)規(guī)律可知，電阻3R兩端的電壓為3E5，電阻R兩端的電壓為E5，則電容器兩極板間的電勢(shì)差ΔU＝2方法點(diǎn)撥與電容器相關(guān)問題的分析1.電路中電容器表現(xiàn)出的三種角色電容器在充電瞬間，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于用電器，i＝ΔQΔt，電流方向是由電路流入電容器正極，從電容器的負(fù)極流出；電容器在放電瞬間，相當(dāng)于電源，i＝ΔQΔt，電流方向是由電容器正極流出，流入電容器負(fù)極；電容器支路穩(wěn)定時(shí)，電容器處于開路狀態(tài)，i＝0，電壓等于與之并聯(lián)的電路兩端的電壓，相當(dāng)于一個(gè)志向電壓表.2.電容器的電壓（1）電路穩(wěn)定時(shí)，電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻兩端無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線.（2）電路穩(wěn)定時(shí)，電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.3.電容器的電荷量及變更（1）電路中電流、電壓的變更可能會(huì)引起電容器的充電或放電.若電容器兩端電壓上升，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.（2）假如變更前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為｜Q1－Q2｜；假如變更前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2.命題點(diǎn)3電路故障分析4.在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，電壓表和電流表的示數(shù)都增大，電表均為志向電表，則可能的故障緣由是（A）A.R1短路 B.R2短路C.R3短路 D.R1斷路解析若R1短路，則電流表處于干路上，電壓表測(cè)量R3的電壓，外電路只有R3一個(gè)電阻，外電路的總電阻變小，故干路電流增大，電流表示數(shù)增大，通過R3的電流增大，電壓表示數(shù)增大，A正確.若R2短路，同理可得電壓表示數(shù)增大，而電流表被R2短路，故電流表示數(shù)減小為零，B錯(cuò)誤.若R3短路，電壓表示數(shù)將減小為零，由于外電路電阻減小，干路電流增大，R1所在支路的電流也會(huì)增大，電流表示數(shù)將增大，C錯(cuò)誤.若R1斷路，則電流表示數(shù)將減小為零，而外電路電阻因R1斷路而增大，干路電流減小，通過R3的電流減小，電壓表示數(shù)減小，故D錯(cuò)誤.5.[多選]某同學(xué)按如圖所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，電壓表內(nèi)阻看成無限大，電流表內(nèi)阻看成零，閉合開關(guān)進(jìn)行試驗(yàn).由于電路發(fā)生故障，發(fā)覺兩電壓表示數(shù)相同（但不為零），若這種狀況的發(fā)生是由用電器引起的，則可能的故障緣由是（BD）A.R3短路 B.RP短路C.R3斷路 D.R2斷路解析R3短路時(shí)，由于電流表內(nèi)阻看成零，兩電壓表都被短路，示數(shù)都為零，與題不符，故A錯(cuò)誤.RP短路時(shí)，兩電壓表都測(cè)量R2兩端的電壓，示數(shù)相同，而且都不為零，故B正確.R3斷路時(shí)，電壓表V2測(cè)量R2兩端的電壓，電壓表V1測(cè)量RP和R2串聯(lián)起來的兩端電壓，電壓表V1的示數(shù)大于電壓表V2的示數(shù)，故C錯(cuò)誤.R2斷路時(shí)，由于電壓表內(nèi)阻看成無限大，電流表內(nèi)阻看成零，兩電壓表都測(cè)量R3兩端的電壓，示數(shù)相同，而且