第2講　閉合電路的歐姆定律

6/6第2講閉合電路的歐姆定律考點(diǎn)一閉合電路的歐姆定律及應(yīng)用1.電動(dòng)勢(shì)（1）定義：非靜電力所做的功與所移動(dòng)的之比。（2）物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。2.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(dòng)勢(shì)成，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成。（2）公式：I＝ER＋r（（3）其他表達(dá)形式：E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋（適用于任意電路）。1.路端電壓與外電阻的關(guān)系（1）純電阻電路：U＝IR＝ER＋r·R＝E1+rR，（2）特殊情況：①當(dāng)外電路斷路時(shí)，I＝0，U＝E。②當(dāng)外電路短路時(shí)，I短＝Er，U＝02.動(dòng)態(tài)分析的常用方法（1）程序法：遵循“局部—整體—局部”的思路。①分析步驟（如圖）：②解決電路動(dòng)態(tài)變化的基本思路a.“先總后分”——先判斷總電阻和總電流如何變化。b.“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分。c.“先定后變”——先分析定值電阻所在支路，再分析阻值變化的支路。

（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。1.【閉合電路的計(jì)算】在一次分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)活動(dòng)中，某小組用如圖甲所示電路做實(shí)驗(yàn)，電路中R1是滑動(dòng)變阻器，R2是定值電阻，滑動(dòng)變阻器的滑片從左端往右滑動(dòng)，分別記錄了多組電流表和電壓表的示數(shù)，用這些數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)作圖，得到的U-I圖像如圖乙中的AB所示，下列說(shuō)法中正確的是（）A.R1的最大阻值為20Ω B.R2的阻值為5ΩC.電源電動(dòng)勢(shì)為2V D.電源內(nèi)阻為5Ω2.【閉合電路的動(dòng)態(tài)分析】如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E恒定不變且內(nèi)阻r不可忽略，R1、R2和R3都是定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，電壓表V1、電壓表V2和電流表A都是理想電表。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由圖示位置向左緩慢移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.電壓表V1、電壓表V2和電流表A的示數(shù)均減小B.電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)減小，電流表A的示數(shù)增大C.電壓表V1的示數(shù)減小，電流表A和電壓表V2的示數(shù)增大D.電壓表V2的示數(shù)減小，電流表A和電壓表V1的示數(shù)增大3.【電路故障分析】如圖所示，燈泡A、B都能正常發(fā)光，后來(lái)由于電路中某個(gè)電阻發(fā)生斷路，致使燈泡A比原來(lái)亮一些，B比原來(lái)暗一些，則斷路的電阻是（）A.R1 B.R3C.R2 D.R4考點(diǎn)二閉合電路的功率及效率問(wèn)題1.電源的總功率（1）任意電路：P總＝＝＋I(xiàn)U內(nèi)＝P出＋P內(nèi)。（2）純電阻電路：P總＝＝E22.電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝＝IU內(nèi)＝P總－P出。3.電源的輸出功率（1）任意電路：P出＝＝IE－I2r＝P總－P內(nèi)。（2）純電阻電路：P出＝＝E24.電源的效率（1）任意電路：η＝P出P總×100％＝U（2）純電阻電路：η＝RR＋r1.純電阻電路中電源的最大輸出功率（如圖）P出＝UI＝I2R＝E2（R＋r當(dāng)R＝r時(shí)，電源的輸出功率最大，為Pm＝E22.提高純電阻電路效率的方法η＝P出P總×100％＝RR＋r×100％＝11+r【例1】如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)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。嘗試解題等效電源的應(yīng)用把含有電源、電阻的部分電路等效為新的“電源”，其“電動(dòng)勢(shì)”“內(nèi)阻”如下：（1）兩點(diǎn)間斷路時(shí)的電壓等效為電動(dòng)勢(shì)E'。（2）兩點(diǎn)短路時(shí)的電流為等效短路電流I短'，等效內(nèi)電阻r'＝E'閉合電路內(nèi)、外電阻的功率隨外電路電阻變化的兩條曲線如圖所示，曲線A表示內(nèi)電阻的功率隨外電阻變化的關(guān)系圖線，曲線B表示外電阻的功率隨外電阻變化的關(guān)系圖線。下列說(shuō)法正確的是（）A.電源的電動(dòng)勢(shì)為3VB.電源的內(nèi)阻為2.5ΩC.曲線A的最大功率為7.2WD.外電阻取2.5Ω時(shí)外電阻的功率是外電阻取10Ω時(shí)外電阻的功率的1

考點(diǎn)三電源的U-I圖像兩類U-I圖像的比較電源的U-I圖像電阻的U-I圖像圖像表述的物理量的關(guān)系電源的路端電壓與電路電流的關(guān)系電阻兩端電壓與流過(guò)電阻的電流的關(guān)系圖線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)（1）與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E（2）與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流E過(guò)坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒(méi)有電壓時(shí)電流為零圖線的斜率－r（r為內(nèi)阻）表示電阻大?。娮铻榧冸娮钑r(shí)）圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)比值U表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均表示此電阻的阻值大小【例2】（多選）（2024·湖南益陽(yáng)模擬）如圖甲所示，M為一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片從一端滑到另一端的過(guò)程中，兩電壓表V1和V2的讀數(shù)隨電流表A讀數(shù)的變化情況如圖乙所示，已知電流表A讀數(shù)在0.2A以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)。不考慮電表對(duì)電路的影響，以下判斷正確的是（）A.圖線①為V2示數(shù)隨電流表的變化圖線 B.電路中電源電動(dòng)勢(shì)為3.4VC.此電路中，電動(dòng)機(jī)的最大輸入功率是0.9W D.變阻器的最大阻值為30Ω聽課記錄在如圖所示的U-I圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，曲線Ⅱ?yàn)槟骋恍襞軱的伏安特性曲線，曲線Ⅱ與直線Ⅰ的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.5，0.75），該點(diǎn)的切線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（1.0，0），用該電源直接與小燈泡L連接成閉合電路，由圖像可知（）A.電源電動(dòng)勢(shì)為2.0V B.電源內(nèi)阻為0.5ΩC.小燈泡L接入電源時(shí)的電阻為1.5Ω D.小燈泡L實(shí)際消耗的電功率為1.125W考點(diǎn)四含容電路1.電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所在的電路視為斷路，簡(jiǎn)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(méi)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(lái)的電容器變化：電路中電流、電壓的變化可能會(huì)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(guò)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?！纠?】（2023·海南高考7題）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，電容器上電荷量為（）A.CE B.12C.25CE D.3聽課記錄