高考物理总复习专题八第3讲闭合电路欧姆定律及其应用配套课件

1、第 3 讲 闭合电路欧姆定律及其应用,考点 1 电源的特征量(电动势和内阻) 1.电源：把其他形式的能转化为电能的装置. 2.电动势： 等于外电路断开时_两端的电压.电动势,用 E 表示，单位是伏(V).,电源,电能,功,(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为_的 本领大小的物理量. (2)大小：数值上等于非静电力移送 1 C 正电荷从电源负极 至正极所做的_.,3.电源的内阻：电源内部电路的电阻.电源向外供电时，电 源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部 电阻消耗电能，把电能转化为内能.,电动势与电压的区别及联系,(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，

2、与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源的电 动势和电路参数无关.,(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能 的本领；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动 1 C 正 电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能.,(3)两者之间的联系：电路闭合时，EU 内U 外；电路断,开时，EU 外.,【自主检测】,1.下列关于电源的说法，正确的是(,),A.电源向外提供的电能越多，表示电动势越大 B.电动势就是电源两端的电压 C.电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势 就越大 D.电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领 越大,解析：电源向外提供的电能除与电动势有关

3、之外，还与输 出的电流、通电时间有关，故 A 错误；只有当外电路断路时， 电动势才等于电源两端的电压，故 B 错误；电源的电动势由电 源自身的性质决定，与有无外电路无关，故 C 错误；电动势是 反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，故 D 正 确.,答案：D,考点 2 闭合电路的欧姆定律 1.内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_，,跟内、外电路的电阻之和成_.,正比,反比,于任何电路).,增大,E,0,Ir,3.路端电压与外电阻、电流的关系,(2)由 UE_可知，当总电流变大时，路端电压变 小.,如图 8-3-1 所示为两个 UI 图象的比较. 图 8-3-1 (1)甲图为电源的

4、外特征曲线 UEIr：,(2)乙图为导体的伏安特性曲线 UIR： 纵轴截距对应导体两端电压 U；横轴截距为通过导体的电,变的条件下，U 与 I 成正比.,【自主检测】 2.(双选)如图 8-3-2 所示，甲、乙为两个独立电源的路端电,),压与通过它们的电流 I 的关系图象，下列说法中正确的是( A.路端电压都为 U0 时，它们的外电阻相等 B.电流都是 I0 时，两电源的内电压相等 C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势,D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻,图 8-3-2,答案：AC,解析：由U0I0R知，路端电压为U0时甲、乙的外电阻相等，A正确；根据UI图象，可知r甲r乙，D错误；内电压UrI

5、r，当电流为I0时，显然Ur甲Ur乙，B错误；从图象的截距易知E甲E乙，C正确.,考点 3 闭合电路中的功率 1.电源的总功率：就是电源提供的总功率，即电源将其他 形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率，P 总EI. 2.电源输出功率：整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻,图 8-3-3,3.电源内耗功率：内电路上消耗的电功率，P 内U 内 II2 r. 4.电源的效率：电源的输出功率与电源的总功率之比，即,提高，当 Rr，电源有最大输出功率时，效率仅为 50%，效率 并不高.,5.非纯电阻电路：P总P热P其他；P总I2(rR外总)P其他.,【自主检测】 3.(2013 年长沙一模)某同

6、学将一直流电源的总功率 PE、输 出功率 PR 和电源内部的发热功率 Pr 随电流 I 变化的图线画在同 一坐标系内，如图 8-3-4 所示，根据图线可知下列说法错误的,是(,) A.反映 Pr 变化的图线是 c B.电源电动势为 8 V C.电源内阻为 2 ,D.当电流为 0.5 A 时，外电路的电阻为 6 ,图 8-3-4,答案：B,热点 1 闭合电路中的“双”曲线的理解及应用,电路部分的图象主要是 UI 图象，它可以是反应部分电路 特性的 UI 图象，也可以是反映闭合电路中电源特性的 UI 图象.这里的“双”曲线指得就是这两条曲线.,对于部分电路，U 表示电路两端的电压，I 表示通过电路

7、的,电流，图线的斜率表示电阻.,对于闭合电路，U 表示路端电压，I 表示通过干路的电流，,图线斜率的绝对值表示电源的内阻.,【例 1】(双选)如图 8-3-5 所示，直线、分别是电源 1 与电源 2 的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线是 一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源 1、,电源 2 单独连接，则下列说法正确的是(,),A.电源 1 与电源 2 的内阻之比是 117 B.电源 1 与电源 2 的电动势之比是 117 C.在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之,比是 12,图 8-3-5,D.在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 12,思路导引：根据电源的外特性曲线

8、 UI 图线，可求出电源 电动势和内阻；根据灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线交点 确定灯泡与电源连接时工作电压与电流，即可求出功率与灯泡 电阻.,UI 图象的纵轴截距表示电动势，故 E1E210 V，故B 错误. 灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连,解析：UI 图象的斜率的绝对值表示内电阻，根据电源,答案：AD,方法技巧：关键在于对电源外特性曲线、灯泡伏安特性曲 线的理解，明确交点的含义.,【触类旁通】,1.如图 8-2-6 甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电 流的变化关系曲线，由图可知，两者不成线性关系，这是由于,_.,如图乙所示，将这个电灯与 20 的定值电阻 R

9、串联，接在电动 势为 8 V 的电源上，则电灯的实际功率为_W.(不计电流表 电阻和电源内阻，保留一位小数),图 8-3-6,答案：随电压的增大，灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变,大，电阻变大 0.6,热点 2 直流电路动态模型,直流电路的动态分析是高考的热点，因为这类问题不仅考 查欧姆定律、串并联电路的特点等重要电学知识，还考查学生 是否掌握科学分析问题的方法：动态电路局部的变化可引起整 体的变化，而整体的变化决定了局部的变化.,1.解决电路的动态变化的方法策略,“先总后分”先判断总电阻和总电流如何变化. “先干后支”先分析干路部分，再分析支路部分. “先定后变”先分析定值电阻所在支路，再分析

10、阻值,变化的支路.,2.含电容电路的动态问题,电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此 支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该 支路两端电压.电容器稳定时，相当于此处电路断路.,当电容器和电阻并联接入电路时，电容器两极间的电压与,其并联电阻两端的电压相等.,电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如 果电容器两端电压升高，电容将充电；反之，电容器将对与它 并联的电路放电.,【例 2】(2013 年重庆一模)如图 8-3-7 所示电路，电源的内 电阻不能忽略.现闭合开关 S，电压表有确定示数，调节可变电,),阻 R 阻值，电压表的示数增大了U.下列判断正确的

11、是( 图 8-3-7 A.可变电阻 R 被调到较小的阻值 B.电阻 R2 两端的电压减小，减小量等于U,C.通过电阻 R2 的电流减小，减小量小于 D.路端电压增大，增大量等于U,审题突破：由题意知电压表的示数增大了U，说明 R 和 R1 并联的电阻增大，知 R 增大.R 增大，外电阻增大，干路电流 减小，电阻 R2 两端的电压减小，根据路端电压的变化，分析电 阻 R2 两端的电压减小量和U 的大小，由欧姆定律求出电流减 小量的范围.,解析：由题意，电压表的示数增大，R 和 R1 并联的电阻增 大，得知 R 增大，所以 R 被调到较大的阻值，故A 错误.R 增大， 外电阻增大，干路电流减小，电

12、阻 R2 两端的电压减小，路端电 压增大，而路端电压等于外电路总电压，所以电阻 R2 两端的电 压减小量小于U，由欧姆定律得知，通过电阻 R2 的电流减小，,小，所以路端电压的增大量小于U，故 D 错误. 答案：C,方法技巧：本题根据部分与整体的关系，采用总量法分析 R2 两端的电压减小量和U 的增加量的大小，即总量增大，增 大的量较大.,【触类旁通】,图 8-3-8,2.如图838所示，电源电动势E6 V，内阻r1 ，电阻R12 ，R23 ，R37.5 ，电容器的电容C4 F.开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多少？,解：开关S 断开时，电容 C 相当

13、于断路，R3 中无电流通过， 电容 C 两端的电压即为 R2 两端的电压，设其大小为U2，有U2,QCU241063 C1.2105 C 电容器 a 板带正电，b 板带负电. 开关 S 闭合时，电路的外电阻为,流表的电量为QQQ1.92105 C.,QCU141061.8 C7.2106 C 电容器 a 板带负电，b 板带正电. 综上可得开关 S 从断开到闭合后电路稳定的过程中通过电,热点 3 电路中功率的极值问题,在电源内阻不变时，电源的输出功率(外电阻上消耗的功率) 随外电阻的变化不是单调的，存在极值，当外电阻等于内阻时， 输出功率达到最大值.,如果一个电路的外电阻固定不变，当电源的内阻发

14、生变化 时，电源的输出功率随内阻的变化是单调的.内阻减小，输出功 率增大；当内阻最小时，输出功率最大.,处理用电器获取最大功率的问题时，通常采用等效电源法， 解题时应根据需要选用不同的等效方式，将用电器获得最大功 率问题转化为等效电源输出最大功率的问题.,图 8-3-9,【例3】(双选)如图839所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是() A.当R2R1r时，R2上获得最大功率 B.当R1R2r时，R1上获得最大功率 C.当R20时，电源的效率最大 D.当R20时，电源的输出功率最大,易错提醒：部分同学错选了 B 选项，原因是没有考虑到“当 外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大”这个结论是有条件 的，即电源的内阻恒定.,正确解析：将R1等效到电源的内部，R2上的功率等于等效电源的输出功率，当等效电源的外电阻等于内阻时，即R2R1r时，输出功率最大，即R2上的功率最大.故A正确. 根据PI2R，电流最大时，R1上的功率最大.当外电阻最