第八章第二讲电路 闭合电路的欧姆定律

1、第2讲电路闭合电路的欧姆定律电阻的串、并联(考纲要求)串联电路并联电路总电阻R总R1R2R3Rn各电路相等的物理量I1I2I3InU1U2U3Un电流或电压分配关系I1R1I2R2InRn总电流I总I1I2InI总I1I2I3In总电压U总U1U2UnU总U1U2Un电功率分配关系P1R1P2R2PnRn温馨提示 串联实物图串联电路图 并联实物图并联电路图电源的电动势和内阻(考纲要求)1.电动势物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量2内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数闭合电路的欧姆定律(考纲要求)1.闭合电路(1)组成(2)内

2、、外电压的关系：EU外U内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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比(2)公式(3)路端电压与外电阻的关系负载R增大I减小U内减小U外增大外电路断路时(R无穷)，I0，U外E.负载R减小I增大U内增大U外减小外电路短路时(R0)，I，U内E. (4)UI关系图：由UEIr可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小；UI关系图线如图821所示图821当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电动势当外电路电压为U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻1(2012·绍兴高三检测)电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，

3、关于路端电压说法正确的是()A因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B因为UIR，所以当I增大时，路端电压也增大C因为UEIr，所以当I增大时，路端电压下降D若外电路断开，则路端电压为零答案C2(2012·江门高三检测)在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是()A如果外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B如果外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势也随内电压减小C如果外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D如果外电压增大，则内电压减小，电源电动势始终为二者之和，保持恒定解析由闭合电路欧姆定律知：EUUrUIr，可见电动势

4、等于内电压和外电压之和，电动势是不变的，故D正确，A、B、C错误答案D3一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为()AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 答案B图8224在如图822所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则()AA灯变亮、B灯变亮、C灯变亮BA灯变亮、B灯变亮、C灯变暗CA灯变亮、B灯变暗、C灯变暗DA灯变亮、B灯变暗、C灯变亮解析滑片P向下移动，变阻器电阻减小，外电路总电阻减小，根据I知，电路电流增大，灯A两端电压UA增大而变亮，根据UEIr，路端电压变

5、小，UUAUB，所以UB减小，灯B电阻不变，所以灯B电流IB减小，灯B变暗干路电流IIBIC，因为I增大、IB减小，所以IC增大，灯C应变亮，选项D是正确的答案D5(双选)(2012·北京海淀期末)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则()A电动机消耗的总功率为UIB电动机消耗的热功率为C电源的输出功率为EID电源的效率为1解析本题考查了恒定电流的有关知识电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A选项正确；电动机消耗的热功率为I2R，B选项错误；电源的输出功率为UI，C选项错误

6、，电源的效率为，D选项正确答案AD考点一电路的动态分析1电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化；对它们的分析要熟练掌握闭合电路欧姆定律，部分电路欧姆定律，串、并联电路中电压和电流的关系2电路总动态分析的思路确定局部电阻的变化分析总电阻的变化再分析总电流、路端电压的变化最后分析局部电压、电流的变化3判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小图

7、823(3)在如图823所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致【典例1】 在如图824所示的电路中，图824当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时()A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小解析R3的滑动触头向下滑动，所以R3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R2、R4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电

8、流变小，所以电流表的示数变小；因为R2、R4串联电路的电压变大，使得R2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A.答案A电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化(3)根据闭合电路欧姆定律I总，确定电路的总电流如何变化(4)由U内I总r确定电源的内电压如何变化(5)由U外EU内确定电源的外电压如何变化(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化(7)确定支路两端的电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化【变式1】 图825(双选)(2012·广西联考)如图825所示，电源的电动势

9、和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为()A电流表的读数一直减小BR0的功率先减小后增大C电源输出功率先增大后减小D电压表的读数先增大后减小解析滑动变阻器滑片P由b向a端移动过程中，bP和aP并联，外电路总电阻先变大后变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流(电流表示数)先减小后增大，A项错；根据电功率P0I2R0，可知R0的功率先减小后增大，B项正确；当外电路总电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，但R0与电源内阻r大小关系不能确定，故不能确定电源输出功率的变化情况，C项错；电压表所测为电源的路端电压，路端电压与外电阻变化趋势一致，故D项正确答案

10、BD考点二含电容器电路的分析与计算1电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上2电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差3电压变化带来的电容器带电荷量的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由QC·U计算电容器上电荷量的变化【典例2】 (双选)如图826所示的电路中，图826电源电动势E3 V，内电阻r1 ，定值

11、电阻R13 ，R22 ，电容器的电容C100 F，则下列说法正确的是()A闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 VB闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×104 CC闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×104 CD先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×104 C解析闭合开关S，电路稳定后电流I0.5 A，电容器两端的电压为UIR11.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器带电荷量为QCU100×106×1.5 C1.5×104 C，选项B错误、C正确；先闭合开关S，电路稳

12、定后断开开关S，电容器C通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×104C，选项D错误答案AC【变式2】 在如图827所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻当开关S闭合后，两平行金属板M、N中有一带电油滴正好处于静止状态为使带电油滴向上加速运动，可采取的措施是()图827A增大R1的阻值B减小R2的阻值C减小R3的阻值D增大M、N间距解析因为滑动变阻器R1与平行板电容器串联，故无论R1变大还是变小，电容器两极板间的电压都等于并联部分可变电阻R3两端电压，故选项A错误；当滑动变阻器R2减小时，电路的电阻变小，则电路的总电阻变小，电流变大，可变电阻R3的分压变大，电容器两极板间

13、的电压变大，所以电场力变大，油滴向上运动，故选项B正确；当减小可变电阻R3的阻值时，电路的电流也变大，因此内电压和R2的分压变大，则可变电阻R3的分压变小，所以电场力变小，油滴向下运动，故选项C错误；当增大极板间的距离时，由E，电场强度变小，故电场力变小，油滴向下运动，选项D错误答案B考点三电源的功率及UI图像的应用(1)分析图像问题时，一定要明确图线的含义，即要确定两坐标轴表示的物理意义(2)对闭合电路的UI图像，图线上每一点纵横坐标的乘积为电源的输出功率；图线上每一点纵横坐标的比值为此时外电路的电阻【典例3】 (双选)用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电

14、压表和理想电流表连接成如图828甲所示的实验电路，其中电源电动势E9 V图828乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线当其中一个灯泡正常发光时() 甲乙图828A电流表的示数为1 AB电压表的示数约为6 VC电路输出功率为4 WD电源内阻为2 解析两个灯泡串联，所以电流相等L1的额定电流为I10.5 A，L2的额定电流为I21 A，所以只有L1正常发光，电路中电流为0.5 A，A项错误；从图像中可以看出，电流为0.5 A时，两灯的电压分别为6 V和2 V，由串联分压原理知，L1两端电压为6 V，L2两端电压为2 V，电压表示数为2 V，B项错误；电路中输出功率为PUI(26)×0

15、.5 W4 W，C项正确；电源内阻r 2 ，D项正确答案CD【变式3】 如图829所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有()图829AR接到a电源上，电源的效率较高BR接到b电源上，电源的输出功率较大CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高解析由图像判断电源a的内电阻大，在纯电阻电路中电源效率×100%，内电阻越大效率越低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，只有C正确答案C

16、4.解恒定电流电路问题的常见思维方法及电路设计技巧(1)程序思维法程序思维法是按照事物发展的一般规律流程进行正向思维的一种方法处理直流电路动态变化问题的基本思路是电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路变化支路【典例1】 图8210(2011·上海单科，12)如图8210所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，()A电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大B电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小C电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大D电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小解析设P以上电阻为Rx，则变阻器在

17、电路中的阻值R.当Rx时，R最大P从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大，后减小当P滑向中点的过程中P滑过中点后，RIU，R两端电压UR，并联部分的电压减小因Rx，Ix，所以IA增大，故A正确答案A(2)极限思维法极限思维法是把某个物理量推向极端，即极大和极小或极限位置，并以此作出科学的推理分析，从而给出判断或导出一般结论当题目要求定性地判断某一具体的物理量的变化情况或变化趋势时，可假设其他变量为极端的情况，从而就能较快地弄清该物理量的变化趋势，达到研究的目的图8211【典例2】 (双选)在图8211所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡L变暗，可以()A增大R1的阻值B减小R1的阻值C增大

18、R2的阻值D减小R2的阻值解析因电容器具有“隔直通交”的特征，所以其电路可等效画为右图所示当R2的阻值减小并趋于零时，L被短路，灯泡L变暗；当R1的阻值增大并趋于无穷大时，可视为断路，总电流趋于零时，灯泡L也变暗，所以选项A、D正确答案AD(3)等效思维法讨论定值电阻消耗的功率时，一般直接利用公式PI2R或P进行求极值讨论可变电阻消耗的最大功率时可首先构建等效电源，将其他串联电路的电阻R0与电源的内阻r之和看作新的电源内阻，再利用外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大进行分析【典例3】 (双选)如图8212所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是(

19、)图8212A当R2R1r时，R2上获得最大功率B当R2R1r时，R1上获得最大功率C当R20时，R1上获得最大功率D当R20时，电源的输出功率最大解析在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势E、内阻为(R1r)的电源(等效电源)连成的闭合电路如右图所示，R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2R1r时，R2获得的电功率最大，选项A正确在讨论R1的电功率时，由I及P1I2R1可知，R20时，R1获得的电功率最大；故选项B错误，选项C正确，在讨论电源的输出功率时，(R1R2)为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R20

20、时，电源输出功率并不一定最大，故选项D错误答案AC(4)最佳电路的设计与选择技巧最佳电路指达到设计要求且耗能、耗材最少的安全电路此类问题的分析思路分两步：先分清哪个电路的灯泡能正常发光，这里可以从电压、电流、电功率三个量中任意挑选一个达到其额定值，其余两个也将达到额定值确定了正常发光的电路后，再比较哪一个电路的实际功率小，可以用计算的方法比较，也可以用定性分析的方法比较【典例4】 额定电压都是110 V，额定功率PA100 W、PB40 W的电灯两盏，若接入电压是220 V的电路中，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗的电功率最小的电路是下图中的()解析判断电灯能否正常发光，就要判断电灯两端的

21、电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流由P和已知条件可知，RA<RB.对于A电路，由于RA<RB，所以UB>110 V，B灯被烧坏，两灯不能正常发光对于B电路，由于RA<RB，A灯与变阻器并联，并联电阻更小于RB，所以UB>110 V，B灯被烧坏，两灯不能正常发光对于C电路，B灯与变阻器并联，并联电阻可能等于RA，所以可能有UAUB110 V，两灯可以正常发光对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则UAUB110 V，两灯可以正常发光比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(IAIB)×110 V，而D电路中变阻器功率为(IAIB)&

22、#215;110 V，所以C电路消耗的电功率最小答案C一、电路的动态分析(高频考查)1(2008·广东单科，7)电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图8213所示的电路当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是()图8213A电压表和电流表读数都增大B电压表和电流表读数都减小C电压表读数增大，电流表读数减小D电压表读数减小，电流表读数增大解析触头滑向b时，阻值R增大，回路的总电阻增大，所以回路的总电流减小，路端电压U增大，所以电压表的示数增大，电阻R2的电压增大，故R2的电流增大，电流表示数增大，故应选A.答案A图82142(双选)(2009

23、·广东单科，10)如图8214所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作如果再合上S2，则下列表述正确的是()A电源输出功率减小BL1上消耗的功率减小C通过R1上的电流增大D通过R3上的电流增大解析合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路中总电流，即流过R1的电流增大，C正确因电源的内阻不计，则电源的输出功率PIE增大，A错误通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压就降低，L1消耗的功率降低通过R3与L3的电流减小，

24、B正确，D错误答案BC图82153(双选)(2009·广东理科基础，14)如图8215所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变大D电路的总电阻变大解析滑动触头由a滑向b的过程中，总电阻变小，D错误，干路电流变大，路端电压变小，A正确，内阻消耗功率变大，C正确，定值电阻R3上电压降低，电流表示数变小，B错误答案AC图82164(2011·北京卷，17)如图8216所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数

25、都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析在电路中，变阻器R0的滑动端向下滑动时，变阻器R0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r分得的电压U内Ir变大，U外变小，电压表示数变小，由U1IR1知U1变大，因U外U1U2，故U2变小，由I2，知流过R2的电流变小，电流表示数变小选项A正确答案A5(2011·海南卷，2)如图8217所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表和电流表初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图8217A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大解析当