步步高2017年高考物理人教版浙江一轮复习讲义第7章2讲

1、标准考点一 闭合电路欧姆定律1.闭合电路电源内部是内电路；(1)组成用电器、导线组成外电路.(2)内、外电压的关系：EU 内U 外. 2.闭合电路欧姆定律内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比.公式： E I(只适用于纯电阻电路).RrEU 外Ir(适用于所有电路). 3.路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)关系式：UEIr.(2)UI 图象如图 1 所示.图 1当电路断路即 I0 时，纵坐标的截距为电源电动势.知识内容必考要求加试要求串联电路和并联电路cc闭合电路的欧姆定律cd当外电路短路即 U0 时，横坐标的截距为短路电流.图线

2、的斜率的绝对值为电源的内阻.思维深化判断下列说法是否正确.(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比.()(2)当外电阻增大时，路端电压也增大.()(3)闭合电路中的短路电流无限大.( )(4)电动势的跟电压的一致，所以电动势就是两极间的电压.( )1.闭合电路欧姆定律的应用在太空中可以利用电池板供电.若一电池板，测得它的开路电压为 800 mV，短路电流为 40 mA，将该电池板与一阻值为 20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A.0.10 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V D电源没有接入外电路时，路端电压等于电源电动势，所以电动势 E800

3、 mV.由闭合电路的欧姆定律得，短路电流 I 短E，r800103E所以电源内阻 rI短20 .40103该电源与 20 的电阻连成闭合电路时，电路中的电流 I E 800 mA20 mA，所以Rr2020路端电压 UIR2020 mV400 mV0.40 V，故选项 D 正确.2.电阻变化引起的动态变化(多选)，A、B、C、D 四个电路中，电源电动势为 E，电阻为 r，定值电阻为 R0，当滑动变阻器 R 的滑片 P 从 a 向 b 滑动时，电压表示数将变大的电路是()BD在电路 A、B 中，当滑动变阻器 R 的滑片 P 从 a 向 b 滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小.对电路 A，电压表

4、测量的是路端电压，由于外电路电阻减小，使路端电压随之减小，不符合题意；对电路 B，电压表测量的是定值电阻 R0 两端的电压，由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大，则电压表示数将变大，符合题意；对电路 C，由于电压表位置的特殊性，其示数将不变；而电路 D，实际上可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器 R 的滑片 P 从 a 向 b 滑动时，电压表测量的电阻增加，则电压表示数将变大.3.断路引起的动态变化如图2 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，V 与 A 分别为电压表与电流表.初始时 S0 与S 均闭合，现将 S 断开，则()图 2A

5、.V 的读数变大，A 的读数变小B.V 的读数变大，A 的读数变大C.V 的读数变小，A 的读数变小D.V 的读数变小，A 的读数变大BS 断开，相当于总电阻变大，总电流减小，由 UEIr 知，路端电压增大，即电压表的读数变大，R3 两端的电压 U3EIrIR1，因总电流减小，则 U3 增大，R3 中的电流也增大，电流表的读数变大.电路动态分析的两种方法1.程序法：电路结构的变化R 的变化R总的变化I 总的变化U 端的变化固定支路并联分流I串联分压U变化支路.2.极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个去.考点二电路中的功率及效率问题1.电源的总功率(

6、1)任意电路：P 总IEIU 外IU 内P 出P 内.E22(2)纯电阻电路：PI (Rr).总Rr2.电源内部消耗的功率P 内I2rIU 内P 总P 出. 3.电源的输出功率(1)任意电路：P 出IUIEI2rP 总P 内.E2RE22(2)纯电阻电路：PI R.出RrRr224rR(3)纯电阻电路中输出功率随 R 的变化关系E2当 Rr 时，电源的输出功率最大为 Pm4r.当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越小.当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越大.当 P 出Pm 时，每个输出功率对应两个外电阻 R1 和 R2，且 R1R2r2.P 出与 R 的关系如图 3 所示.图 3

7、4.电源的效率P出U(1)任意电路： 100%E100%.P总 R 1 (2)纯电阻电路：100%100%1rRrR因此在纯电阻电路中 R 越大， 越大.思维深化当电源的输出功率最大时，效率也最大吗？当电源的输出功率最大时，效率并不是最大，只有 50%；当 R时，100%，但此时 P 出0，无实际意义.4.电源效率的分析有一个电动势为 3 V、内阻为 1 的电源.下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于 2 W，且使该电源的效率大于 50%的是(A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 C)5.最大功率问题(多选)如图 4 所示，R1 为定值电阻，R2 为变阻器，E 为电源电动势，r 为电源内电阻，

8、以下说法中正确的是()图 4当 R2R1r 时，R2 获得最大功率当 R1R2r 时，R1 获得最大功率当 R20 时，R1 上获得最大功率当 R20 时，电源的输出功率最大AC将 R1 等效为电源内阻，R2 上的功率为电源的输出功率，当外电阻变化时，电源的输出功率随外电阻的变化而变化，当外电阻等于内阻，即R2R1r时，输出功率最大，即R2 上的功率最大，故选项A 正确.对电路中的定值电阻 R1，电流最大时其功率最大，当外电阻 R20 时，电流最大，故选项 B 错误，C 正确.当外电阻等于内阻时，即 R1R2r 时，电源的输出功率最大，故选项D 错误.6.对功率图象的理解(多选)某同学将一直流

9、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 变化的图线画在了同一坐标系中，如图 5 中的 a、b、c 所示.以下判断正确的是()图 5A.在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点，这三点的纵坐标一定满足关系 PAPBPCB.b、c 图线的交点与 a、b 图线的交点的横坐标之比一定为 12，纵坐标之比一定为 14 C.电源的最大输出功率 Pm9 WD.电源的电动势 E3 V，内电阻 r1 ABD在 a、b 、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点，因为直流电源的总功率PE 等于输出功率 PR 和电源内部的发热功率 Pr 的和，所以

10、这三点的纵坐标一定满足关系 PAPBPC，所以 A 正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为 b、cE2图线的交点处的电流，此时电流的大小为 E ER 2r，功率的大小为4r，a、b 图线的交点表r示电源的总功率 PE 和电源内部的发热功率 Pr 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流E2E的大小为r ，功率的大小为 r ，所以横坐标之比为 12，纵坐标之比为 14，所以 B 正确；图线 c 表示电源的输出功率与电流的关系图线，很显然，最大输出功率小于 3 W，故 C 错误；当 I3 A 时，PR0，说明外电路短路，根据 PEEI 知电源的电动势 E3 V，内电阻 rEI1

11、 ，故 D 正确.对闭合电路功率的两点认识1.闭合电路是一个能量转化系统，电源将其他形式的能转化为电能.内、外电路将电能转化为其他形式的能，IEP 内P 外就是能量守恒定律在闭合电路中的体现.2.外电阻的阻值向接近内阻的阻值方向变化时，电源的输出功率变大.考点三 电源和电阻 UI 图象的比较图象上的特征物理意义电源 UI 图象电阻 UI 图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系思维深化对电源的 UI 图象若纵坐标上的取值不从零开始图象与纵轴的交点表示什么？与横轴的交点还表示短路电流吗？电源内阻如何计算？纵轴交点仍表示电源的电动势，而

12、横轴上的截距不表示短路电流，斜率的绝对值表示内阻 r.7.对电源 UI 图象的理解(多选)如图 6 所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是()图 6电源的电动势为 6.0 V电源的内阻为 12 电源的短路电流为 0.5 A电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 AD由于该电源的 UI 图象的纵轴坐标不是从零开始的，故纵轴上的截距仍为电源的电动势，即 E6.0 V，但横轴上的截距 0.5 A 不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即 r U|6.05.0 2 .由闭合电路欧姆定律电流 I0.3 A 时，外电阻 R| I0.50Er18 .故选项A、D 正确.I图线与坐

13、标轴交点与纵轴交点表示电源电动势 E，与横轴交点表示短路E电流r过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零图线上每一点坐标的乘积 UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的 U、I 比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大小内阻 r电阻大小8.两种 UI 图象的比较(多选)如图 7 所示的 UI 图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻 R 的 UI 图线，用该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路，由图象可知()图 7R 的阻值为 1.5 电源电动势为 3.0 V，内阻为 0.5 电源的输出功率

14、为 3.0 W电源内部消耗功率为 1.5 W AD由于电源的路端电压与电流的关系图线和电阻 R 的 UI 图线都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线的斜率的绝对值等于电源内阻，r1.5 ；电阻 R 的 UI 图线的斜率等于电阻 R 的阻值，R1.5 ，选项 A 正确，B 错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻 R 的 UI 图线交点坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为 PUI1.51.0 W1.5 W，选项 C 错误；由 EIPPr 解得电源内部消耗的功率为 PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，选项 D 正确.利用两种图象解题的基本方法利用电源的 UI 图象和电

15、阻的 UI 图象解题.无论电阻的 UI 图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的 UI 图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求.考点四含电容器电路的分析电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上.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，与电容器串联的电阻视为等势体.电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压.3.电容器所带电荷量的变化的计算：(1)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通

16、过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；(2)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.9.电容器的电压分析如图 8 所示，电源电动势 E12 V，内阻 r1，电阻 R15 ，R250 ，则()图 8开关S 断开时，A、B 两端电压等于零开关 S 闭合，电容器 C 充电后，电容器两极板间的电压等于 10 V开关 S 闭合，电容器 C 充电后，电容器两极板间的电压等于 12 V开关S 闭合，电容器 C 充电后，两极板间的电压与电容大小有关B开关 S 断开时，电阻R1 相当于一段导线，A、B两端电压等于电源电动势，选项 A错误；开关

17、S 闭合，电容器 C 充电后，电阻 R2 相当于一段导线，此时电容器两端电压为电阻 R1 两端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，电阻 R1 两端电压 U ER1 10 V，与电容器R1r电容的大小无关，选项 B 正确，C、D 错误.10.电容器的电荷量计算在如图 9 所示的电路中，R111 ，r1 ，R2R36 ，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器 C 带电荷量为 Q1；当开关 S 断开且电路稳定时，电容器 C 带电荷量为 Q2，则()图 9B.Q1Q231 D.Q1Q251A.Q1Q213C.Q1Q215 A当开关 S 闭合时，电容器两端电压等于 R2 两端的电压，U2ER2E，Q1EC；33

18、R1R2r当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，UE，Q2EC，所以 Q1Q213，选项 A 正确.11.电容器中的平衡问题如图 10 所示，电路中 R1、R2 均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 C 的极板水平放置，闭合开关 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间不动.如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能不动的是()图 10B.增大 R2 的阻值D.断开开关 SA.增大 R1 的阻值C.增大两板间的距离B增大 R1 的阻值，稳定后电容器两板间的电压升高，带电油滴所受电场力增大，将向上运动，A 错误.电路稳定后，电容器相当于断路，无电流通过电阻 R2，故 R2 两端无电压

19、，所以，增大 R2 的阻值，电容器两板间的电压不变，带电油滴仍处于状态，B 正确.增大两板间的距离，两板间的电压不变，电场强度减小，带电油滴所受电场力减小，将向下运动，C 错误.断开开关 S 后，两板间的电势差为零，带电油滴只受重力作用，将向下运动，D 错误.含电容器电路的分析技巧分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确判断和求出电容器两端的电压，其具体方法是：1.确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压.2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压.3.当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压等于电源电动势.练出高分基础巩固题组1

20、.将一电源电动势为 E，内电阻为 r 的电池与外电路连接，一个闭合电路，用 R 表示外电路电阻，I 表示电路的电流，下列说法正确的是( A.由 U 外IR 可知，外电压随 I 的增大而增大B.由 U 内Ir 可知，电源两端的电压随 I 的增大而增大)C.由 UEIr 可知，电源输出电压随输出电流 I 的增大而减小D.由 PIU 可知，电源的输出功率 P 随输出电流 I 的增大而增大C根据闭合电路欧姆定律 I E 知，外电路中电流 I 随外电阻 R 的变化而变化，所以Rr选项 A 错误；U 内Ir 是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项 B 错误；电源电动势 E 和内电阻 r 不变，由

21、UEIr 可知，电源输出电压随输出电流 I 的增大而减小，选项 C 正确；当 U 不变时，电源的输出功率 P 随输出电流 I 的增大而增大，选项D 错误.2.如图 1 所示，当开关 S 断开时，电压表示数为 3 V，当开关 S 闭合时，电压表示数为 1.8 V，则外电阻 R 与电源内阻 r 之比为()图 1A.53B.35C.23D.32 DS 断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E3 V.S 闭合时，U 外1.8 V，所以 U 内EU 外1.2 V.因 U 外IR，U 内Ir，所以 RrU 外U 内1.81.232.3.在图 2 所示的电路中，电阻 R1、R2、R3 的阻值相等，电池的

22、内阻不计.开关 S 闭合后流过R2 的电流是S 闭合前的()图 21211A.2B.3C.3D.4B设电源电动势为 E，R1R2R3R，当 S 闭合时，流过 R2 的电流 I2 E 1 E ；RR23R2当 S 断开时，流过 R2 的电流 I2 E ，所以I2 2，故选项B 正确.2R3I24.如图 3 所示，C 为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关 S，当滑动变阻器 R1、R2 的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器 C 两极板间的带电尘埃 P 恰好处于状态.要使尘埃 P 向下运动，下列方法中可行的是()图 3B.将 R2 的滑片向左移动D.将闭合的开关S 断开A.将 R1 的滑片向左移

23、动C.将 R2 的滑片向右移动B尘埃 P 受到重力和电场力而平衡，要使尘埃 P 向下，就要减小电场力，故要减小电容器两端的电压；电路稳定时，滑动变阻器 R1 无电流通过，两端电压为零，故改变 R1的电阻值无效果，故 A 错误；滑动变阻器 R2 处于分压状态，电容器两端电压等于滑动变阻器 R2 左半段的电压，故要减小滑动变阻器 R2 左半段的电阻值，滑动变阻器 R2 滑片应该向左移动，故 B 正确，C 错误；将闭合的开关 S 断开，电容器两端电压增大到等于电源电动势，故 P 向上，D 错误.5.电动势为 E、内阻为 r 的电源，当它和一标有“6 V3 W”的小灯泡闭合回路时，小灯泡恰好正常发光.

24、若该电源与一标有“6 V6 W”的小灯泡一闭合回路，该灯泡()A.正常发光C.比正常发光亮 BB.比正常发光暗D.因不知电源内阻的大小，故无法确定灯泡是否正常发光或者变亮、变暗，关键取决于实际功率.根据题意，当接“6 V3 W”的灯泡时，灯泡正常发光，此时灯泡的电阻为 12 ，两端电压为 6 V；当接“6 V6 W”灯泡时，灯泡的电阻为 6 ，相对于“6 V3 W”的灯泡而言，电阻变小，故电路中的电流变大，内电压变大，外电压变小，此时，灯泡两端的电压小于 6 V，故灯泡变暗.6.如图 4 所示的电路中，电源电动势为 E，内电阻为 r.开关 S 闭合后，电灯 L1、L2 均能发光.现将滑动变阻器

25、 R 的滑片 P 稍向上移动，下列说法正确的是()图 4B.电灯 L1 变亮，L2 变暗D.电源的总功率变小A.电灯 L1、L2 均变亮C.电流表的示数变小B将滑动变阻器 R 的滑片 P 稍向上移动，电流表的示数变大，电灯 L1 变亮，L2 变暗，电源的总功率变大，选项 B 正确，A、C、D 错误.7.如图 5 所示，直线 A 为电源的 UI 图线，直线 B 为电阻 R 的 UI 图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是()图 5A.4 W,8 WB.2 W,4 WC.4 W,6 WD.2 W,3 W C从题图中可知 E3 V，图线 A 和图线 B 的交点是电源和

26、电阻 R电路的工作点.因此 P 出UI4 W，P 总EI6 W.8.如图 6 所示，直线 A 为电源 a 的路端电压与电流的关系图线；直线 B 为电源 b 的路端电压与电流的关系图线；直线 C 为一个电阻 R 的两端电压与电流的关系图线.如果将这个电阻 R分别接到 a、b 两电源上，那么有()图 6A.R 接到 a 电源上，电源的效率较高B.R 接到 b 电源上，电源的输出功率较大C.R 接到 a 电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D.R 接到 b 电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高C由题图判断电源 a 的内阻大，在纯电阻电路中电源效率 R 100%，内阻越大，Rr效率越低；电源

27、的输出功率 PUI 对应图线交点坐标的乘积，电阻的发热功率与图线交点横坐标的平方成正比，只有 C 正确.9.(多选)直流电路如图 7 所示，当滑动变阻器滑片 P 向右滑动时，则()图 7B.电流表示数变小D.外电路消耗功率变小A.电压表示数变小 C.电源总功率变小BC当滑动变阻器滑片 P 向右滑动时，接入电路的电阻增大，外电阻变大，路端电压变大，A 错误；电路中的总电阻变大，干路电流 I 变小，B 正确；电源总功率 P 总EI 变小，C 正确；因不知内电阻和外电阻的大小关系，故外电路消耗功率无法判断，D 错误.10.如图 8 所示的电路，灯泡 L1 与 L2 完全相同，开关 S 闭合后，电压表

28、、 的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光.如果故障只有一个，则可能是()图 8 A.L1 短路 B.L1 断路 C.L2 短路 D.L2 断路D示数等于电源电压， 则说明电压表的两接线柱间含电源部分的电路bL1cdea 之间是连通的，且 aL2b 部分无短路现象，则选项 B、C 排除；选项A 和 D 都满足和的示数等于电源电压的要求，但由于电路故障只有一处，若 L1 短路，L2 完好，则 L2 应发光，与两个灯都不发光，故只有选项D 正确.能力题组11.(多选)如图 9 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 的关系图线，下列说法中正确的是()图 9路端电压都为 U0 时，它们的外电阻相等电流都是 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AC根据欧姆定律可知外电阻 R、路端电压 U 与电流 I 的关系为 RU，在 UI 图线中I甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，选项A 正确.图线与纵轴的交点为电源电动势，可知选项 C 正确.12.(多选)在如图 10 所示的电路中，电源的内阻为 r，现闭合开关 S，将滑片 P 向左移动一段距离后，下列结论正