【红对勾】高考物理 闭合电路欧姆定律课件

课时2闭合电路欧姆定律知识点一电动势——知识回顾——1．电路的组成：闭合电路是由两部分组成，一部分是电源外部的电路，叫外电路；另一部分是电源内部的电路，叫内电路．2．电源：使导体两端存在持续电压，将其他形式的能转化为电能的装置．(2)单位：

．(3)物理意义：表示电源把其他形式的能转化为

本领大小的物理量．电动势大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领大；电动势小，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领小．电动势在数值上等于电路中通过1库仑电荷量时电源所提供的电能．伏特(V)电能(4)电动势的方向电动势虽是

，但为了研究电路中电势分布的需要，我们规定由负极经电源内部指向

的方向(即电势升高的方向)为电动势的方向．(5)电动势的决定因素电源的电动势仅由电源本身的物质构成决定，与工作物质的多少或由其决定的电源的体积大小无关(由若干个单位电源串联而得到的体积较大的组合电源除外)．标量正极——要点深化——1．电动势不是电压，电动势等于非静电力移送单位电荷量所做的功，反映其他形式的能转化为电能的本领，可以区别不同电源移送相同电荷时做功本领不同．2．电压即电势差，它表现在电路两点间形成电场，电场力推动电荷做功，完成的是由电能向其它形式能的转化过程，从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的物理量．3．电源的内阻把电源接入电路就形成闭合电路．电源外部的电路叫外电路，电源内部的电路叫做内电路．内电路所具有的电阻叫做内电阻，亦即电源的内阻，符号为r.电流通过内电路时受到内阻的阻碍作用，要产生热量致使电源发热，电流过大可以烧坏电源．——基础自测——关于电动势，下列说法中正确的是()A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多解析：电源是将其他能量转化为电能的装置，在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加，因此选项A正确．电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C正确．答案：AC知识点二闭合电路欧姆定律——知识回顾——1．内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟

成反比．2．公式：

，常用表达式为E＝IR＋Ir＝U＋U′；U＝

.3．意义：描述了包含电源在内的全电路中，电流与电动势以及电路总电阻之间的定量关系．闭合电路的总电阻E－Ir2．路路端电电压U与电流流I的关系系(1)因为为U＝E－Ir，一般般认为为电源源的电电动势势E和内阻阻r一定时时，其其关系系满足足一次次函数数，图图线为为图1所示示．图1(2)直线线斜率率的绝绝对值值为电电源内内阻r，纵轴轴的截截距为为电源源的电电动势势E，横轴轴的截截距为为短路路电流流I短．(3)路端端电压压U随电流流I变化的的本质质原因因是由由于电电源内内阻的的存在在．(4)图线线上每每一点点坐标标的乘乘积IU为电源源的输输出功功率．．——基基础自自测———如图2所示示，是是测定定两个个电源源的电电动势势和内内阻实实验得得到的的电流流和路路端电电压A．当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2B．当I1＝I2时，外电阻R1＝R2C．当U1＝U2时，电源输出功率P出1<P出2D．当U1＝U2时，内电阻消耗的功率P内1<P内2图2答案：：ACD知识点点三闭合电电路中中的能能量——知知识回回顾———1．电电源的的总功功率：：指电电源提提供的的全部部电功功率．．公式式为：：P总＝.2．电电源的的输出出功率率：指指电源源提供供给外外电路路的功功率．．公式式为：：P出＝.3．电源的的内部发热热功率：指指电源内阻阻消耗的功功率．公式式为：P内＝.IEIUI2r4．用电器器的额定功功率：指用用电器在正正常工作条条件下(即即电压下)的的功率．公公式为：P额＝U额I额．5．用电器器的实际功功率：指用用电器在实实际电压下下消耗的功功率．公式式为：P实＝U实I实．6．输电线线上损失的的功率：额定I2R线(2)电压压形式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir.它表明电电源电动势势在量值上上等于电路路中内、外外电压之和和，此形式式对外电路路无要求．．(3)能量量形式：Eq＝qU外＋qU内．它反映出移移动单位电电荷的过程程中，非静静电力做功功与电场力力做功量值值相等，即即其他形式式的能量转转化为电能能，再由电电能转化为为电阻R及r上的内能．．转化过程程中，能量量守恒得到到体现．(4)功率率形式：IE＝IU外＋IU内或IE＝IU＋I2r.——基础自自测——如图3所示示，已知电电源内阻r＝2Ω，，定值电阻阻R1＝0.5ΩΩ.求：：(1)当滑滑动变阻器器的阻值R2为多大时，，电阻R1消耗的功率率最大？(2)当变变阻器的阻阻值为多大大时，变阻阻器消耗的的功率最大大？(3)当变变阻器的阻阻值为多大大时，电源源输出功率率最大？图3答案：(1)0'(2)2.5ΩΩ'(3)1.5ΩΩ题型一闭合电路的的动态分析析[例1]如如图4所所示的电路路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电电阻，R5为可变电阻阻，电源的的电动势为为E，内阻为r.设电流表表A的读数数为I，电压表V的读数为为U.当R5滑动触头向向图中a端移时()图4A．I变大，U变小B．I变大，U变大C．I变小，U变大D．I变小，U变小[解析]由图可知R5与R2、R4为两个并联联支路．当当R5支路电阻变变小(滑动动触头向a端移动时)，则并联联电阻变小小，则电路路总电阻变变小，故干干路电流增增大，则路路端电压(V表示数数)变小，，又因为UR1、RR3的电压增大大，故Uab减小，故IR2(或IR4)减小，则则A表示数数减小，即即D项正确确．[答案]D题后反思动态问题的的分析一定定要掌握分分析的顺序序，一般由由局部(R的变化)→全局(I总、U端的变化)→局部(U分、I分的变化)来来推理，注注意干路中中的电流大大小是连接接内、外电电路的桥梁梁．变式1—1(2009·广东高高考)如图5所示示，电动势势为E、内阻不计计的电源与与三个灯泡泡和三个电电阻相接．．只合上开开关S1，三个灯泡泡都能正常常工作．如如果再合上上S2，则下列表表述正确的的是()A．电源输输出功率减减小B．L1上消耗的功功率增大C．通过R1上的电流流增大D．通过过R3上的电流流增大图5答案：C题型二含容电路路的分析析与计算算[例2]如图6所所示的电电路中，，两平行行金属板板A、B水平放置置，两板板间的距距离d＝40cm.电源电电动势E＝24V，内内电阻r＝1ΩΩ，电阻阻R＝15ΩΩ.闭闭合开关关S，待电路路稳定后后，将一一带正电电的小球球从B板小孔以以初速度度v0＝4m/s竖竖直向上上射入板板间．图6若小球带带电量为为q＝1×10－2C，质量量为m＝2×10－2kg，不不考虑空空气阻力力．那么么，滑动动变阻器器接入电电路的阻阻值为多多大时，，小球恰恰能到达达A板？此时时，电源源的输出出功率是是多大？？(取g＝10m/s2)[答案]8Ω23W题后反思思解答这一一类题目目，除了了要理解解电学中中有关概概念和基基本规律律外，解解题的关关键还是是在力学学上，变式2——1(2010·安安徽高考考)如图7所所示，M、N是平行板板电容器器的两个个极板，，R0为定值电电阻，R1、R2为可调电电阻，用用绝缘细细线将质质量为m、带正电电的小球球悬于电电容器内内部．闭闭合电键键S，小小球静止止时受到到悬线的的拉力为为F.调节R1、R2，关于F的大小判判断正确确的是()图7A.保保持R1不变，缓缓慢增大大R2时，F将变大B.保保持R1不变，缓缓慢增大大R2时，F将变小C.保保持R2不变，缓缓慢增大大R1时，F将变大D.保保持R2不变，缓缓慢增大大R1时，F将变小答案：B题型三闭合电路中的的功率问题[例3]三三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分分别为1.5V、1.5V和2.5V，，它们的额定定电流都为0.3A．．若将它们连连接成如图8(a)、(b)所示电电路，且灯泡泡都正常发光光．图8(1)试求图图(a)所示示电路的总电电流和电阻R2消耗的电功率率；(2)分别计计算两电路电电源提供的电电功率，并说说明哪个电路路更节能．[分析]由灯泡的额定定电流即可求求出总电流，，由闭合电路路的欧姆定律律可求出电源源的路端电压压，与L3两端电压相减减即可得出R2两端电压，从从而求出R2消耗的电功率率．电源提供供的电功率由由公式P总＝IE可求得．[解析](1)由题意意可知，在图图8(a)所所示的电路中中：电路中的总电电流I总＝IL1＋IL2＋IL3＝0.9AU电路＝E－I总r＝2.55V，UR2＝U电路－UL3＝0.05V，IR2＝I总＝0.9A；电阻R2消耗的电功率率PR2＝IR2UR2＝0.045W.(2)图8(a)所示电电路电源提供供的电功率P总＝I总E＝0.9×3W＝2.7W图8(b)所所示电路电源源提供的电功功率P总′＝I总′E′＝0.3××6W＝1.8W由于灯泡都正正常发光，两两电路有用功功率相等，而而P总′＜P总，所以，图(b)所示电电路比图(a)所示电路路节能．[答案](1)0.9A0.045W(2)2.7W1.8W图图(b)题后反思(1)本题涉涉及到闭合回回路的功率问问题．首先要要从概念上区区分电源总功功率P＝EI、电源输出功功率P出＝U路I及电源内阻热热功率P内＝I2r；其次要注意意它们的联系系EI＝U路I＋I2r.(2)定值电电阻由于电阻阻阻值不变，，所以其电功功率随其两端端电压或通过过它的电流的的增大而增大大，在一个具具体电路中，，其电功率最最大的条件容容易找到，但但对于一个可可变电阻，其其阻值变大(或变小)时时通过它的电电流往往减小小(或变大)，其电功率率大小的变化化及最大功率率的条件不易易做出判定，，往往运用“等效电源”法．变式3—1如如图9甲所所示电路，当当变阻器的滑滑动片从一端端滑到另一端端的过程中两两电压表的读读数随电流表表读数的变化化情况如图乙乙中的AC、BC两直线所示，，不考虑电表表对电路的影影响．图9(1)电压表表V1、V2的示数随电流流表示数的变变化图象应分分别为U—I图象中哪一条条直线？(2)定值电电阻R0、变阻器的总总电阻分别为为多少？(3)试求出出电源的电动动势和内阻．．(4)变阻器器滑动片从一一端滑到另一一端的过程中中，变阻器消消耗的最大电电功率为多少少？(3)由闭合合电路欧姆定定律表达式E＝U＋Ir得E＝7.5＋0.5r①E＝6＋2.0r②由①②得：E＝8V，r＝1Ω答案：(1)BC、AC(2)3ΩΩ12ΩΩ(3)8V1Ω(4)4W1．(2010··新课标全国国卷)电源的效率η定义为外电路路电阻消耗的的功率与电源源的总功率之之比．在测电电源电动势和和内电阻的实实验中得到的的实验图线如如图10所示示，图中U为路端电压，，I为干路电流，，a、b为图线上的两两点，相应状状态下电源的的效率分别为为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为()图10答案：D2．电动势为为E、内阻为r的电源与定值值电阻R1、R2及滑动变阻器器R连接成如图11所示的电电路，当滑动动变阻器的触触头由中点滑滑向b端时，下列说说法正确的是是()A．电压表和和电流表读数数都增大B．电压表和和电流表读数数都减小C．电压表读读数增大，电电流表读数减减小D．电压表读读数减小，电电流表读数增增大图11解析：滑动变阻器触触头向b端滑动时，本本身电阻增大大，外电阻增增大，总电流流减小，内电电压减小，则则外电压增大大，即电压表表示数增大，，R1上电压减小，，所以并联部部分电压增大大，则R2上电流增大，，所以电流表表读数增大，，综上得正确确选项为A.答案：A3．某同学设设计了一个转转向灯电路(如图12)，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右右转向灯，S为单刀双掷开开关，E为电源．当S置于位置1时时，以下判断断正确的是()A．L的功率小于额额定功率B．L1亮，其功率等等于额定功率率C．L2亮，其功率等等于额定功率率D．含L支路的总功率率较另一支路路的大图12解析：当S接1时，