新教材适用2024版高考物理一轮总复习第9章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及其应用课件

第九章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及其应用知识梳理·双基自测核心考点·重点突破名师讲坛·素养提升2年高考·1年模拟知识梳理·双基自测知识点1电源的电动势和内阻1．电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把____________的能转化成_________的装置。(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝___，单位：V。其他形式电势能(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把____________________________________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。2．内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫作电源的______，它是电源的另一重要参数。其他形式的能转化成电势能内阻知识点2闭合电路的欧姆定律1．闭合电路的欧姆定律(1)内容闭合电路里的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电阻之和成______。(2)公式①I＝___(只适用于纯电阻电路)；②E＝_________(适用于所有电路)。正比反比U外＋Ir2．路端电压与外电阻的关系增大E思考：(1)根据E＝U＋Ir画出电源的U－I图像？根据图线如何求电源的电动势和内阻？(2)最简单的闭合回路如图所示，推导出电源的输出功率的表达式？并求出电源的最大输出功率？一、堵点疏通1．电动势的方向即为电源内部电流的方向，由电源负极指向正极，电动势为矢量。(

)2．电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。(

)3．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。(

)4．外电阻越大，电源的输出功率越大。(

)5．电源的输出功率越大，电源的效率越高。(

)×√√××二、对点激活1．下列对电源电动势概念的描述，错误的是(

)A．电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小B．电动势的单位和电势差的单位相同，但电动势与电势差的意义不同C．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化D．1号干电池和7号干电池的组成材料是一样的，但1号干电池的尺寸较大，所以1号干电池的电动势就比7号干电池大D[解析]电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，故A正确，不符合题意；电动势的单位和电势差单位相同，但电动势与电势差是两个不同的物理量，它们的物理意义不同，故B正确，不符合题意；电动势是由电源本身性质决定的，同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化，故C正确，不符合题意；我们通常所说的1号干电池的尺寸比7号干电池的尺寸大，但电动势相同，故D错误，符合题意。2．(2023·湖北武汉模拟预测)闭合电路中电源的U－I图线如图所示，下列说法正确的是(

)A．路端电压为1V时，干路电流为5AB．电源短路时电流为无穷大C．电源电动势为1.5VD．电源内电阻为2ΩA3．用电动势为1.5V、内阻为1.0Ω的干电池5节串联，给一个“6.0V

0.6W”的用电器供电。(1)求该用电器的额定电流；(2)若要使该用电器在额定电压下工作，电路中还需要串联一个阻值多大的电阻？(提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。)[答案]

(1)0.1A

(2)10Ω核心考点·重点突破考点一闭合电路的动态分析1．动态分析特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小导致电路电压、电流、功率等的变化。2．电路动态分析的方法(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。(2)极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。(3)特殊值法对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。(4)“串反并同”结论法①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。(2023·海南模拟预测)如图所示的电路中，R0是定值电阻，R1是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表、电压表均为理想电表。闭合电路使L发光后，将滑动变阻器的滑片向下滑动，则(

)A．A的示数增大，L变暗B．A的示数变小，L变亮C．V1的示数增大，L变亮D．V2的示数增大，L变暗例1A[解析]根据题意，将滑动变阻器的滑片向下滑动，则R1减小，闭合回路中的总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，电流表A的示数变大，电压表V2的示数减小，根据欧姆定律可知，R0两端电压增大，即电压表V1示数增大，则灯泡L两端的电压减小，则L变暗，故BCD错误，A正确。电路动态分析的一般步骤名师点拨(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化。(4)由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。〔变式训练1〕

(2023·浙江丽水第二高级中学高三阶段练习)如图所示的电路图，电流表、电压表是理想电表，电阻R0是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，电动机的内阻为r0；当合上开关，增大电阻箱R的阻值时，电流表和电压表的数值变化量分别为ΔI、ΔU，下列说法正确的是(

)A．电压表的示数减小B．电流表的示数增大D考点二电路中的功率及效率问题1．电源的总功率P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。(5)P出与R的关系如图所示。(2023·安徽高三月考)如图所示，已知电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω。求：(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值；(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值；(3)若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值；例2(4)电源的最大输出功率。〔变式训练2〕

(多选)(2023·河北高三月考)在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时，则()A．A灯变亮B．B灯变亮C．电源的输出功率减小D．电源的工作效率增大AD考点三对电源的U－I图像的理解(2023·江苏模拟预测)在如图所示的U－I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知(

)A．电源的输出功率为6.0WB．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为66.7%C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻因发热损耗功率为3.0WD．用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率可能增大例3B〔变式训练3〕如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，下列说法不正确的是(

)A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2C．电源1和电源2的内阻之比是11∶7D．电源1和电源2的电动势之比是1∶1A考点四含电容器电路的分析1．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。2．电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器直接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，与电容器直接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。

(2023·广东高三专题练习)如图所示，平行板电容器中有一带电液滴处于静止状态，电压表为理想电表，现将滑动变阻器R2的滑片P缓慢向上端滑动，在液滴未打到极板前，下列说法正确的是(

)A．电容器中电场强度将增大B．电容器所带的电荷量将增加C．流经R1的电流减小，电压表读数增大D．液滴带负电，电场力做负功，电势能增大例4D[解析]滑片P向上滑动，R2的电阻变小，总电阻变小，通过R1的电流变大，电源内部电压变大，路端电压变小，C选项错误；根据电路结构，电容器两极板的电压变小，所以电容器中的电场强度将变小，两极板所带的电荷量也变小，所以AB错误；由于电容器中电场强度变小，电荷受到电场力变小，电荷将向下运动，由电荷处于平衡状态和电荷向下运动可知：电荷带负电，电场力做负功，电势能增大，D选项正确。〔变式训练4〕

(2022·新疆乌鲁木齐月考)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，电阻R1＝R2＝R3＝r，电容器电容为C，当开关S由接a换到接b且电路达到稳定的过程中，通过R3的电荷量是(

)C名师讲坛·素养提升电路故障分析问题电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：1．仪表检测法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。(3)欧姆表检测：当电阻测量值很大时，表示该处断路；当电阻测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法。(2023·重庆市育才中学高三开学考试)某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由于某一用电器引起的，则可能的故障是(

)A．RP断路 B.R2断路C．R1短路 D.R3短路例5[解析]若R3短路则电压表V1、V2示数为零；若Rp断路，则电压表V2示数为零，V1示数不为零，电压表示数不相同；若R1短路，V1测滑动变阻器和R2串联总电压，V2测R2两端电压，两电压表示数不相同；若R2断路，两电压表均测R3电压，电压表示数相同，ACD错误，B正确。B2年高考·1年模拟1.(2023·北京模拟预测)用如图所示的电路，测一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据做出如图所示的U－I图像，下列说法正确的是(

)A．电池的内阻为2.9ΩB．电源的电动势为1.50VC．外电路短路时的电流为0.50AD．当减小滑动变阻器阻值时，电源效率变小D2．(多选)(2023·安徽省桐城中学高三阶段练习)将一电源与电阻箱R、定值电阻R0连接成闭合回路(甲)，并且R0＝2Ω，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图(乙)所示，由此可知()A．电阻箱R＝1Ω时，定值电阻R0功率取得最大值B．电源内阻一定等于5ΩC．电源电动势为30VD．电