第2讲　电源　闭合电路的欧姆定律

正电荷负极正极电能电阻正比反比增大E0情景创设

1．如图甲所示为某款手机电池的标签。2．如图乙所示为研究路端电压的电路图。微点判断

(1)图甲中电池的电动势是3.8V，它转化电能的本领比一节干电池的大。

()(2)图甲中电池的容量是3000mA·h，电池的容量大小反映了电池储存电荷的能力大小。

()(3)电动势就是电源两极间的电压。

()(4)非静电力做的功越多，电动势就越大。

()(5)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。

()(6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。

()(7)电源短路时，电源的输出功率最大。

()(8)电源断路时，路端电压等于电源电动势。

()(9)电源的输出功率越大，电源的效率越高。

()√√××√××√×提能点(一)电阻的串、并联(自练通关)

点点通

1．[串联电路的分析]如图所示，a、b、c为同种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是

(

)A．V1的示数是V2的2倍 B．V1的示数是V3的2倍C．V2的示数是V1的2倍

D．V2的示数是V3的2倍答案：A

2．[并联电路的分析]如图所示电路中，电压U保持不变，当开关S断开时，理想电流表的示数为0.6A；当开关S闭合时，理想电流表的示数为0.9A，则两电阻阻值之比R1∶R2为

(

)A．1∶2 B．2∶1C．2∶3 D．3∶2答案：A

3．[混联电路的分析](2022·江苏高考)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，电源电动势E＝12V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是

(

)A．R1 B．R2

C．R3 D．R4答案：A

一站过

1．串、并联电路的电压、电流、电阻关系对比续表提能点(二)电源的U-I图像(题点精研)研微点1．[电源的U-I图像的理解及应用](多选)下图是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是

(

)A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电源的短路电流为0.5AD．电流为0.3A时的外电阻是18Ω答案：AD(2)(多选)在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。由图像可知

(

)A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为2WD．电源的效率为66.7%对点清电源与电阻的U-I图像的对比

电源U-I图像电阻U-I图像图形图像表述的物理量间的变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系续表提能点(三)闭合电路的动态分析(题点精研)研微点1．[一般电路的动态分析]在如图所示的电路中，A、B为相同的两个灯泡，当变阻器的滑片向D端滑动时

(

)A．A灯变亮，B灯变亮 B．A灯变亮，B灯变暗C．A灯变暗，B灯变暗

D．A灯变暗，B灯变亮解析：当滑片向D端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知总电流变大，内电压变大，所以路端电压变小，可知A灯变暗；再据干路电流变大，灯A电流变小，所以电源右侧电路的电流变大，电阻R上的电流变大，所以分压变大，但是路端电压减小，所以B灯和滑动变阻器上的电压变小，所以B灯变暗，故C正确，A、B、D错误。答案：C

2．[含热敏、光敏电阻电路的动态分析]如图所示的电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)，电压表、电流表为理想电表。闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强

(

)A．电流表示数逐渐减小B．电压表示数逐渐增大C．灯泡L1逐渐变暗D．外电路消耗的总功率逐渐增大解析：光照强度逐渐增强，光敏电阻阻值减小，电路的总电阻减小，电路中总电流增大，A错误；由U＝E－Ir知，路端电压减小，又L2两端电压增大，则L1两端电压减小，L1逐渐变暗，故B错误，C正确；光敏电阻的阻值减小，外电阻减小，外电阻大小无法与电源内阻大小比较，所以无法确定外电路消耗总功率的变化情况，故D错误。答案：C

答案：AD对点清一般电路动态分析的三种方法(1)程序法(2)结论法用口诀表述为“串反并同”：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、消耗的电功率都将减小，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、消耗的电功率都将增大，反之则减小。(3)极限法因滑动变阻器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，让电阻最大或电阻为零进行讨论。2．含热敏、光敏电阻电路动态分析的三点提醒(1)明确热敏电阻的阻值随温度变化的特点，弄清题目中的温度变化方向，从而判定热敏电阻的阻值变化情况；(2)明确光敏电阻的阻值随光照强度变化的特点，弄清题目中的光照强度变化方向，从而判定光敏电阻的阻值变化情况；(3)在明确了热敏、光敏电阻的阻值变化情况下，对电路的分析思路与一般电路的动态分析思路相同。3．含容电路动态分析的三个步骤第一步理清电路的串、并联关系第二步确定电容器两极板间的电压。在电容器充电和放电的过程中，欧姆定律等电路规律不适用，但对于充电或放电完毕的电路，电容器的存在与否不再影响原电路，电容器接在某一支路两端，可根据欧姆定律及串、并联规律求解该支路两端的电压U第三步分析电容器所带的电荷量。针对某一状态，根据Q＝CU，由电容器两端的电压U求电容器所带的电荷量Q，由电路规律分析两极板电势的高低，高电势板带正电，低电势板带负电提能点(四)电路故障分析(活化思维)1．电路故障的特点(1)断路特点：路端电压不为零而电流为零。(2)短路特点：有电流通过电路，但用电器或电阻两端电压为零。2．电路故障的分析方法(1)假设法分析电路故障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，运用相关规律进行正向推理，若推理结果与题述现象不相符，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述现象相符，则故障可能发生在这部分电路。逐一假设、推理，直到找出发生故障的全部可能情况为止。(2)仪器检测法分析电路故障检测方法判断结果电压表检测(1)如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段有短路(2)如果电压表示数等于电源的电动势，则说明在并联路段有断路，这时可以通过缩小并联路段的范围，最终找到断路的位置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欧姆表检测当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，被检测元件应从电路中拆下来考查角度(一)假设法分析电路故障[例1]如图所示的电路中，闭合开关S，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是

(

)A．R1断路 B．R2断路C．R3短路

D．R4短路[解析]等效电路图如图所示。若R1断路，总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，ab部分电压变小，L1两端电压变大，L1变亮，ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流变小，通过L2、电流表的电流都变小，故A正确。若R2断路，总电阻变大，总电流变小，ac部分电路结构没变，R1、L1中电流都变小，与题意相矛盾，故B错误。若R3短路或R4短路，总电阻变小，总电流变大，电流表中电流变大，与题意相矛盾，C、D错误。[答案]

A考查角度(二)仪器检测法分析电路故障[例2]二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)。为了验证二极管的这一特性，将其接入如图所示电路cd之间的D处，闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作

操作步骤现象1S闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接a，黑表笔分别接b、c、d、e示数分别为0、0、6V、6V2S闭合，断开导线bc的c端，用c端分别接d、e、f灯泡均亮3S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接c，黑表笔接d指针有大角度偏转4S断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接d，黑表笔接c指针有微小偏转由此可判断

(

)A．同学1的操作说明故障在a、b之间B．同学2的操作说明故障在b、c之间C．根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D．根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开[解析]

同学1的操作结果中，电压为零的点为b、c，黑表笔与电源是断开的，电压为6V的点d、e与电源是相通的，说明故障只在c、d之间，选项A错误；同学2的操作结果与同学1相同，选项B错误；同学3的操作说明二极管的正极接在d点，被反接了，结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项C正确；由于二极管正、负极接错，同学4的操作测定的是二极管的反向电阻，应该很大，并不能表明二极管已损坏断开，选项D错误。[答案]

C提能点(五)闭合电路的功率及效率问题(题点精研)1．闭合电路的功率和效率续表考查角度(一)闭合电路功