高考物理一轮复习学案27闭合回路欧姆定律

闭合电路欧姆定律学习目标：1.理解和掌握闭合电路欧姆定律。2.会利用闭合电路欧姆定律处理有关功率、动态分析、含容电路和故障分析等问题。考点一闭合电路欧姆定律及功率问题情境一、如图所示为闭合电路的组成(纯电阻电路)问题1、在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？问题2、若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内电源非静电力做功多少？内外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？问题3、闭合电路的电流I与电动势E，外电阻R和内电阻r的关系怎样？情境二、按照下面电路图连接好电路，根据闭合电路欧姆定律分析以下问题问题1、当外电阻增大时，电路中的电流怎么变化，路端电压怎么变化？当外电阻减小时，电流怎么变化，路端电压怎么变化？问题2、根据闭合电路欧姆定律变形U＝E－Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，作出U与I关系的函数图象，并思考以下问题。外电路断开的状态对应于图中的哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系?

（2）电源短路的状态对应于图中的哪个点？怎样读出这时电流的大小?

（3）电动势E和内阻r的大小对图像有什么影响？情境三、如图所示，电源电动势E＝3V，内阻r＝3Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，思考以下问题并总结电源的输出功率与外电路电阻的关系问题1、当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？问题2、当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？问题3、当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？问题4、三种情况下，电源的效率分别为多大？结合下面表格总结电源的输出功率与外电路电阻的关系。电源总功率任意电路：P总＝EI＝P出＋P内纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)电源内部消耗的功率P内＝I2r＝P总－P出电源的输出功率任意电路：P出＝UI＝P总－P内纯电阻电路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%纯电阻电路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%由P出与外电阻R的关系图像可知：(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝。(2)当R＞r时，随着R的增大输出功率越来。(3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越。(4)当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。（补充）等效电源：把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下：(1)两点间断路时的电压等效为电动势E′.(2)两点短路时的电流为等效短路电流I短′，等效内电阻r′＝eq\f(E′,I短′).常见电路等效电源如下：考向1闭合电路伏安特性曲线1．在如图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线为某一小灯泡的伏安特性曲线，曲线与直线的交点坐标为，该点的切线与横轴的交点坐标为，用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路，由图像可知（）A．电源电动势为B．电源内阻为C．小灯泡接入电源时的电阻为D．小灯泡实际消耗的电功率为考向2闭合电路的功率问题2．闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是（）A．电源的电动势为B．电源的内阻为C．曲线A的最大功率为D．外电阻取时外电阻的功率是外电阻取时外电阻的功率的3．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器接入电路的有效阻值为Rp，已知定值电阻R0为4Ω，R为8Ω，滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rp的关系如右图所示，下列说法正确的是（）A．电源的电动势E=4VB．电源的内阻r=2ΩC．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，R消耗的功率先增大后减小D．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，电源的输出功率一直增大考点二电路的动态分析问题情境四、如图所示电路,电源内阻不可忽略，问题1、试分析电路中各元件的连接方式？问题2、开若关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑片向下滑动，电阻中的总电阻如何变化？通过电阻R0和R1的电流分别如何变化？电流表和电压表的示数如何变化？电路动态分析的方法：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。考向1电路的动态分析问题4．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电压表示数为U，电流表示数为I，电表均为理想电表，在滑动变阻器的滑片P由b端滑到a端的过程中，下列说法正确的是（）

A．U先变大后变小 B．I先变小后变大C．U与I比值先变大后变小 D．电源内部消耗的功率先减小后增大5．在如图所示电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，，滑动变阻器的取值范围为0～，所打电表均为理想电表。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表、电压表、电流表A示数的变化量分別为、、。下列说法正确的是（）A．大于B．不变，增大C．考向2生活科技中的电路动态分析6．交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器的电阻值R随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均可视为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（）A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．酒精气体浓度越大，电源的效率越低C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越小D．电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值之比变小7．其兴建小组利用压敏电阻制作一台电子秤，其内部电路如图所示，是保护电阻，是调零电阻，压敏电阻值R随压力F变化规律为（k、C为常量，）。现对电流表的刻度盘进行改装，使得电流表满偏时对应的物体质量为零，则（）A．刻度盘标注的质量刻度均匀B．若使用前质量示数大于零，应将的滑片向右滑动C．电子秤的示数越大，电源的总功率越大D．若电池的内阻增大，但仍能调零，则称量值仍准确考向3含容电路动态分析8．如图，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，电容器的电容为C，现将滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动，电压表示数变化量的绝对值分别为、，电流表示数变化量的绝对值为，已知，滑动变阻器的最大阻值大于r，下列说法正确的是（）A．、示数增大，A的示数减小B．、、A的示数均增大C．两端电压增大D．电容器增加的电荷量为9．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1、滑动变阻器R2，电压表和电流表可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器的滑片向b端移动，下列说法正确的是（）A．电流表的示数变小B．电流表的示数变小C．油滴将向下运动D．电流表，的示数分别为，，电压表的示数为U，则有10．如图所示，电源电动势E=12V，内阻不计，定值电阻R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω。M点和N点之间接有定值电阻R5和水平放置的理想平行板电容器，电容器的电容C=0.5F。第一次将电阻箱的阻值调为R4=2Ω，第二次将电阻箱的阻值调为。下列说法正确的是（）A．第一次，M点的电势低于N点的电势C．电阻箱的阻值改变的过程中，通过电阻R5D．电阻箱的阻值改变前后，电路消耗的电功率之比为11:14考点三故障分析1．电路故障一般是短路或断路，其特点如下：(1)短路状态的特点：有电流通过电路而两端电压为零。(2)断路状态的特点：电源路端电压不为零而电流为零。2．利用电流表、电压表判断电路故障的方法常见故障故障解读原因分析正常无示数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表故障原因可能是：a．电压表损坏；b．电压表接触不良；c．与电压表并联的用电器短路正常无示数“电压表有示数”表明电压表有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表故障原因可能是：a．电流表短路；b．和电压表并联的用电器断路均无示数“两表均无示数”表明无电流通过两表除了两表同时被短路外，可能是干路断路导致无电流考向电路故障分析11．连接如图所示的电路，闭合电键S后，从a向b移动滑动变阻器R的滑片，发现“小灯泡一直不发光，电压表的示数逐渐增大”，电路的故障可能为（）A．小灯泡短路 B．小灯泡断路C．电流表断路 D．滑动变阻器短