高考物理一轮复习第九章第2节闭合电路的欧姆定律及其应用课件

第2节闭合电路的欧姆定律及其应用一、电源的特征量(电动势和内阻)电能1.电源：把其他形式的能转化为________的装置.2.电动势：等于外电路断开时_______两端的电压.电动势用E表示，单位是伏特(V).电源(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为________的本领大小的物理量.电能(2)大小：数值上等于非静电力移送1C正电荷在电源内从负极至正极所做的________.功

3.电源的内阻：电源内部电路的电阻.电源向外供电时，电源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部电阻消耗电能，把电能转化为内能.电动势与电压的区别及联系

(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源电动势和电路参数有关.

(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动1C正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能.(3)两者之间的联系：电路闭合时，E＝U内＋U外；电路断开时，E＝U外.二、闭合电路的欧姆定律正比反比

1.内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成_______，跟内、外电路的电阻之和成________.2.公式：I＝

ER＋r(只适用于纯电阻电路)；E＝U内＋U外也可以写成U外＝E－Ir(适用于任何电路).3.路端电压与外电阻的关系：增大EE r【基础自测】1.判断下列题目的正误.)(1)当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势.((2)电源非静电力做的功越多，电动势就越大.((3)闭合电路中外电阻越大，其路端电压越大.())(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大.()(5)电源的输出功率越大，电源的效率就越高.()答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

2.一太阳能电池板，测得它的开路电压(电动势)为800mV，短路电流为40mA，若将该电池板与一阻值为60Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A.0.10VB.0.20VC.0.40VD.0.60V答案：D

3.(2022年上海二模)如图9-2-1，甲、乙电路中电源完全相同，外电阻R1的阻值大于R2.在外电阻R1、R2

通过相同电荷量的过程中，甲、乙电路中电源内部产生的热量分别为Q甲、Q乙，外电阻)乙R1、R2上产生的热量分别为Q1、Q2，则(

甲

图9-2-1A.Q甲＝Q乙B.Q甲＞Q乙

C.Q1＝Q2D.Q1＞Q2

答案：D

4.(多选)如图9-2-2，将一额定电压约1.5V、额定电流约10mA的LED灯接在总电动势约2.5V的自制柠檬电池组两端，LED灯正常发光，则()图9-2-2A.柠檬电池组的内电阻约为100ΩB.柠檬电池组的内电阻约为1000Ω0.5W”的小灯0.5W”的小灯

C.如果在电路中给LED灯串联一只“1V泡，两灯都不发光

D.如果在电路中给LED灯串联一只“1V泡，LED灯亮度几乎不变

答案：AD热点1闭合电路的功率及效率[热点归纳](续表)

【典题1】(多选，2023年山东威海月考)如图

9-2-3甲所示，电源电动势E＝6V，内阻为r，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙、丙、丁所示.图乙描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图丙描述路端电压随电流的变化规律，图丙描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计.则下列说法正确的是()甲乙丙丁

图9-2-3A.电源的内阻r为2ΩB.滑动变阻器最大阻值6ΩC.图乙上b点的坐标(3V，4.5W)D.图丙上a点的坐标(0.6A，4.8V)解析：由题图丙可知，当路端电压为0时，电路中的电流为解得U＝3V，故图乙上b点的坐标为(3V，4.5W)，C正确.路端电压U＝E－Ir，当电流I最小时，即滑动变阻器的阻值全部接入电路时，路端电压最大，由闭合电路欧姆定律得I＝

ERm＋r＝0.6A，路端电压U＝4.8V，图丙上a点的坐标为(0.6A，4.8V)，D正确.

答案：ACD

【迁移拓展1】如图

9-2-4甲所示，R为电阻箱，A为理想电流表，电源的电动势为E，内阻为r.图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0

分别对应电流I1、I2，外电

)乙路电阻R1、R2.下列关系式中正确的是(

甲

图9-2-4解析：由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，输出功率为P＝UI代入整理可得R1R2＝r2，C、D错误.

答案：B图像类型电源U-I图像电阻U-I图像图像物理意义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热点2两类U-I图像的比较与应用[热点归纳]两种图像的比较.图像类型电源U-I图像电阻U-I图像截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源

E短路电流I短＝

r过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率(续表)图像类型电源U-I图像电阻U-I图像坐标U、I的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，表示此电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r外电阻大小(续表)B.电源内电阻为Ω【典题2】如图

9-2-5所示为某一电源的U-I图线，由图可知(

)A.电源电动势为2V

图9-2-5C.电源短路时电流为6AD.电路路端电压为1V时，电路中电流为2.5A

解析：根据U＝E－Ir，并结合图像知，当I＝0时，E＝2V，A正确.该

U­I图线斜率的绝对值表示电源内电阻的大小

r＝

答案：A思路导引从图像上直接读出电动势，根据直线斜率计算电源内阻，应用闭合电路欧姆定律判断C、D选项.【迁移拓展2】(多选)图

9-2-6甲为某电源的U-I图线，图乙为某小灯泡的U-I图线，则下列说法中正确的是()甲乙图9-2-6

A.电源的内阻为5Ω B.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W C.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小

D.把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.9W

解析：根据闭合电路欧姆定律变形

U＝E－Ir可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据题图甲电动泡组成闭合回路，在题图乙中作该电源对应的U-I图像，如图D37所示.图D37

两U-I曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像可得U≈0.5V，I≈0.6A，所以小灯泡的功率P＝UI＝0.5×0.6W≈0.3W，乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形R＝可回路中的总功率P总＝EI＝1.5×0.6W＝0.9W，B、D正确.根据题UI知图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，C错误.答案：BD热点3电路故障分析[热点归纳]1.故障特点.(1)断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接部分没有断点.(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但其两端电压为零.2.检查方法.(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路.

(2)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路.在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源.

(3)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，要注意电流表的极性和量程.

(4)假设法：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某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理.

【典题3】如图

9-2-7所示是某物理小组的同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1

亮，灯L2)不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是(

图9-2-7A.L1

断路B.L1短路C.L2断路D.L2

短路答案：D思路导引假设某选项正确，结合闭合电路欧姆定律，与题干中给出的现象对比，有一处不符合即排除，完全符合的为正确选项.

【迁移拓展3】如图9-2-8所示的电路中，电源的电动势为6V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2

都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为Uab)图9-2-8＝6V，Uad＝0V，Ucd＝6V，由此可断定( A.L1和L2的灯丝都烧断了

B.L1

的灯丝烧断了

C.L2

的灯丝烧断了

D.滑动变阻器R断路

答案：C热点4含容电路[热点归纳]

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.

【典题4】(多选)在如图

9-2-9所示的电路中，电源电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω，定值电阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，电容器的)电容C＝100μF.则下列说法正确的是(

图9-2-9A.闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5VB.闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4

CC.闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10-4

CD.先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1

的电荷量为3.0×10-4

C＝0.5A，解析：闭合开关S时，电路稳定后电流I＝

ER1＋R2＋r电容器两端的电压为U＝IR1＝1.5V，故A正确.电路稳定后电容器的电荷量Q＝CU＝

100×10-6×1.5C＝1.5×10-4C，故

B错误，C正确.先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，电容器通过电阻R1

放电，通过电阻R1

的电荷量为1.5×10-4C，故D错误.

答案：AC思路导引闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为R1两端的电压，由Q＝CU可得电容器电荷量，开关断开后，电容器放电，全部电荷量均通过R1.

【迁移拓展4】如图

9-2-10所示，电源的电动势E＝12V，内阻不计，电阻R1＝R2

＝R3

＝6Ω，R4＝12Ω，电容器的电容C＝10μF，电容器中有一带电微粒恰好处于静止状态.若在工作的过程中，电阻R2

突然发生断路，电流表可看作是理想电表.则下列判断正确的是()图9-2-10A.R2

发生断路前UAB＝2VB.变化过程中流过电流表的电流方向由下到上C.R2发生断路后原来静止的带电微粒向下加速的加速度为3gD.从电阻R2断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量为8×10-5

C

解析：R2发生断路前，U1＝U2＝6V，U4＝8V，UAB＝φA－φB＝－2V，故A错误.R2

发生断路前，UAB＝－2V，电容器上极板带负电，下极板带正电，R2

发生断路后，UAB′＝U3′＝4V，电容器上极板带正电，下极板带负电，则在变化过程中，通过电流表的电流由上向下，故B错误.R2发生断路前，带电微粒静止，受到向下的重力与向上的电场力作用，且电场力大小等于重力F＝mg.R2

发生断路后，带电微粒受到的电场力向下，由于R2发生断路后两极板间的电压是R2

发生断路前电压的二倍，则R2

发生断路后微粒受到的电场力是原来电场力的二倍，为2F＝2mg，则R2

发生断路后，微粒受到的合力为3mg，方向向下，由牛顿第二定律可知，微粒的加速度为3g，方向向下，故C正确.从电阻R2

断路到电路稳定过程中，流经电流表的电量ΔQ＝Q′－Q＝CUAB′－CUAB＝C(UAB′－UAB)＝10×10-6

F×[4V－(－2V)]＝6×10-5

C，故D错误.答案：C闭合电路的动态分析法1.闭合电路动态分析的方法.(1)程序法.(2)“串反并同”结论法.(3)极限法.

对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，再去讨论.(4)特殊值法.对有些复杂难以直接判断的问题，可采用特殊值代入帮助分析.

【典题5】(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图9-2-11所示.当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时()图9-2-11A.车灯的电流变小C.电路的总电流变小

B.路端电压变小D.电源的总功率变大

解析：开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I灯变小，故A正确.电路的路端电压为U路＝U灯＝I灯

R灯，I灯变小，路端电干路电流增大，故C错误.电源总功率为P总＝EI干，I干增大，总功率变大，故D正确.

答案：ABD(3)根据闭合电路欧姆定律I总＝

方法技巧电路动态分析的一般步骤

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