闭合电路欧姆定律课件3

第2讲《电路、闭合电路的欧姆定律》

复习课高中物理选修3-1第七章恒定电流选修3-1选修3-1选修3-1选修3-1选修3-1选修3-1选修3-1抓住三个知识点突破四个考点1.电路的串、并联特点2.电源的电动势和内阻3.闭合电路的欧姆定律知识网络图1.电路的动态分析

2.闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率3.电源的U-I图象的应用

4.含电容器电路的分析与计算

命题热点：直流电路的动态变化分析

1.命题专家评述

2.阅卷教师叮咛3.典例

预测第2讲电路闭合电路的欧姆定律聚焦一个热点◆01抓住三个考知识点◆【思维驱动】一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计．则(

)．A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V考纲点1.电路的串、并联转解析分析各选项时，注意对应条件下T形电路的等效电路.◆01抓住三个知识点◆转原题◆01抓住三个知识点◆【知识梳理】

串、并联电路的特点【思维驱动】◆01抓住三个知识点◆有关电压与电动势的说法中正确的是(

)．A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B．电动势就是电源两极间的电压C．电动势公式E＝W/q中的W与电压U＝W/q中的W是一样的，都是静电力所做的功D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量考纲点2.电源的电动势和内阻解析电压和电动势单位虽然相同，但它们表征的物理意义不同，电压是表征静电力做功将电能转化为其他形式能的本领大小的物理量．而电动势则表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．故电压与电动势不是同一个物理量，所以A、B错误，D正确．电动势公式E＝W/q中的W是非静电力做功而不是静电力做功，故C错误．答案D解析/显隐◆01抓住三个知识点◆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＝W/q，单位：V.(3)电动势的物理含义：电动势表示电源________________转化成电势能本领的大小，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，叫做电源的_____，它是电源的另一重要参数.【知识梳理】

思考:电动势是标量，电动势就是电压（）其它形式电势能把其它形式的能内阻审题视角1.开路电压指电源未接入外电路时，电源两端的电压，它等于电源的电动势.2.短路电流指接入电源两端的外电路电阻为零时，电路中的电流.◆01抓住三个知识点◆【思维驱动】“神舟八号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(

)．A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V考纲点3.闭合电路的欧姆定律解析/显隐◆01抓住三个知识点◆【知识梳理】

U外＋U内

电源内部内电压电源外部

正比反比

U外＋U内

◆01抓住三个知识点◆(3)路端电压与外电阻的关系①负载R增大―→I减小―→U内________―→U外________外电路断路时(R→无穷)，I＝0，U外＝E.②负载R减小―→I增大―→U内_________―→U外_________外电路短路时(R＝0)，I＝E/r，U内＝E.(4)U-I关系图：由U＝E－Ir可知，路端电压随着电路中电流的增大而__________；U－I关系图线如图所示．①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为___________．②当外电路电压为U＝0时，横坐标的截距为_________．③图线的斜率的绝对值为电源的__________．减小增大增大减小减小电动势短路电流内阻电源的电动势电源的短路电流ΔUΔI◆01抓住三个知识点◆本栏内容结束闭合电路欧姆定律知识网络图判定总电阻变化情况的规律(记一记)(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小.(3)在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联．A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致．◆02突破四个考点◆考点一：电路的动态分析并联串联审题导析1.注意把握电路动态分析的切入点.2.滑动变阻器接入电路电阻将如何变化？从而引起电路总电阻又如何变化？3.由总电阻变化判定总电流变化，再分析内电压、外电压变化，进一步分析出各局部电路的电压、电流及功率变化情况.【例1】

在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小◆02突破四个考点◆解析

R3的滑动触头向下滑动，所以R3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R2、R4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；因为R2、R4串联电路的电压变大，使得R2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A.答案A解析/显隐1．电路的动态分析问题：是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，某处电路变化又引起其他电路的一系列变化．

2.电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化.(2)由局部R的变化→确定R总的变化(3)由I总＝E/(R+r)

→确定I总的变化(4)由U内＝I总r→确定U内的变化(5)由U外＝E－U内→确定U外的变化(6)由U＝IR→确定干路上定值电阻两端的电压变化→再确定各支路电压、电流的变化情况．◆02突破四个考点◆【以题说法】【变式训练1】

如图示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是(

).A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C．电流表A读数变小，电压表V读数变大D．电流表A读数变大，电压表V读数变小

◆02突破四个考点◆解析

滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，故电流表A的读数变小，电压表V的读数变大，小灯泡L2变暗，L1两端电压变大，小灯泡L1变亮，B、C正确．答案BC

解析/显隐◆02突破四个考点◆【例2】

如图所示，已知电源电动势E＝5V，内阻r＝2Ω，定值电阻R1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω.求：(1)当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？(2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？

考点二：闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率

审题导析1.在什么条件下，定值电阻(R1)消耗的功率最大？2.在什么条件下，可变电阻(R2)消耗的功率最大？3.在什么条件下，电源的输出功率最大？转解析◆02突破四个考点◆转原题◆02突破四个考点◆【借题总结】

讨论、分析电阻消耗功率大小的方法1．定值电阻：求解定值电阻消耗的最大功率时，根据P＝I2R可知，只要电流最大即可．2．可变电阻：求解可变电阻消耗的最大功率时，不能套用上述方法，因为电流随电阻的变化而变化，此时，可以利用电源的输出功率与外电阻的关系进行求解．◆02突破四个考点◆【变式训练2】

如图所示电路，电源电动势为E，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总电阻为R1，电阻大小关系为R1＝R2＝r，则在滑动触头从a端移动到b端的过程中，下列描述中正确的是(

)．A．电路中的总电流先减小后增大B．电路的路端电压先增大后减小C．电源的输出功率先增大后减小D．变阻器R1上消耗的功率先减小后增大

◆02突破四个考点◆两者是并联关系，随着滑动触头从a向b移动，注意分析R1接入电路的总电阻大小变化情况.解析

在滑动触头从a端移动到b端的过程中,R1接入电路的电阻(实际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小,故电路中的总电流先减小后增大,路端电压先增大后减小,A、B正确；题中R外总大于电源内阻,外电路电阻R外越接近电源内阻,电源输出功率越大,滑动触头从a端移动到b端的过程中,R1接入电路的电阻先增大后减小,电源的输出功率先减小后增大,C错误；将R2＋r视为电源内阻,在滑动触头从a端移动到b端的过程中,外电阻R1接入电路的电阻先增大后减小,滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小,D错误．答案AB

解析/显隐◆02突破四个考点◆考点三：电源的U-I图象的应用

转解析【例3】

图甲为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知，两者不成线性关系,这是由于____________________________.如图乙所示,将这个电灯与20Ω的定值电阻R串联,接在电动势为8V的电源上,则电灯的实际功率为________W．(不计电流表电阻和电源内阻)

审题导析1.曲线表明部分电路欧姆定律不适用该灯泡.2.由闭合电路欧姆定律知，电动势等于R两端电压+灯泡两端电压，即8V=20Ω•I+UL.3.在甲图中画出所列方程式的图线．注意交点的意义.随温度的升高，灯丝电阻变大0.6◆02突破四个考点◆转例题解析

随着电压的增大，电灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大．所以电灯两端的电压与通过它的电流不成线性关系．在甲图中画出此方程的图线，如图所示．该图线与原图线的交点为此电路对应电灯中的电流和电压值．由图即可读出此电路中电灯两端的电压U＝2V，电流I＝0.3A，所以电灯的实际功率为P＝UI＝0.6W.答案随着电压的增大，电灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大0.6利用电源的U-I关系求解有关的问题需明确以下几点：1．电源的U-I关系图线描述电源的输出电压U与输出电流I之间的关系，根据U＝E－Ir可知，电源的U-I图线是如图所示的一条倾斜的直线．(1)直线斜率的绝对值表示电源的电阻r，纵轴的截距为电源电动势E.(2)直线上任何一点A与原点O的连线的斜率表示对应的外电路电阻R.(3)图线上每一点的坐标的乘积为对应情况下电源的输出功率，对于图中的A点有PA＝UAIA.2．对于U-I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻．

◆02突破四个考点◆【借题发挥】

UAIA【变式训练3】

如图所示为两电源的U-I图象，则下列说法正确的是(

)．A.电源①的电动势和内阻均比电源②大B.当外接同样的电阻时,两电源的输出功率可能相等C.当外接同样的电阻时,两电源的效率可能相等D.不论外接多大的相同电阻,电源①的输出功率总比电源②的输出功率大

◆02突破四个考点◆解析/显隐S1S2◆02突破四个考点◆考点四：含电容器电路的分析与计算

转解析审题导析1.电路稳定，意味着流过R1与R2的电流相等，电容C与R1两端电压相等.2.开关断开后，电容C中储存的电荷只能通过R1放电.【例4】

如图示的电路中,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(

)．A.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3.0×10－4CC.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10－4CD.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3.0×10－4C

◆02突破四个考点◆转原题◆02突破四个考点◆求解含电容器电路的方法(1)电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，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，但电容器两端可能出现电势差．(3)电压变化带来的电容器带电荷量的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的变化．

【以题说法】

随光照强度的增大，光敏电阻的阻值减小.本栏内容结束◆02突破四个考点◆【变式训练4】(2012·武汉名校调研)如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大(电阻值减小)时．（）A．灯泡L变暗B．光敏电阻R上的电压增大C．电压表V的读数减小D．电容器C的带电荷量增大

解析/显隐提示命题专家评述考情分析：电路的动态分析是电学的常考点之一，几乎每年都有该类试题出现．该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解，电路的结构分析及对串并联特点的应用能力，兼顾考查学生的逻辑推理能力．

高考题型：选择题

命题预测：2015年高考对本专题的考查仍会以以下内容为主．1．电路基本规律：欧姆定律、闭合电路欧姆定律、串并联电路规律、电路变化与故障分析．2．电学基本量：电压、电流、电阻、电功率的考查．3．动态电路中电表示数的变化值问题．

◆03聚焦一个热点◆命题热点：直流电路的动态变化分析

阅卷教师叮咛易失分点直流电路的动态分析容易出现以下错误：(1)分析电阻的结构时出现错误，如没有真正明确元件的串联、并联关系；(2)没有明确电压表、电流表测量的是哪一部分的电压和电流；(3)不会根据功率利用P＝I2R或P＝U2/R分析灯泡的亮暗．应对策略直流电路的动态分析方法(1)程序法：基本思想是“部分―→整体―→部分”．思维流程如下：◆03聚焦一个热点◆(2)“串反并同”法：所谓“串反”，即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压都减小(增大)；所谓“并同”，即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压都增大(减小)．(3)极限法：因滑动变阻器的滑片滑动而引起的电路变化问题，可以将滑动变阻器的滑片分别移动到两个极端去讨论，此时要注意是否出现极值情况，即变化是否单调．(4)特殊值法：对于某些特殊电路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而得出结论．(5)内外增减恒定法：要注意两点：第一是通过闭合电路欧姆定律可知电路中各个元件的电压之和一定等于电源电动势，即E＝U内＋U外；第二是路端电压与干路电流的关系，即U＝E－Ir，外电路电压的变化量与电流变化量的绝对值之比一定等于电源内