《备考指南一轮 物理 》课件-第8章 第2讲

恒定电流第八章第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热【备考指南】对于本讲知识，要理解闭合电路欧姆定律，并能进行电路的动态分析和计算，能计算非纯电阻电路中的电功、电功率和电热．栏目导航01知识梳理回顾03核心素养提升02要点各个击破04配套训练知识梳理回顾11．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的________在电源内从______移送到______所做的功．(2)表达式：E＝______.(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量．2．内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的______，它是电源的另一重要参数．一电源、电动势正电荷负极正极内阻【对点小练】1．下列关于电源的说法正确的是(

)A．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大B．电动势就是电源两端的电压C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大【答案】D二闭合电路的欧姆定律电源内部内电压电源外部外电压电动势电阻之和U外＋U内

增大0

E

0

4．路端电压跟电流的关系(1)关系式：U＝________.(2)用图像表示如图所示，其中纵轴截距为________，横轴截距为__________，斜率的绝对值为______．E－Ir

电动势短路电流内阻【对点小练】2．将一电动势为E、内阻为r的电池与外电路连接构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是(

)A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C．由U＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D．由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大【答案】C三电功和电功率电场力UIt

电能快慢UI

热量I2Rt

I2R

四纯电阻用电器和非纯电阻用电器电能内能UIt

I2Rt

不再适用【对点小练】3．(2019年浙江模拟)如图所示，某品牌电动汽车电池储存的电能为60kW·h.充电时，直流充电桩的充电电压为400V，充电时间为4.5h，充电效率为95%.以v＝108km/h的速度在高速公路匀速行驶时，汽车的输出功率为15kW，转化为机械能的效率为90%，则(

)A．充电电流约为33AB．匀速行驶距离可达432kmC．匀速行驶时每秒钟消耗电能1.5×104JD．匀速行驶时所受阻力为500N【答案】D要点各个击破2要点1闭合电路欧姆定律1.闭合电路欧姆定律的理解及应用两类图像电源U－I图像电阻U－I图像特点斜率为负斜率为正截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，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坐标U、I的比值表示外电阻的大小表示该电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r的大小若图像为过原点的直线，图像斜率表示电阻的大小两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压2．动态电路程序分析法例1

(2020届江苏名校联考)在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化．圈乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况．以下说法不正确的是(

)A．图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B．图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大D．此过程中电压表V3示数的变化量ΔU2和电流表示数变化量ΔI的比值不变【答案】C练1

温州市区某学校创建绿色校园，如图甲为新装的一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变．如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)．现增加光照强度，则下列判断正确的是(

)A．电源路端电压不变 B．B灯变暗，A灯变亮C．R0两端电压变大 D．电源总功率不变【答案】C【解析】由题意，增加光照强度，Rt减小，外电路总电阻减小．根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，则A灯变暗．通过R0电流I0＝I－IA，I增大，而IA减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，而R0、B的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则可知B的电压减小，B灯变暗．电源的总功率P＝EI，I增大，则P增大．选项C正确，A、B、D错误．要点2电功和电热的计算1．电功和电功率电功是指电场力对运动电荷所做的功，也叫做电流所做的功，把电能转化成其他形式的能．W＝UIt，P＝UI.(适用于任何电路)2．电热和热功率(焦耳定律)电热是指电流通过导体时释放的热量，把电能转化为内能．Q＝I2Rt，P＝I2R.(适用于任何电路)4．非纯电阻电路非纯电阻电路消耗的电能分为两部分，一大部分转化为其他形式的能；另一小部分不可避免地转化为电路的电热．如电动机、电解槽电路等．电功不等于电热，W>Q，即W＝UIt＝E其他＋Q(E其他为除电热外的其他形式的能量)．这时电功只能用W＝UIt计算，电热只能用Q＝I2Rt计算，两式不能通用．同时注意U不等于IR，U>IR.5．电动机输入的总功率等于损失的热功率加上有用的机械功率，即：UI＝I2R＋P动．6．用电器的额定值额定电压是指用电器在正常工作的条件下应加的电压．在这个条件下它消耗的功率就是额定功率，流经它的电流就是它的额定电流．而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率．例2

(2020届绍兴诸暨期末)如图所示为一个小型电热水器．浸入水中的加热元件电阻器RL＝1.0Ω，在外部并联的电阻RS＝2.0Ω，电源为恒流源．在正常工作时，电源始终给电路提供I＝3.0A的恒定电流．则下列说法正确的是(

)A．RL两端的电压为3.0VB．流过RL的电流为1.0AC．RS上消耗的电功率为2.0WD．如果减小RS的电阻，则RL的电功率增大【答案】C练2

(2019届三明模拟)用如图所示的实验电路研究微型电动机的性能．当调节滑动变阻器R让电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5A和2.0V．重新调节R使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A和24V．则这台电动机正常运转时(不计温度对电阻的影响)(

)A．输出功率为32W

B．输出功率为48WC．发热功率为1W

D．发热功率为47W【答案】A要点3闭合电路的几种功率1．电功、电功率、焦耳定律和热功率2．电源的功率和效率例3

(多选)(2018年杨浦一模)在如图所示的电路中，①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件，电源电动势E、内阻r均保持不变，定值电阻R1∶R2∶R3∶R4＝4∶3∶2∶1，小灯电阻RL＝R1，R1＞r，电路中有电流通过．下列说法正确的是(

)A．要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②接电压表，③接小灯B．要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②接小灯，③接电压表C．要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯，②接电压表，③接电流表D．要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯，②接电流表，③接电压表【答案】AD要点4电源U－I图线与电阻U－I图线的比较如图所示，a为电源的U－I

图线，b为电阻的U－I图线，两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点之间的矩形面积表示电源输出功率．a的斜率的绝对值表示内阻大小，b的斜率的绝对值表示外电阻的大小．当两个斜率相等即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，输出功率最大．可以看出，当路端电压是电动势的一半时，电流是最大电流的一半．例4

(2019武汉校级模拟)在如图甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示．则(

)A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线B．电源内电阻的阻值为10ΩC．电源的电动势是4VD．滑动变阻器R2的最大功率为0.9W【答案】D电源与电阻的U－I图线的交点表示电阻接在电源上时的工作状态，可读出电压、电流，算出电源的输出功率，进而比较大小．U－I图像的一般分析思路总结：①明确纵、横坐标的物理意义．②明确图像的截距、斜率及交点的意义．③找出图线上对应状态的参量或关系式．④结合相关概念或规律进行分析、计算．核心素养提升3电路故障问题的处理方法1．故障特点(1)断路特点：断路部分电路中电流为零，而电压不为零．因此，若外电路中某两点间电压不为零，电流为零，则两点间有断点，而这两点与电源的两极之间无断点．(2)短路特点：表现为有电流通过某元件，而两端电压为零．例题在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光．后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小．由此推断，该故障可能是(

)A．L1灯丝烧断 B．电阻R2断路C．电阻R2短路 D．电容器被击穿短路点评：该类题目通过电学知识的应用考查“科学思维”素养．【答案】D【解析