2019版高考物理大一轮复习第八章恒定电流第23讲电路闭合电路的欧姆定律学案

1、第23讲电路闭合电路的欧姆定律考纲要求考情分析命题趋势1.电源的电动势和内阻2闭合电路的欧姆定律2016全国卷，172016北京卷，192016江苏卷，8主要考查闭合电路欧姆定律、电路动态分析、闭合电路功率与效率问题、UI图象的理解及应用1串、并联电路的特点(1)特点对比串联并联电流I_I1I2In_I_I1I2In_电压U_U1U2Un_U_U1U2Un_电阻R_R1R2Rn_(2)几个常用的推论串联电路的总电阻_大于_其中任一部分电路的总电阻并联电路的总电阻_小于_其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻无论电阻怎样连接，每一段电路的总的消耗电功率P总是等于各个电阻消耗电功率之和无论电路

2、是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大2电源的电动势和内阻(1)电动势电动势的计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E；电动势的物理含义：电动势表示电源_把其他形式的能转化成电势能_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：电源内部导体的电阻3闭合电路的欧姆定律(1)闭合电路欧姆定律内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成_正比_，跟内、外电阻之和成_反比_；公式：I(只适用于纯电阻电路)；其他表达形式a电势降落表达式：EU外U内或EU 外_Ir_；b能量表达式：EIUII2r.(2)路端电压与外电阻的关系一般情况：UIRR，当R增大时，

3、U_增大_；特殊情况：a当外电路断路时，I0，U_E_；b当外电路短路时，I短_，U0.1判断正误(1)电动势为矢量，其方向由电源负极指向正极()(2)电源的重要参数是电动势和内阻电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关()(3)闭合电路中电流越大，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)电路中某电阻大，该电阻的功率不一定大()(6)电源的输出功率越大，电源的效率越高()2(多选)一个T形电路如图所示，电路中的电阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计则(AC)A当cd端短路时，a、b之

4、间的等效电阻是40 B当ab端短路时，c、d之间的等效电阻是40 C当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V32013年12月2日，我国嫦娥三号探月卫星在西昌卫星发射中心发射嫦娥三号卫星的太阳能电池依靠光伏效应设计，可将太阳能转化为电能并储存起来已知太阳能电池板的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA现将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，下列说法不正确的是(C)A电池板的电动势为800 mVB电池板的内电阻为20 C闭合电路的路端电压为800 mVD闭合电路的路端电压为400 mV一闭合电路的功率及效率问题电源总

5、功率任意电路P总EIP出P内纯电阻电路P总I2(Rr)电源内部消耗的功率P内I2rP总P出电源的输出功率任意电路P出UIP总P内纯电阻电路P出I2RP出外电阻R的关系电源的效率任意电路100%100%纯电阻电路100%由P出与外电阻R的关系图象可知当Rr时，电源的输出功率最大为Pm；当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小；当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大；当P出C2，由QCU知此时Q1Q2，当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I2 A，此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V、U2IR212 V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1C1U13.6105C、Q2C

6、2U23.6105C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故选项B、C正确，D错误四两种UI图线的比较及应用电源UI图象电阻UI图象图形物理意义路端电压随电流的变化规律电阻两端电压随电流的变化规律截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标的U、I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，表示此电阻的大小不变斜率的绝对值内电阻r电阻大小例4(2017上海徐汇模拟)图甲为某元件的UI特性曲线，把它连成图乙所示电路已知电源电动势E5 V，内阻r1

7、.0 ，定值电阻R04 .闭合电键S后，求：(1)该元件的电功率；(2)电源的输出功率解析设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得UEI(R0r)，代入数据得U55I，画出UEIr55I图线如图所示，两图线交点坐标为(0.4 A,3.0 V)(1)该元件的电功率PRUI3.00.4 W1.2 W.(2)电源的输出功率PPR0PRI2R0PR0.424 W1.2 W1.84 W.答案(1)1.2 W(2)1.84 W分析UI图象的一般思路(1)明确纵、横坐标的物理意义(2)明确图象的截距、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、计算五电路故障

8、的分析与判断1故障特点断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零；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用电器或电阻两端电压为零2检查方法电压表检测：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；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，电路一定要切断电源；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

9、定律进行推理例5(2017吉林长春诊断)如下图是某同学连接的实验实物图，L1、L2灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查(1)应用多用电表的直流挡进行检查，选择开关置于10 V挡该同学测试结果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触_a_(选填“a”或“b”)根据测试结果，可判定故障是_D_.A灯L1短路B灯L2短路Ccd段断路 Ddf段断路表1测试点电压示数a、b有示数b、c有示数c、d无示数d、f有示数表2测试点指针偏转情况c、dd、ee、f(2)(多选)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是(BD)A灯L1断路 B灯L2短路C灯L1、L2都断路

10、Dd、e间导线断路解析(1)应用多用电表判断电路故障，首先要正确使用多用电表，对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出a点电势高于b点电势，可知红表笔应接触a.由表1条件可知，d、f间有示数，则dca干电池bf间无断路，故d、f段断路，选项D正确；若灯L1短路或灯L2短路，不会造成L1、L2灯都不亮，选项A、B错误；若cd段断路，则d、f间不会有示数，选项C错误(2)由表2可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯L1既不短路也不断路，选项A、C错误；d、e间存在很大电阻，表明d、e间导线断路，选项D正确；e、f间电阻为零，则灯L2短路，选项B正确1.如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1，R2的滑片处于各自的中点位置时