《2019年高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电路的基本规律和应用学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电路的基本规律和应用学案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2 2 讲讲 电路的基本规律和应用电路的基本规律和应用微知识 1 电路的连接1串、并联电路的特点2.几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。微知识 2 闭合电路欧姆定律1闭合电路(2)内、外电压的关系：EU内U外。22闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)公式：I(只适用于纯电阻电路)。E Rr3路端电压
2、与外电阻的关系4路端电压跟电流的关系(1)关系式：UEIr。(2)用图象表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源内阻。一、思维辨析(判断正误，正确的画“” ，错误的画“” 。)1电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。()2无论是串联电路还是并联电路，只要其中某一个电阻的阻值变大，总电阻就变大。()3闭合电路中外电阻越大，路端电压越大，电源输出功率越大。()4电源的输出功率越大，电源的效率越高。()5含电容器的直流电路稳定时，电容器所在的电路为断路状态。()二、对点微练1(电动势)下列关于电源电动势的说法正确的是( )A在某电池的电路中，每通
3、过 2 C 的电荷量，电池提供的电能是 4 J，那么这个电池的电动势是 0.5 V3B电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多解析 根据电动势定义，由E 得E2 V，选项 A 错误；电源的电动势与外电路无关，只W q由电源自身的性质决定，选项 B 错误，选项 C 正确；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积，选项 D 错误。答案 C 2(串、并联电路)电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为 12，则当R1与R2串联后接入电路中时，
4、R1与R2两端电压之比U1U2为( )A12 B21 C14 D41解析 由并联特点可知 ，又由串联电路特点可得 ，故 B 项正确。R1 R2I2 I12 1U1 U2R1 R22 1答案 B 3(闭合电路欧姆定律)一电池外电路断开时的路端电压为 3 V，接上 8 的负载后路端电压降为 2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为( )AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 解析 外电路断开时的路端电压即为电源的电动势E3 V，又由闭合电路欧姆定律EU外Ir，故 32.4r，则r2 ，选项 B 正确。2.4 8答案 B 4(电源的功率和效率)(多选)在
5、如图所示的电路中，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，以下判断正确的是 ( )A电源内部发热功率变小B小电灯 L 变亮C电流表的示数变小D电源的效率提高解析 由题图可知，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，意味着外电路的电阻增大，由闭合电路的欧姆定律I知，干路电流I减小，由PI2r知，电源内部发热功率变小，E Rr4故 A 项正确；由UEIr知，路端电压变大，电流表的示数增大，故 C 项错；由IIAI灯，小电灯 L 通过的电流变小，小电灯变暗，故 B 项错；电动势不变，路端电压变大，电源的效率提高，故 D 项正确。答案 AD 见学生用书 P120微考点 1 电路的动态分析核|心|微|讲电路动态分析
6、的三种常用方法1程序法2 “串反并同”结论法(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、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、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去讨论。典|例|微|探【例 1】 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r。开关 S 闭合后，电灯 L1、L2均能发光。现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是( )5A电灯 L1、L2均变亮 B电灯 L1变亮，
7、L2变暗C电流表的示数变小 D电源的总功率变小【解题导思】(1)滑片向上移动，电阻R的阻值如何变化？答：减小。(2)电路是怎样连接的？(串、并联关系)答：变阻器R与灯泡 L2并联，再与 L1串联。解析 将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，电流表的示数变大，电灯 L1变亮，L2变暗，电源的总功率变大，B 项正确，A、C、D 项错误。答案 B题|组|微|练1.(多选)如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L 为指示灯泡，C为平行板电容器，G 为灵敏电流计。闭合开关 S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是( )AL 变亮BRT两端电压变大CC所带的电荷量保持
8、不变DG 中电流方向由a到b解析 环境温度明显升高时，RT的阻值减小，电路电流增大，灯泡 L 变亮，所以 A 项正确；RT的阻值减小，根据串联电路的分压规律，RT的电压减小，所以 B 项错误；外电路的电阻减小，故路端电压减小，电容器的电压减小，电量减少，所以 C 项错误；电容器的电量减少，发生放电现象，故 G 中电流方向由a到b，所以 D 项正确。答案 AD 2(多选)某兴趣小组设计了一个火灾报警装置，其电路如图所示，R1、R3为定值电阻，热敏电阻R2为金属铂制成的热电阻，通过电压表示数和灯泡亮度变化可监控R2所在处的火情。若R2所在处出现火情，则( )6A电压表示数变大，灯泡变暗B电压表示数
9、变小，灯泡变亮CR3的阻值较小时，电压表示数变化明显DR3的阻值较大时，电压表示数变化明显解析 热敏电阻R2为金属铂制成的热电阻，若R2所在处出现火情，则R2的阻值增大，总电阻增大，干路电流减小，所以灯泡变暗，R1及电源内电压减小，根据闭合电路的欧姆定律知，电压表示数增大，所以 A 项正确，B 项错误；当R3的阻值较小时，并联电路的总电阻最接近小电阻，故当R2的阻值增大时，总电阻变化不明显，所以电压表示数变化不明显，同理，R3的阻值较大时，电压表示数变化明显，所以 C 项错误，D 项正确。答案 AD 微考点 2 闭合电路的功率和效率问题核|心|微|讲1电源的输出功率P出I2RR如图所示。E2
10、rR2E2R Rr24RrE2 Rr2 R4r(1)当Rr时，有最大输出功率Pmax。E2 4r(2)当P出Pmax时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻R1和R2，且r。R1R2(3)由图象还可以看出：当Rr时，若R增大，则P出增大；当Rr时，若R增大，则P出减小。应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率取决于电路中电流的大小。2电源的效率100%100%100%I2R I2RrR Rr11rR对于给定的电源，内阻一定，效率随外电阻的增大而单调增加。当Rr时，50%；当R0 时，0；当R时，100%。特别提醒 (1)当外电阻变化时，外电阻越向靠近内阻方向变化，电源输出功率越大。(2)判
11、断可变电阻的功率，运用等效的方法，只要把其余的定值电阻看成电源的内电阻处理即可。典|例|微|探7【例 2】 如图所示，电路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变阻器的最大阻值R10 。(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大功率为多少？(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大功率为多少？【解题导思】(1)能否用等效思想将R0看成电源的内阻，分析变阻器消耗的最大功率？答：可以，这样可使问题简化。(2)当RR0r时，定值电阻R消耗的功率最大，你认为对吗？为什么？答：不对，通过定值电阻的电流越大，其消耗的功率越大。解析 (1)此种情况可以把R0归入电源
12、内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率，即当RrR02 时，R消耗功率最大为Pm W W。E2 4rR032 4 29 8(2)定值电阻R0上消耗的功率可以表达为PI2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应使电路中电阻最小，即当R0 时R0上消耗的功率最大：PmR01.5 W WE2 R0r232 1.50.5227 8答案 (1)2 W (2)0 W9 827 8题|组|微|练3.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡 L 的电阻大于电源的内阻r。闭合开关 S，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是( )A电流表
13、的读数一直减小B灯泡 L 变亮8C电源输出功率先增大后减小D电压表的读数先增大后减小解析 滑动变阻器的右半部分与电流表 A 串联，再与左半部分并联，并联部分与灯泡串联后再与电压表并联，电压表测路端电压。滑片P向左滑动，当两支路电阻相等时RARaRb时，并联路段电阻最大，因此并联路段的电阻先增大后减小，外电路总电阻先增大后减小，由串联分压可知路端电压先增大后减小，选项 D 正确；电流表刚开始测干路电流，随着P由a向b移动，电流表示数逐渐变小，P滑到b端，电阻R和电流表被短路，电流表示数为零，A 项正确；外电路电阻增大时，流过灯泡的电流减小，灯泡分压减小，灯泡变暗，选项 B 错误；外电路电阻越接近
14、电源内阻，电源输出功率越大，由于灯泡电阻大于电源内阻，因此外电路电阻总大于电源内阻，外电阻先增大后减小，所以电源的输出功率先减小后增大，选项 C 错误。答案 AD 4.如图所示的电路中，闭合电键后元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大。下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法正确的是( )AL1灯丝突然短路BL2灯丝突然烧断C电源的输出功率一定变小D电容器C上电荷量减小解析 当 L1灯丝突然短路时，电路的外电阻减小，根据I得，电流表读数增大，E R外rA 项错；当 L2灯丝突然烧断时，电路的外电阻增大，电流表读数变小，由UEIr得电压表读数增大，
15、B 项对；电源的输出功率大小由电路的外电阻与内电阻的关系决定，所以 C项错；当 L2灯丝突然烧断时，电容器两端的电压增大，所以电容器会充电，D 项错。答案 B 微考点 3 电源的UI图象和电阻的UI图象对比核|心|微|讲两种图象的比较9典|例|微|探【例 3】 如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R两端的电压与电流的关系图象。如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有( )10AR接到a电源上，电源的效率较高BR接到b电源上，电源的输出功率较大CR接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高【解题导思】(1)比较电源a和b的电动势和内阻的关系？答：EaEb，rarb。(2)图线A与C交点的物理意义？答：交点的纵坐标即指路端电压，又指电阻R两端电压；横坐标即指通过电源的电流，又是通过电阻的电流。解析 由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率100%，内阻越大，R Rr效率越低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，只有 C 项正确。答案 C题|组|微|练5.(多选)在如图所示的图象中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与
