《2019年度高三物理一轮系列优质课件：第八章 第2讲 闭合电路欧姆定律 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年度高三物理一轮系列优质课件：第八章 第2讲 闭合电路欧姆定律 （80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 恒定电流,第2讲 闭合电路欧姆定律,过好双基关,_,一、串、并联电路的特点 1.特点对比,I1I2In,U1U2Un,2.几个常用的推论 (1)串联电路的总电阻 其中任一部分电路的总电阻. (2)并联电路的总电阻 其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻. (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和. (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大.,大于,小于,答案,自测1 教材P66第2题改编 一个量程为0150 V的电压表，内阻为20 k，把它与一个大电阻串联后接在110 V电路的两端，电压表的读数是5 V.这个外接电
2、阻是 A.240 B.420 k C.240 k D.420 ,二、电源 闭合电路的欧姆定律 1.电源 (1)电动势 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 物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成 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.,电能,2.闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电阻之和成 ； (2)公式：I (只适用于纯电阻电路)； (3)其他表达形式 电势降落表达式：EU外U内或EU外 ； 能量表达式：EIUII2r.,正比,反比,Ir,3.路端电压与外电阻的关系 (1)一般
3、情况：UIR 当R增大时，U ； (2)特殊情况： 当外电路断路时，I0，U ； 当外电路短路时，I短_，U0.,增大,E,答案,自测2 教材P63第4题改编 电源的电动势为4.5 V.外电阻为4.0 时，路端电压为4.0 V，若在外电路中分别并联一个6.0 的电阻和串联一个6.0 的电阻.则两种情况下的路端电压为 A.4.3 V 3.72 V B.3.73 V 4.3 V C.3.72 V 4.3 V D.4.2 V 3.73 V,三、电路中的功率 1.电源的总功率 (1)任意电路：P总 IU内P出P内. (2)纯电阻电路：P总 2.电源内部消耗的功率 P内 IU内P总P出.,IE,IU外,
4、I2(Rr),I2r,3.电源的输出功率 (1)任意电路：P出 IEI2rP总P内.(2)纯电阻电路：P出I2R_ .(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 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.,IU,答案,自测3 (多选)如图1所示，一直流电动机与阻值R9 的电阻串联在电源上，电源的电动势E30 V，内阻r1 ，闭合开关，用理想电压表测出电动机两端电压U10 V，已知电动机线圈的电阻RM1 ，则下列说法中正确的是 A.通过电动机的电流为10 A B.电动机的输入功率为20 W C.电源的输出功率为4 W
5、D.电动机的输出功率为16 W,解析,图1,电动机的输入功率为P入UI102 W20 W，故B正确； 电源的输出功率P出EII2r302 W221 W56 W，故C错误； 电动机的输出功率P出UII2RM(102221) W16 W，故D正确.,研透命题点,1.动态电路的特点 断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化. 2.电路动态分析的两种方法 (1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的 变化固定支路 变化支路.,命题点一 电路的动态分析,基础考点 自主悟透,并联分流I 串联分压U,(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电
6、路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.,例1 (多选)如图2所示，电源电动势为E，内阻为r.电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态.下列说法中正确的是,图2,A.只逐渐增大对R1的光照强度时，电阻R0消耗的电功率增大，电阻R3中有向上的电流 B.只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流 C.只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D.若断开开关S，带电微粒向下运动,答案,解析,解
7、析 当逐渐增大光照强度时，光敏电阻R1的阻值减小，依据“串反并同”可知电流I增大，则PR0增大，UC增大，QCCUC增大，即电容器充电，R3中有向上的电流，A正确； 当P2向上移动时，UC不变，R3中没有电流，故B错误；,若断开开关S，电容器放电，UC降为0，则微粒只受重力作用而向下运动，故D正确.,变式1 (2018安徽黄山模拟)如图3所示，虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成.超导部件有一个超导临界电流IC，当通过限流器的电流IIC时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R10)转变为正常态(一个纯电阻，且R13 )，以此来限制电力系统的故障电流.已知超导临界电流I
8、C1.2 A，限流电阻R26 ，小灯泡L上标有“6 V 6 W”的字样，电源电动势E8 V，内阻r2 .原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现灯泡L突然发生短路，则 A.灯泡L短路前通过R2的电流为 B.灯泡L短路后超导部件将由超导态转化为正常态，通过灯泡的电流为1 A C.灯泡L短路后通过R1的电流为 D.灯泡L短路后通过R2的电流为2 A,答案,解析,图3,1.电源的效率,命题点二 电路中的功率及效率问题,能力考点 师生共研,2.纯电阻电路,3.电源的最大输出功率,P出与外电阻R的函数关系可用如图4所示图象表示，由图象可以看出：,图4,(2)当R“接近”r时，P出增大，当
9、R“远离”r时，P出减小. (3)当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2.,例2 如图5所示，E8 V，r2 ，R18 ，R2为变阻器接入电路中的有效阻值，问： (1)要使变阻器获得的电功率最大，则R2的取值应是 多大？这时R2的功率是多大？,答案,解析,解析 将R1和电源等效为一新电源，则新电源的电动势EE8 V，内阻rrR110 ，且为定值.利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R2r10 时，R2有最大功率，,答案 10 1.6 W,图5,(2)要使R1得到的电功率最大，则R2的取值应是多大？R1的最大功率是多少？这时电源的效率是多大？,答案,解析,
10、解析 因R1是定值电阻，所以流过R1的电流越大，R1的功率就越大.当R20时，电路中有最大电流，即Imax 0.8 A，R1的最大功率P1maxImax2R15.12 W 这时电源的效率 100%80%.,答案 0 5.12 W 80%,(3)调节R2的阻值，能否使电源以最大的功率 输出？为什么？,答案,解析,解析 不能.因为即使R20，外电阻R1也大于r，不可能有 的最大输出功率.,答案 不能 理由见解析,变式2 (多选)直流电路如图6所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的,图6,答案,解析,A.总功率一定减小 B.效率一定增大 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小,
11、解析 滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可知P总减小，故选项A正确；,由P损I2r可知，选项C正确； 由P输R外图象可得，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，选项D错误.,变式3 (多选)如图7甲所示，电源电动势E6 V，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示.其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线，图丙为路端电压与总电流的关系曲线，图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响.则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是,答案,解析,图7,
12、A.a(4 V,4.5 W) B.b(4.8 V,2.88 W) C.c(0.6 A,4.5 V) D.d(8 ，80%),解析 由题图丙可知短路电流为I短3 A，,电源的效率最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，由题图丁可知电源的最大效率为80%，由 100%，解得R8 ，滑动变阻器的滑片P在最右端B时，分别对应b、c、d三点.,当输出功率达到最大时外电路电阻R1r2 ， 此时路端电压为Ua3 V，,坐标为a(3 V,4.5 W)；,UcEIcr(60.62) V4.8 V， PbUcIc4.80.6 W2.88 W， 所以b点的坐标为b(4.8 V,2.88 W)， c点的坐标为c(0.6
13、 A,4.8 V)， d点的坐标为d(8 ，80%)， 故选项B、D正确.,1.截距 纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即I短 (如图8所示).,命题点三 对电源UI 图线的理解和应用,基础考点 自主悟透,图8,2.斜率 图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即 斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大. 3.图线上的点 图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻，即 4.面积 面积UI为电源的输出功率，而电源的总功率P总EI，P总P出EIUI为电源的发热功率.,A.电源的电动势为50 V B.电源的内阻为 C.电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 D.输出功率为
14、120 W时，输出电压是30 V,例3 (多选)如图9所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是,答案,解析,图9,解析 电源的路端电压和电流的关系为：UEIr，显然直线的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E50 V，r 5 ，A正确，B错误； 当电流为I12.5 A时，由回路中电流I1 解得外电路的电阻R外15 ，C正确； 当输出功率为120 W时，由题图中PI关系图线看出对应干路电流为4 A，再从UI图线读取对应的输出电压为30 V，D正确.,变式4 如图10，直线A为某电源的UI图线，曲线B
15、为某小灯泡L1的UI图线的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是,答案,解析,图10,A.此电源的内电阻为 B.灯泡L1的额定电压为3 V，额定功率为6 W C.把灯泡L1换成阻值恒为1 的纯电阻，电源的输出功率将变小 D.由于小灯泡L1的UI图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用,解析 由图象知，电源的内阻为 A错误； 因为灯L1正常发光，故灯L1的额定电压为3 V，额定功率为PUI32 W6 W，B正确； 正常工作时，灯L1的电阻为R1 1.5 ，换成R21 的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，C错误； 小灯泡是纯电阻，适用欧姆定律，其UI图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化，故D错误.,
