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1、第二节 电路 闭合电路欧姆定律,一、串、并联电路的特点 问题导引 已知有电阻R1、R2、R3，R1与R2并联然后与R3串联，组成混联电路，当其中某一电阻增大时，该电路的总电阻如何变化？ 答案 总电阻增大,知识梳理 1串、并联电路的特点,2.几个常用的推论 (1)串联电路的总电阻 其中任意一个电阻，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 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，每一段电路消耗的电功率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,自主检测 1一个T型电路如图72
2、1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 图721,A当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 B当ab端短路时，cd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 V D当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V 答案 AC,二、电源的电动势和内阻 问题导引 一节干电池两端的电压是1.5 V，能否说电源两端的电压就是1.5 V? 答案 不能电动势和电压是两个完全不同的概念 知识梳理 1电源：通过 做功把其他形式的能转化为电势能的装置,非静电力,负极,正极,电源本身,内阻,答案 D,三、闭合电
3、路欧姆定律 问题导引 一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是多少？ 解析 电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E800 mV.,答案 0.4 V,知识梳理 (1)闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 ,减小,增大,正比,反比,(4)UI关系图：由UEIr可知，路端电压随着电路中电流的增大而 ；UI关系图线如图722所示,增大,减小,图722,减小,当电路断路即I0时，纵坐标的截距为 当外电路电压为U0时，横坐标的截距为_ 图线的斜率
4、的绝对值为电源的 ,电动势,短路电流,内阻,自主检测 3一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和内电阻r为 AE2.4 V，r1 BE3 V，r2 CE2.4 V，r2 DE3 V，r1 答案 B,考点一 电路的动态分析,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：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑
5、至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论 (2014广州模拟)如图723所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关， 与 分别为电压表与电流表初始时S0与S均闭合，现将S断开，则,图723,解析 当S断开时，外电阻变大，总电流I变小，路端电压U外变大，所以电压表的示数变大；总电流变小，电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，则电阻R3上的电压变大，所以电流表的示数变大所以B项正确 答案 B,1在如图724所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时 图724,突破训练,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
6、流表示数变大 D电压表示数变小，电流表示数变小 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，又由于干路电流变小，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,考点二 电路中的功率及效率,P出与R的关系如图725所示 图725,如图726所示，电阻R12 ，小灯泡L上标有“3 V，1.5 W”字样，电源内阻r1 ，滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知)当
7、触头P滑动到最上端a时，电流表的读数为1 A，小灯泡L恰好正常发光，求：,图726,(1)滑动变阻器的最大阻值R0； (2)当触头P滑动到最下端b时，电源的总功率及输出功率,答案 见解析,2(2014琼海一模)如图727所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0r，滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是 图727,突破训练,A电路中的电流变大 B电源的输出功率先变大后变小 C滑动变阻器消耗的功率变小 D定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小,解析 当r内R外时，电源输出功率最大，由题中条件可知，滑片P由a向b滑动时，
8、电源输出功率变大，选项B错；当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，外电路电阻减小，电流增大，选项A对；当把定值电阻R0看做电源内阻时，当滑动变阻器的滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的功率最大，由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率变小，选项C对；此过程中，由PI2R0知，定值电阻R0上消耗的功率变大，选项D错 答案 AC,考点三 电源UI图线与电阻UI图线 两种图线的比较,电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图728所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值
9、分别为 图728,规律总结 如何在图象中求解电源的输出功率和效率 (1)分析图象问题时，一定要明确图线的含义，即要确定两坐标轴表示的物理意义 (2)对闭合电路的UI图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻 (3)注意电源输出功率最大与电源效率的区别，输出功率增大时，效率不一定增大，当Rr时，电源有最大输出功率，而效率仅为50%.,3如图729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的两端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,图7
10、29,突破训练,AR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 答案 C,7含电容器电路的分析方法 (1)电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的电路视为断路，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，与电容器串联的电阻视为等势体电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压,物理思想方法,(3)在计算电容器的带电荷量变化时，如
11、果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和,(10分)如图7210所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r1 ，电容器的电容C40 F，电阻R1R24 ，R35 .接通电键S，待电路稳定后，求： 图7210,(1)理想电压表 的读数； (2)电容器的带电量； (3)S再断开后，通过R2的电荷量 审题指导 1审读题干，获取有用信息 确定电路结构：R1与R3串联，R2中无电流通过 电容器C两端的电压与R1相同，电压表 两端的电压与R3相同,2分析设问，确定解题方案
12、 利用闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律求R3两端的电压，即为电压表读数 由R1两端电压确定电容器C两端电压 通过R2的电荷量等于电容器C的带电量,(2)U1IR14 V，(2分) 电容器的带电量QCU11.6104 C(2分) (3)S再断开后，电容器将通过R1、R2和其构成的闭合电路放电，所以通过R2的电荷量为 qR2Q1.6104 C(2分) 答案 (1)5 V (2)1.6104 C (3)1.6104 C,规律总结 在含容电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须要判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的现象,4(2013长春模拟)如图7
13、211所示，电容器C16 F，C23 F，电阻R16 ，R23 .C、D为两端点，当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB为多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？(已知电压U18 V) 图7211,突破训练,解析 在电路中电容器C1、C2相当于断路当S断开时，电路中无电流，B、C等势，A、D等势，因此UABUACUCD18 V. 当S闭合时，R1和R2串联，C1两端电压等于R1两端电压，C2两端电压等于R2两端电压，C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手 当S断开时，UABUACUDB18 V，电容器C1的电荷量为 Q1C1UACC1UDC610618 C1.08104 C.,答案
14、18 V 减少3.6105 C,随堂演练 1将一电源电动势为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外EIr可知，电源输出电压，随输出电流I的增大而减小 D由PIU外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大,解析 因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外IR来分析U外随I的变化情况由闭合电路欧姆定律知，U外EIr，E、r为定值，故U外随I的增大而减小，A、B错，C对；对于PIU外，I增大，R减小，若Rr，由输出功率P随
15、外电阻变化曲线可知，R减小，P减小，故D错 答案 C,2(2012上海单科)直流电路如图7212所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的 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 图7212,答案 ABC,3(2014安徽皖南八校联考)如图7213所示，电池的电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的滑片P由a向b滑动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况为 图7213,A电流表示数一直减小，电压表示数一直增大 B电流表示数一直增大，电压表示数一直减小 C电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小 D电流表示数先增大后减小，电压表示数先减小后增大,解析 外电路是滑动变阻器两部分并联后与R0串联，当两部分电阻值相等时，外电阻阻值最大，路端电压达到最大值，干路电流最小，所以当滑动变阻器的滑片P由a向b滑动的过程中，电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小，选项C正确 答案 C,4如图7214所示，当滑动变阻器R2的滑块P向
