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1、基础课2 电路 闭合电路的欧姆定律,知识点一、电阻的串联、并联,知识点二、电源的电动势和内阻 1电动势 (1)定义：电源在内部移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功与移动电荷的_的比值。 (2)定义式：_，单位为V。 (3)大小：电动势在数值上等于在电源内部_把1 C正电荷从负极移送到正极所做的功。 2 内阻：电源内部导体的电阻。,电荷量,非静电力,知识点三、闭合电路的欧姆定律 1闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路里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)； E_ (适用于所有电路)。,U外Ir,正比,反比,2路端电压与外电阻的关系,增大,E
2、,思考判断 (1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱。( ) (2)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)电动势等于电源的路端电压。( ) (4)电路中某电阻增大，该电阻的功率一定增大。( ) (5)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。( ) (6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。( ) (7)电源的输出功率越大，电源的效率越高。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),电路的动态变化分析,1判定总电阻变化情况的规律 (1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减
3、小)。 (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。,(3)在如图1所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。,图1,2电路动态分析的常用“两法” (1)程序判断法：遵循“局部整体部分”的思路，按以下步骤分析：,(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。,1电压表、电流表示数变化问题(多选)如图2所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中
4、正确的是( ),图2,A电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 B电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 C电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小,解析 滑动变阻器滑片P向右端移动，使得RP变小，总电阻变小，总电流变大，即电流表A1的读数增大。内电压变大，R1两端电压变大，并联电路的电压即电压表V1的读数变小，即R3两端电压变小，通过R3的电流变小即电流表A2的读数减小，由于总电流增大，所以经过另外一个支路即经过R2的电流变大，R2两端电压变大，即电压表V2的读数增大，选项A、D正确。 答案 AD,2小灯泡亮度变化问题(多选)如图3所示
5、的电路，L1、L2、L3是3只小电灯，R是滑动变阻器，开始时，它的滑片P位于中点位置。当S闭合时，3只小电灯都发光。现使滑动变阻器的滑片P向右移动时，则小电灯L1、L2、L3的变化情况( ),图3,AL1变亮 BL2变亮 CL3变暗 DL1、L2、L3均变亮,答案 BC,3含容电路中的电荷量变化问题(多选)如图4所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r0。若改变四个电阻中的一个阻值，则( ),图4,A减小R1，C1、C2所带的电荷量都增加 B增大R2，C1、C2所带的电荷量都增加 C增大R3，C1、C2所带的电荷量都增加 D减小R4，C1、C2所
6、带的电荷量都增加,解析 R1上没有电流流过，R1是等势体，故减小R1，C1两端电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电荷量都不变，选项A错误；增大R2，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项B正确；增大R3，C1两端电压减小，C2两端电压增大，C1所带的电荷量减小，C2所带的电荷量增加，选项C错误；减小R4，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项D正确。 答案 BD,方法技巧,2分析电容器带电荷量的变化要注意以下两点 (1)把电容器当成断路简化电路图，按照电路动态分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化。 (2)电路稳定时，找到与电容器并
7、联的电阻，而电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压。,闭合电路的功率及效率问题,【典例】 如图5所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 ，保护电阻R00.5 ，则当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，且这个最大值为：( ),A1 4 W B1 8 W C0 8 W D0.5 8 W,图5,答案 C,【拓展延伸1】 在【典例】中的条件不变，则当电阻箱R的读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大且这个最大值为( ) A1 6 W B0.5 8 W C1 1.5 W D1.5 6 W,答案 D,【拓展延伸2】 在【典例】中，若电阻箱R的最大值为3 ，R05 ，则当电阻箱R读数为多少
8、时，电阻箱R的功率最大且这个最大值为( ),答案 C,【拓展延伸3】 在【典例】中的条件不变，则电源的最大输出功率为( ) A3 W B4 W C5 W D9 W,答案 D,方法技巧,1电源的PR图象问题将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图6所示，由此可知( ),图6,A电源最大输出功率可能大于45 W B电源内阻一定等于5 C电源电动势为45 V D电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%,答案 B,2纯电阻电路和非纯电阻电路(2017唐山模拟)(多选)如图7所示，电源电动势E3 V，小灯泡L标有“2 V 0.4 W”，开关S接1，当滑动变
9、阻器调到R4 时，小灯泡L正常发光。现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则( ),图7,A电源内阻为1 B电动机的内阻为4 C电动机正常工作电压为1 V D电源效率约为93.3%,答案 AD,电路相关图象问题的分析与计算,两种图象的比较,1电源UI图象的理解(多选)如图8所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( ),图8,A电源的电动势为6.0 V B电源的内阻为12 C电源的短路电流为0.5 A D电流为0.3 A时的外电阻是18 ,答案 AD,2电源UI图象与电阻UI图象的结合(2017黑龙江哈尔滨第一中学考试)(多选)如图9所示的UI图象中，直线为某电源的路端
10、电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知( ),图9,AR的阻值为1.5 B电源电动势为3 V，内阻为0.5 C电源的输出功率为3.0 W D电源内部消耗功率为1.5 W,解析 由于电源的路端电压与电流的关系曲线和电阻R的UI图线都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线的斜率的绝对值等于电源内阻，r1.5 ；电阻R的UI图线的斜率等于电阻R的阻值，R1.5 ，选项A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的UI图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为PUI1.51.0 W1.5 W，选项C错误；由EIP
11、Pr解得电源内部消耗的功率为PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，选项D正确。 答案 AD,利用两种图象解题的基本方法 利用电源的UI图象和电阻的UI图象解题，无论电阻的UI图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的UI图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求。,方法技巧,电路故障的分析方法 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：表现为有电流通过而某元件两端电压为零。,2
12、故障的分析方法 (1)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。 (2)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。在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。 (3)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。在使用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。,(4)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定律进行推理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。,图10
13、,AR1短路 BR2断路 CR2短路 DR3短路,解析 A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B被排除；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器上的电压降低，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的。观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件。故应选D。 答案 D,图11,AL1和L2的灯丝都断了 BL1的灯丝断了 CL2的灯丝断了 D变阻器R断路,解析 根据电路发生断路的特点可以判断。因Uab6 V则说明电源没有问题，是外电路
14、出现故障，而Ucd6 V，则说明L1、R完好，又Uad0，则说明L2的灯丝断了，故C正确。 答案 C,1(2016全国卷，17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图12所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( ),图12,解析 S断开时等效电路如图甲所示。,甲,S闭合时等效电路如图乙所示。,乙,答案 C,2(2016江苏单科，8)(多选)如图13所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有( ),图13,A路端电压为10 V B电源的总功率为10 W Ca、b间电压的大小为5 V Da、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A,答案 AC,3(2014天津理综，2)如图14所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( ),图14,A增大R1的阻值 B增大R2的阻值 C增大两板间的距离 D断开开关S,答案 B,图15,A滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B电源的输出功率最大 C定值电阻R0消耗的功率为0.5 W D电源的效率达到最大值,答案 BC,
