《2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律学案（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小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：(1)I(只适用于纯电阻电路)(2)EU外Ir(适用于所有电路)3路端电压U与电流I的关系(1)关系式：UEIr.(2)UI图象如图1所示图1当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电源电动势当外电路短路即U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻二、电路中的功率及效率问题1电源的总功率(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率P内I2rIU内P总P出3电源的输出功率(1)任意
2、电路：P出IUIEI2rP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当P出Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2r2.P出与R的关系如图2所示图24电源的效率(1)任意电路：100%100%.(2)纯电阻电路：100%100%因此在纯电阻电路中R越大，越大深度思考当Rr时，电源的输出功率最大，则此时电源的效率是不是最大？答案不是解析由100%可知，当Rr时，50%.故此时效率不是最大1判断下列说法是否正确(1)闭合电路中的电流跟电源
3、电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比()(2)电动势是电源两极间的电压()(3)当外电阻增大时，路端电压也增大()(4)闭合电路中的短路电流无限大()(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压()(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()2(人教版选修31P63第3题)许多人造卫星都用太阳电池供电太阳电池由许多片电池板组成某电池板不接负载时的电压是600V，短路电流是30A.则这块电池板的内阻()A2B20C200D2000答案B3(人教版选修31P63第4题)电源的电动势为4.5V、外电阻为4.0时，路端电压为4.0
4、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()A4.3V3.72VB3.73V4.3VC3.72V4.3VD4.2V3.73V答案C4(人教版选修31P66第2题)一个量程为0150V的电压表，内阻为20k，把它与一个大电阻串联后接在110V电路的两端，电压表的读数是5V这个外接电阻是()A240B420kC240kD420答案B命题点一闭合电路欧姆定律及动态分析1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(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片分别滑至
5、两个极端去讨论2闭合电路的故障分析(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它两端电压为零(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，或并联路段被短路电流表检测：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例1(多选)如图3所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2，四个电阻的阻值已在图中
6、标出，闭合开关S，下列说法正确的有()图3A路端电压为10VB电源的总功率为10WCa、b间电压的大小为5VDa、b间用导线连接后，电路的总电流为1A答案AC解析外电路的总电阻R10，总电流I1A，则路端电压UIR10V，A对；电源的总功率P总EI12W，B错；a、b间电压大小为Uab0.515V0.55V5V，C项对；a、b间用导线连接后，外电路的总电阻为R27.5，电路中的总电流I1.26A，D项错误1如图4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，V与A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4AV的读数变大，A的读数变小BV的读数变
7、大，A的读数变大CV的读数变小，A的读数变小DV的读数变小，A的读数变大答案B解析S断开，相当于外电阻变大，由闭合电路欧姆定律知电路中总电流减小，则路端电压增大，V的示数变大，R1的电压减小，故R3的电压增大，故电流表示数变大，B正确2.如图5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IC1.2A，限流电阻R26，小灯泡L上标有“6V6W”的字样，电源电动势E8V，内阻r2.原来电路正常
8、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()图5A灯泡L短路前通过R2的电流为AB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1AC灯泡L短路后通过R1的电流为AD灯泡L短路后通过R2的电流为2A答案C解析标有“6V6W”的小灯泡L电阻R6，灯泡L正常发光时通过灯泡L的电流I1A，超导部件处于超导态，其电阻为零，1A电流全部通过超导部件，即灯泡L短路前通过R2的电流为零，A错误灯泡L短路后，电流增大超过超导部件超导临界电流，将由超导态转化为正常态，外电路电阻R2，由闭合电路欧姆定律可得，通过灯泡的电流I2A，B错误由并联电路电流分配规律可知，灯泡L短路
9、后通过R1的电流为A，通过R2的电流为A，C正确，D错误命题点二电路中的功率及效率问题例2如图6所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是()图6A电流表、电压表的读数均变小B电源内阻消耗的功率变大C液滴将向上运动D电源的输出功率变大答案C解析当L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上运动，C正确由于C两端的电压增大，R2、R3中
10、的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误由于电源的内外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误选C.3.(多选)在如图7所示的UI图象中，直线为某一电源的路端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相连组成闭合电路，由图象可知()图7A电源的电动势为3V，内阻为0.5B电阻R的阻值为1C电源的输出功率为4WD电源的效率为50%答案ABC解析由图线可知，电源的电动势为3V，内阻为r0.5；由图线可知，电阻R的阻值为1，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I2A，路端电压UIR2V(可由题图读
11、出)，电源的输出功率为PUI4W，电源的效率为100%66.7%，故选项A、B、C正确，D错误4(多选)如图8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()图8A电源的电动势为50VB电源的内阻为C电流为2.5A时，外电路的电阻为15D输出功率为120W时，输出电压是30V答案ACD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E50V，r5，A正确，B错误；当电流为I12.5A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120W时
12、，由题图中PI关系图线看出对应干路电流为4A，再从UI图线读取对应的输出电压为30V，D正确.命题点三电源和电阻UI图象的比较图象上的特征物理意义电源UI图象电阻UI图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系图线与坐标轴交点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0图线上每一点坐标的乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的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图线斜率的绝对值大小内阻r电阻大小例3如图9直线A为
13、某电源的UI图线，曲线B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()图9A此电源的内电阻为B灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为6WC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答案B解析由图象知，电源的内阻为r0.5，A错误；因为灯L1正常发光，故灯L1的额定电压为3V，额定功率为PUI32W6W，B正确；正常工作时，灯L1的电阻为R11.5，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，
14、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5.(多选)如图10所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线以下说法正确的是()图10A电池组的内阻是1B电阻的阻值为0.33C将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4WD改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率是4W答案AD解析a图线斜率的绝对值的倒数等于电源的内阻，则电池组的内阻是r1，选项A正确；b图线的斜率的倒数等于电阻R，则R3，选项B错误；由a图线可知，电源的电动势为E4V，将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是P()2R()23W3W，选项C错误；改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为PmW4W，选项D正确；故选A、D.6.(多选)如图11所示
