新教材適用2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第9章恒定電流第2講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用課件

第九章恒定電流第2講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用知識(shí)梳理·雙基自測(cè)核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破名師講壇·素養(yǎng)提升2年高考·1年模擬知識(shí)梳理·雙基自測(cè)知識(shí)點(diǎn)1電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．電動(dòng)勢(shì)(1)電源：電源是通過(guò)非靜電力做功把____________的能轉(zhuǎn)化成_________的裝置。(2)電動(dòng)勢(shì)：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E＝___，單位：V。其他形式電勢(shì)能(3)電動(dòng)勢(shì)的物理含義：電動(dòng)勢(shì)表示電源把____________________________________本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。2．內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻r，叫作電源的______，它是電源的另一重要參數(shù)。其他形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能內(nèi)阻知識(shí)點(diǎn)2閉合電路的歐姆定律1．閉合電路的歐姆定律(1)內(nèi)容閉合電路里的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成______，跟內(nèi)、外電阻之和成______。(2)公式①I(mǎi)＝___(只適用于純電阻電路)；②E＝_________(適用于所有電路)。正比反比U外＋I(xiàn)r2．路端電壓與外電阻的關(guān)系增大E思考：(1)根據(jù)E＝U＋I(xiàn)r畫(huà)出電源的U－I圖像？根據(jù)圖線如何求電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？(2)最簡(jiǎn)單的閉合回路如圖所示，推導(dǎo)出電源的輸出功率的表達(dá)式？并求出電源的最大輸出功率？一、堵點(diǎn)疏通1．電動(dòng)勢(shì)的方向即為電源內(nèi)部電流的方向，由電源負(fù)極指向正極，電動(dòng)勢(shì)為矢量。(

)2．電源的重要參數(shù)是電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體積無(wú)關(guān)，與外電路無(wú)關(guān)。(

)3．閉合電路中外電阻越大，路端電壓越大。(

)4．外電阻越大，電源的輸出功率越大。(

)5．電源的輸出功率越大，電源的效率越高。(

)×√√××二、對(duì)點(diǎn)激活1．下列對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)概念的描述，錯(cuò)誤的是(

)A．電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小B．電動(dòng)勢(shì)的單位和電勢(shì)差的單位相同，但電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差的意義不同C．同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)不會(huì)發(fā)生變化D．1號(hào)干電池和7號(hào)干電池的組成材料是一樣的，但1號(hào)干電池的尺寸較大，所以1號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)就比7號(hào)干電池大D[解析]電動(dòng)勢(shì)表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小，故A正確，不符合題意；電動(dòng)勢(shì)的單位和電勢(shì)差單位相同，但電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差是兩個(gè)不同的物理量，它們的物理意義不同，故B正確，不符合題意；電動(dòng)勢(shì)是由電源本身性質(zhì)決定的，同一電源接入不同的電路，電動(dòng)勢(shì)不會(huì)發(fā)生變化，故C正確，不符合題意；我們通常所說(shuō)的1號(hào)干電池的尺寸比7號(hào)干電池的尺寸大，但電動(dòng)勢(shì)相同，故D錯(cuò)誤，符合題意。2．(2023·湖北武漢模擬預(yù)測(cè))閉合電路中電源的U－I圖線如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(

)A．路端電壓為1V時(shí)，干路電流為5AB．電源短路時(shí)電流為無(wú)窮大C．電源電動(dòng)勢(shì)為1.5VD．電源內(nèi)電阻為2ΩA3．用電動(dòng)勢(shì)為1.5V、內(nèi)阻為1.0Ω的干電池5節(jié)串聯(lián)，給一個(gè)“6.0V

0.6W”的用電器供電。(1)求該用電器的額定電流；(2)若要使該用電器在額定電壓下工作，電路中還需要串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電阻？(提示：串聯(lián)電池組的電動(dòng)勢(shì)等于各個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)之和；串聯(lián)電池組的內(nèi)阻等于各個(gè)電池內(nèi)阻之和。)[答案]

(1)0.1A

(2)10Ω核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一閉合電路的動(dòng)態(tài)分析1．動(dòng)態(tài)分析特點(diǎn)斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)、電阻增大或減小導(dǎo)致電路電壓、電流、功率等的變化。2．電路動(dòng)態(tài)分析的方法(1)程序法電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化。(2)極限法對(duì)于因滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)引起電路變化的問(wèn)題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端去討論。此時(shí)要注意是否出現(xiàn)極值情況，即變化是否是單調(diào)變化。(3)特殊值法對(duì)于某些電路問(wèn)題，可以代入特殊值進(jìn)行判定，從而得出結(jié)論。(4)“串反并同”結(jié)論法①所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大。②所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。(2023·海南模擬預(yù)測(cè))如圖所示的電路中，R0是定值電阻，R1是滑動(dòng)變阻器，電源的內(nèi)阻不能忽略，電流表、電壓表均為理想電表。閉合電路使L發(fā)光后，將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，則(

)A．A的示數(shù)增大，L變暗B．A的示數(shù)變小，L變亮C．V1的示數(shù)增大，L變亮D．V2的示數(shù)增大，L變暗例1A[解析]根據(jù)題意，將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，則R1減小，閉合回路中的總電阻減小，根據(jù)閉合回路歐姆定律可知，電流表A的示數(shù)變大，電壓表V2的示數(shù)減小，根據(jù)歐姆定律可知，R0兩端電壓增大，即電壓表V1示數(shù)增大，則燈泡L兩端的電壓減小，則L變暗，故BCD錯(cuò)誤，A正確。電路動(dòng)態(tài)分析的一般步驟名師點(diǎn)撥(1)明確局部電路變化時(shí)所引起的局部電路電阻的變化。(2)根據(jù)局部電路電阻的變化，確定電路的外電阻R外總?cè)绾巫兓?4)由U內(nèi)＝I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化。(5)由U＝E－U內(nèi)確定路端電壓如何變化。(6)確定支路兩端的電壓及通過(guò)各支路的電流如何變化?！沧兪接?xùn)練1〕

(2023·浙江麗水第二高級(jí)中學(xué)高三階段練習(xí))如圖所示的電路圖，電流表、電壓表是理想電表，電阻R0是定值電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E、r，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為r0；當(dāng)合上開(kāi)關(guān)，增大電阻箱R的阻值時(shí)，電流表和電壓表的數(shù)值變化量分別為ΔI、ΔU，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電壓表的示數(shù)減小B．電流表的示數(shù)增大D考點(diǎn)二電路中的功率及效率問(wèn)題1．電源的總功率P總＝EI＝U外I＋U內(nèi)I＝P出＋P內(nèi)。2．電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出。(5)P出與R的關(guān)系如圖所示。(2023·安徽高三月考)如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5Ω。求：(1)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大，并求這個(gè)最大值；(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大，并求這個(gè)最大值；(3)若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝5Ω，求：當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R的功率最大，并求這個(gè)最大值；例2(4)電源的最大輸出功率?！沧兪接?xùn)練2〕

(多選)(2023·河北高三月考)在如圖所示的電路中，兩個(gè)燈泡均發(fā)光，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，則()A．A燈變亮B．B燈變亮C．電源的輸出功率減小D．電源的工作效率增大AD考點(diǎn)三對(duì)電源的U－I圖像的理解(2023·江蘇模擬預(yù)測(cè))在如圖所示的U－I圖中，直線a為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線b為某電阻R的電壓與電流的關(guān)系?，F(xiàn)用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖可知(

)A．電源的輸出功率為6.0WB．電源的路端電壓為4.0V，電源的效率為66.7%C．該電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0V，電源內(nèi)阻因發(fā)熱損耗功率為3.0WD．用比R阻值大的電阻與該電源組成閉合回路，電源的輸出功率可能增大例3B〔變式訓(xùn)練3〕如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡先后分別與電源1和電源2單獨(dú)連接時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是(

)A．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2B．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是1∶2C．電源1和電源2的內(nèi)阻之比是11∶7D．電源1和電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是1∶1A考點(diǎn)四含電容器電路的分析1．電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過(guò)程時(shí)，把電容器所處的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。2．電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器直接串聯(lián)的電路中沒(méi)有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器直接串聯(lián)的電阻視為等勢(shì)體。電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓。3．電容器所帶電荷量的變化的計(jì)算：(1)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差；(2)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過(guò)所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和。

(2023·廣東高三專(zhuān)題練習(xí))如圖所示，平行板電容器中有一帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電壓表為理想電表，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R2的滑片P緩慢向上端滑動(dòng)，在液滴未打到極板前，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度將增大B．電容器所帶的電荷量將增加C．流經(jīng)R1的電流減小，電壓表讀數(shù)增大D．液滴帶負(fù)電，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大例4D[解析]滑片P向上滑動(dòng)，R2的電阻變小，總電阻變小，通過(guò)R1的電流變大，電源內(nèi)部電壓變大，路端電壓變小，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，電容器兩極板的電壓變小，所以電容器中的電場(chǎng)強(qiáng)度將變小，兩極板所帶的電荷量也變小，所以AB錯(cuò)誤；由于電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度變小，電荷受到電場(chǎng)力變小，電荷將向下運(yùn)動(dòng)，由電荷處于平衡狀態(tài)和電荷向下運(yùn)動(dòng)可知：電荷帶負(fù)電，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，D選項(xiàng)正確?！沧兪接?xùn)練4〕

(2022·新疆烏魯木齊月考)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，電阻R1＝R2＝R3＝r，電容器電容為C，當(dāng)開(kāi)關(guān)S由接a換到接b且電路達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程中，通過(guò)R3的電荷量是(

)C名師講壇·素養(yǎng)提升電路故障分析問(wèn)題電路故障一般是短路或斷路，常見(jiàn)的情況有導(dǎo)線斷芯、燈泡斷絲、燈座短路、電阻器內(nèi)部斷路、接觸不良等現(xiàn)象，檢查故障的基本方法有兩種：1．儀表檢測(cè)法(1)電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明電壓表上無(wú)電流通過(guò)，則可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段內(nèi)有短路。如果電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表上有電流通過(guò)，則在并聯(lián)路段之外無(wú)斷路，或并聯(lián)路段內(nèi)無(wú)短路。(2)電流表檢測(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過(guò)對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置。在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，一定要注意電流表的極性和量程。(3)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)電阻測(cè)量值很大時(shí)，表示該處斷路；當(dāng)電阻測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處短路。在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一定要切斷電源。2．假設(shè)法已知電路發(fā)生某種故障，尋找故障發(fā)生在何處時(shí)，可將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理。推理結(jié)果若與題述物理現(xiàn)象不符合，則故障不是發(fā)生在這部分電路；若推理結(jié)果與題述物理現(xiàn)象符合，則故障可能發(fā)生在這部分電路，直到找出發(fā)生故障的全部可能為止，此方法亦稱(chēng)排除法。(2023·重慶市育才中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試)某同學(xué)按如圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電壓表內(nèi)阻看作無(wú)限大，電流表內(nèi)阻看作零。實(shí)驗(yàn)中由于電路發(fā)生故障，發(fā)現(xiàn)兩電壓表示數(shù)相同了(但不為零)，若這種情況的發(fā)生是由于某一用電器引起的，則可能的故障是(

)A．RP斷路 B.R2斷路C．R1短路 D.R3短路例5[解析]若R3短路則電壓表V1、V2示數(shù)為零；若Rp斷路，則電壓表V2示數(shù)為零，V1示數(shù)不為零，電壓表示數(shù)不相同；若R1短路，V1測(cè)滑動(dòng)變阻器和R2串聯(lián)總電壓，V2測(cè)R2兩端電壓，兩電壓表示數(shù)不相同；若R2斷路，兩電壓表均測(cè)R3電壓，電壓表示數(shù)相同，ACD錯(cuò)誤，B正確。B2年高考·1年模擬1.(2023·北京模擬預(yù)測(cè))用如圖所示的電路，測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)做出如圖所示的U－I圖像，下列說(shuō)法正確的是(

)A．電池的內(nèi)阻為2.9ΩB．電源的電動(dòng)勢(shì)為1.50VC．外電路短路時(shí)的電流為0.50AD．當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)，電源效率變小D2．(多選)(2023·安徽省桐城中學(xué)高三階段練習(xí))將一電源與電阻箱R、定值電阻R0連接成閉合回路(甲)，并且R0＝2Ω，測(cè)得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖(乙)所示，由此可知()A．電阻箱R＝1Ω時(shí)，定值電阻R0功率取得最大值B．電源內(nèi)阻一定等于5ΩC．電源電動(dòng)勢(shì)為30VD．電