高考物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案27閉合回路歐姆定律

閉合電路歐姆定律學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解和掌握閉合電路歐姆定律。2.會利用閉合電路歐姆定律處理有關(guān)功率、動態(tài)分析、含容電路和故障分析等問題。考點(diǎn)一閉合電路歐姆定律及功率問題情境一、如圖所示為閉合電路的組成(純電阻電路)問題1、在外、內(nèi)電路中，沿著電流方向，各點(diǎn)電勢如何變化？問題2、若電源電動勢為E，電路中的電流為I，在t時間內(nèi)電源非靜電力做功多少？內(nèi)外電路中產(chǎn)生的焦耳熱分別為多少？它們之間有怎樣的關(guān)系？問題3、閉合電路的電流I與電動勢E，外電阻R和內(nèi)電阻r的關(guān)系怎樣？情境二、按照下面電路圖連接好電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析以下問題問題1、當(dāng)外電阻增大時，電路中的電流怎么變化，路端電壓怎么變化？當(dāng)外電阻減小時，電流怎么變化，路端電壓怎么變化？問題2、根據(jù)閉合電路歐姆定律變形U＝E－Ir，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作出U與I關(guān)系的函數(shù)圖象，并思考以下問題。外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的哪個點(diǎn)？怎樣看出這時路端電壓與電動勢的關(guān)系?

（2）電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的哪個點(diǎn)？怎樣讀出這時電流的大小?

（3）電動勢E和內(nèi)阻r的大小對圖像有什么影響？情境三、如圖所示，電源電動勢E＝3V，內(nèi)阻r＝3Ω，定值電阻R1＝1Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為10Ω，思考以下問題并總結(jié)電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系問題1、當(dāng)滑動變阻器的阻值R2為多大時，電阻R1消耗的功率最大？電阻R1消耗的最大功率是多少？問題2、當(dāng)變阻器的阻值為多大時，變阻器消耗的功率最大？變阻器消耗的最大功率是多少？問題3、當(dāng)變阻器的阻值為多大時，電源輸出功率最大？電源輸出的最大功率是多少？問題4、三種情況下，電源的效率分別為多大？結(jié)合下面表格總結(jié)電源的輸出功率與外電路電阻的關(guān)系。電源總功率任意電路：P總＝EI＝P出＋P內(nèi)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)＝I2r＝P總－P出電源的輸出功率任意電路：P出＝UI＝P總－P內(nèi)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)P出與外電阻R的關(guān)系電源的效率任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%由P出與外電阻R的關(guān)系圖像可知：(1)當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率最大為Pm＝。(2)當(dāng)R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來。(3)當(dāng)R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越。(4)當(dāng)P出＜Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。（補(bǔ)充）等效電源：把含有電源、電阻的部分電路等效為新的“電源”，其“電動勢”、“內(nèi)阻”如下：(1)兩點(diǎn)間斷路時的電壓等效為電動勢E′.(2)兩點(diǎn)短路時的電流為等效短路電流I短′，等效內(nèi)電阻r′＝eq\f(E′,I短′).常見電路等效電源如下：考向1閉合電路伏安特性曲線1．在如圖所示的圖像中，直線為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，曲線為某一小燈泡的伏安特性曲線，曲線與直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為，該點(diǎn)的切線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為，用該電源直接與小燈泡連接成閉合電路，由圖像可知（）A．電源電動勢為B．電源內(nèi)阻為C．小燈泡接入電源時的電阻為D．小燈泡實(shí)際消耗的電功率為考向2閉合電路的功率問題2．閉合電路內(nèi)、外電阻的功率隨外電路電阻變化的兩條曲線如圖所示，曲線A表示內(nèi)電阻的功率隨外電阻變化的關(guān)系圖線，曲線B表示外電阻的功率隨外電阻變化的關(guān)系圖線。下列說法正確的是（）A．電源的電動勢為B．電源的內(nèi)阻為C．曲線A的最大功率為D．外電阻取時外電阻的功率是外電阻取時外電阻的功率的3．如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，滑動變阻器接入電路的有效阻值為Rp，已知定值電阻R0為4Ω，R為8Ω，滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值Rp的關(guān)系如右圖所示，下列說法正確的是（）A．電源的電動勢E=4VB．電源的內(nèi)阻r=2ΩC．滑動變阻器的滑片從右向左移動時，R消耗的功率先增大后減小D．滑動變阻器的滑片從右向左移動時，電源的輸出功率一直增大考點(diǎn)二電路的動態(tài)分析問題情境四、如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略，問題1、試分析電路中各元件的連接方式？問題2、開若關(guān)S閉合后,在滑動變阻器R0的滑片向下滑動，電阻中的總電阻如何變化？通過電阻R0和R1的電流分別如何變化？電流表和電壓表的示數(shù)如何變化？電路動態(tài)分析的方法：1．程序法2．結(jié)論法：用口訣表述為“串反并同”：(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都將減小，反之則增大。(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、消耗的電功率都將增大，反之則減小。3．極限法：因滑動變阻器滑片滑動引起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端，讓電阻最大或電阻為零進(jìn)行討論。考向1電路的動態(tài)分析問題4．如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r。閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，電表均為理想電表，在滑動變阻器的滑片P由b端滑到a端的過程中，下列說法正確的是（）

A．U先變大后變小 B．I先變小后變大C．U與I比值先變大后變小 D．電源內(nèi)部消耗的功率先減小后增大5．在如圖所示電路中，電源電動勢，內(nèi)阻，定值電阻，，，滑動變阻器的取值范圍為0～，所打電表均為理想電表。閉合開關(guān)S，在滑動變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，電壓表、電壓表、電流表A示數(shù)的變化量分別為、、。下列說法正確的是（）A．大于B．不變，增大C．考向2生活科技中的電路動態(tài)分析6．交警使用的某型號酒精測試儀工作原理如圖所示，傳感器的電阻值R隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電表均可視為理想電表。當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小B．酒精氣體濃度越大，電源的效率越低C．酒精氣體濃度越大，電源的輸出功率越小D．電壓表示數(shù)變化量的絕對值與電流表示數(shù)變化量的絕對值之比變小7．其興建小組利用壓敏電阻制作一臺電子秤，其內(nèi)部電路如圖所示，是保護(hù)電阻，是調(diào)零電阻，壓敏電阻值R隨壓力F變化規(guī)律為（k、C為常量，）?，F(xiàn)對電流表的刻度盤進(jìn)行改裝，使得電流表滿偏時對應(yīng)的物體質(zhì)量為零，則（）A．刻度盤標(biāo)注的質(zhì)量刻度均勻B．若使用前質(zhì)量示數(shù)大于零，應(yīng)將的滑片向右滑動C．電子秤的示數(shù)越大，電源的總功率越大D．若電池的內(nèi)阻增大，但仍能調(diào)零，則稱量值仍準(zhǔn)確考向3含容電路動態(tài)分析8．如圖，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，為定值電阻，電容器的電容為C，現(xiàn)將滑動變阻器的滑片由最上端緩慢地向下滑動，電壓表示數(shù)變化量的絕對值分別為、，電流表示數(shù)變化量的絕對值為，已知，滑動變阻器的最大阻值大于r，下列說法正確的是（）A．、示數(shù)增大，A的示數(shù)減小B．、、A的示數(shù)均增大C．兩端電壓增大D．電容器增加的電荷量為9．如圖所示，電源電動勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R1、滑動變阻器R2，電壓表和電流表可視為理想電表。開關(guān)S閉合時，一帶電油滴P恰好能靜止在平行金屬板之間，若將滑動變阻器的滑片向b端移動，下列說法正確的是（）A．電流表的示數(shù)變小B．電流表的示數(shù)變小C．油滴將向下運(yùn)動D．電流表，的示數(shù)分別為，，電壓表的示數(shù)為U，則有10．如圖所示，電源電動勢E=12V，內(nèi)阻不計，定值電阻R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω。M點(diǎn)和N點(diǎn)之間接有定值電阻R5和水平放置的理想平行板電容器，電容器的電容C=0.5F。第一次將電阻箱的阻值調(diào)為R4=2Ω，第二次將電阻箱的阻值調(diào)為。下列說法正確的是（）A．第一次，M點(diǎn)的電勢低于N點(diǎn)的電勢C．電阻箱的阻值改變的過程中，通過電阻R5D．電阻箱的阻值改變前后，電路消耗的電功率之比為11:14考點(diǎn)三故障分析1．電路故障一般是短路或斷路，其特點(diǎn)如下：(1)短路狀態(tài)的特點(diǎn)：有電流通過電路而兩端電壓為零。(2)斷路狀態(tài)的特點(diǎn)：電源路端電壓不為零而電流為零。2．利用電流表、電壓表判斷電路故障的方法常見故障故障解讀原因分析正常無示數(shù)“電流表示數(shù)正常”表明電流表所在電路為通路，“電壓表無示數(shù)”表明無電流通過電壓表故障原因可能是：a．電壓表損壞；b．電壓表接觸不良；c．與電壓表并聯(lián)的用電器短路正常無示數(shù)“電壓表有示數(shù)”表明電壓表有電流通過，“電流表無示數(shù)”說明沒有或幾乎沒有電流流過電流表故障原因可能是：a．電流表短路；b．和電壓表并聯(lián)的用電器斷路均無示數(shù)“兩表均無示數(shù)”表明無電流通過兩表除了兩表同時被短路外，可能是干路斷路導(dǎo)致無電流考向電路故障分析11．連接如圖所示的電路，閉合電鍵S后，從a向b移動滑動變阻器R的滑片，發(fā)現(xiàn)“小燈泡一直不發(fā)光，電壓表的示數(shù)逐漸增大”，電路的故障可能為（）A．小燈泡短路 B．小燈泡斷路C．電流表斷路 D．滑動變阻器短