高考物理复习方案 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用

高考物理复习方案 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2表达式：I。 用范围(1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用 )。 (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等电路 )。 4导体的伏安特性曲线图 721(1)IU 图线：以 I 为纵轴、U 为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线，如图 721 所示。 (2)比较电阻的大小：图线的斜率 k ，图中 2(填“” “” “A )串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。 (2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。 (3)无论电阻怎样连接 2、，每一段电路的总耗电功率 P 总等于各个电阻耗电功率之和。 (4)当 n 个等值电阻 联或并联时，R 串 ，R 并 n(5)对于如图 725 所示的电路：滑片由 ab 滑动的过程中， 0，当滑中点时，R 25(6)表头、电压表和电流表本质都是电阻，改装后的电压表和电流表满偏时，表头的最大电流或加在表头两端的最大电压仍为满偏电流和满偏电压，通过串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流来提高电压表的量程和电流表的量程。 26 所示，电路两端的电压 U 保持不变，电阻 2、R 3 消耗的电功率一样大，则电阻之比 2R 3 是()图 726A111B411C144D122光世昌老师高中物理精品资源免费下 3、载地址 ：选 C根据串并联电路的特点， 3，故 3，又 2I 3，故I 22I 3，根据 PI 2R 和 2P 3 得 2R 3 144。 故 C 正确。 电动势闭合电路欧姆定律1电动势(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。 (2)大小：在数值上等于非静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，即 E。 )单位：伏特(V)，1 V1 J/C。 (4)决定因素：电源的电动势由电源本身的性质决定，与外电路无关。 2闭合电路(1)组成2)在外电路中，沿电流方向电势降低。 3闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成 反比 4、。 (2)公式路端电压与负载的关系(1)一般情况：根据 U R 可知，当 R 增大时，U 增大。 r )特殊情况：外电路断路时，R 为无穷大，I0，U E。 电源两端短路时，R0，U 0，I。 端电压跟电流的关系(1)关系式：U E2)用图象表示如图 727 所示。 图 727光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 表示内电压UU 示短路电流图线上每一点坐标的乘积 示外电路消耗的功率图线上每一点对应的 U、I 比值 表示外电阻1电动势与电压的比较电压 电动势意义表示静电力做功将电能转化成其他形式的能的本领表示非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领定义，将单位电荷量的正电荷电力做的功E ，将单位电荷 5、量的正电荷从电静电力做的功决定因素由电源及导体电阻、导体连接方法决定由电源本身决定，与其他因素无关测量方法 将电压表并联在被测电路两端将内阻很大的电压表并联在电源两端，且外电路断开伏安法测量联系电路闭合时 EU 内 U 外外电路断开时 U 外 )程序法：闭合电路中，由于局部电阻变化( 或开关的通断)，引起各部分电压、电流(或灯泡明暗) 发生变化，分析此类问题的基本步骤是：由局部电阻变化判断总电阻的变化；由 I 判断总电流的变化；r据 UE断路端电压的变化；由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变化。 (2)极限法：即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至光世昌老师 6、高中物理精品资源免费下载地址。 (3)特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论。 (4)“串反并同”结论法：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。 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。 即：R闭合电路中的几个功率及电源的效率(1)电源的总功率：P 总 外 IU 内 IP 出 P 内。 若外电路是纯电阻电路，则有 P 总 I 2(Rr)。 r(2)电源内部消耗的功率：P 内 I 2rU 内 IP 总 P 出。 (3)电源的输出功率：P 7、出 II 2rP 总 P 内。 若外电路是纯电阻电路，则有P 出 I 2R。 r2 r2R 4 Rr 时，电源的输出功率最大为。 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 P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻 r 2。 P 出 与 R 的关系如图 728 所示。 图 7284电源的效率 100% 100% 100%E r 100%11 ， 越大；当 Rr 时，电源有最大输出功率时，效率仅为 50%。 29 所示是一实验电路图。 在滑动触头由 a 端滑向 b 端的过程中，下列表述正确的是()图 729A路端电压变小B电流表的示数变 8、大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大解析：选 A当滑动触头由 a 向 b 滑动过程中，R 1 减小，R 外 减小，由 I 知 I 增 外 E小，电源内阻消耗功率 PI 2r 增大，通过 电流 减小，故，B 、C 、 D 错。 电路动态变化问题命题分析 电路的动态变化是高考的热点，常以选择题的形式出现。 例 1 (2011北京高考)如图 7210 所示电路，电源内阻不可忽略。 开关 S 闭合后，在变阻器 滑动端向下滑动的过程中()图 7210A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 电压表的示数减小，电流 9、表的示数增大思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)动端下滑 小 R 外 变小I 增大(2)电源内阻不可忽略由 U 外 E U 外 随 解题突破口已知 小可推得总电流 I 增大，进而推知 U 外 减小，从而引起局部电压电流的变化。 第三步：条理作答解析滑动变阻器 路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R 1两端的电压变大，流表的示数变小，A 项正确。 答案A (1)程序法的基本思路是“局部整体局部”即 R 局 R 总 I 总 U 外 2)本题还可用前面介绍的“串反并同”法，极限法速解。 变式训练1(2011海南高考)如图 7 211，E 为内阻不能忽略 10、的电池，R 1、R 2、R 3 为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与 A 分别为电压表与电流表，初始时 S 均闭合，现将 S 断开，则( )图 7211AV 读数变大，A 的读数变小BV 的读数变大，A 的读数变大CV 的读数变小，A 的读数变小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 V 的读数变小，A 的读数变大解析：选 B当 S 断开后，闭合电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流减小，故路端电压 UE 加，即 V 的读数变大；由于定值电阻 端的电压减小，故 端的电压增加，通过 电流增加，即 A 的读数变大；选项 B 正确。 闭合电路中的能量关系命题分析 闭合电路中的各种功率的计 11、算是高考的热点，常以选择题或计算题形式出现。 例 2如图 7212 所示电路，已知 E6 V，r4 ，R 12 ，R 2 的变化范围是010。 求：图 7212(1)电源的最大输出功率。 (2)消耗的最大功率。 (3)消耗的最大功率。 解析(1)当 1r 时，即 R2rR 12 时，电源的输出功率最大 W。 644(2)通过的电流最大时，消耗的功率最大，此时 I A1 r 62 4 2 22 W2 W(3) ，r) 等效为一新电源，则新电源的内阻 rrR 16 则当 R2rR 1r6 时，2I 2。 答案(1)(2)2 W(3) 求解闭合电路功率问题的两个常用方法：,1 结论法：利用电源的输出功率 P 出 随外电路电阻 R 变化的曲线分析。 2等效法：找出等效电源，如分析变阻器 互动探究本例中若 变化范围是 04 ，则 何值时它消耗的功率最大。 此时电源的效率为多少。 解析：由于 ，而小于 R1r6 结合 P 出 R 曲线可知在 04 内，当 时，R 2消耗的功率最大。 此时电源的效率 100% 100% 100%60%。 外 r 610答案：4 60%含电容器电路的分析与计算命题分析 含电容器电路的动态分析是高考热点之一。