2019版高考物理總復習 第八章 恒定電流 基礎課2 電路 閉合電路的歐姆定律課件.ppt

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基礎課2電路閉合電路的歐姆定律 電阻的串聯(lián) 并聯(lián) 知識排查 閉合電路的歐姆定律 1 基本概念 規(guī)律 E U內 E Ir 2 路端電壓與外電阻的關系 1 關系式 U E Ir 2 用圖象表示如圖1所示 其中縱軸截距為 橫軸截距為 斜率的絕對值為 3 路端電壓跟電流的關系 圖1 電動勢 短路電流 內阻 1 電動勢就是電源兩極間的電壓 2 閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比 跟整個電路的電阻成反比 3 閉合電路中的短路電流無限大 4 電源U I圖象上某點縱 橫坐標的乘積對應此時的輸出功率 答案 1 2 3 4 小題速練 1 思考判斷 2 人教選修3 1 P52 T4改編 如圖2是有兩個量程的電壓表 當使用a b兩個端點時 量程為0 10V 當使用a c兩個端點時 量程為0 100V 已知電流表的內阻Rg為500 滿偏電流Ig為1mA 則電阻R1 R2的值 A 9500 90000 B 90000 9500 C 9500 9000 D 9000 9500 圖2 答案A 3 人教選修3 1 P63 T1 一個電源接8 電阻時 通過電源的電流為0 15A 接13 電阻時 通過電源的電流為0 10A 則電源的電動勢和內阻分別為 A 2V1 5 B 1 5V2 C 2V2 D 1 5V1 5 解析由閉合電路歐姆定律得E I1 R1 r E I2 R2 r 代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r 2 E 1 5V 答案B 閉合電路歐姆定律及動態(tài)分析 1 判定總電阻變化情況的規(guī)律 1 當外電路的任何一個電阻增大 或減小 時 電路的總電阻一定增大 或減小 2 若開關的通 斷使串聯(lián)的用電器增多時 電路的總電阻增大 若開關的通 斷使并聯(lián)的支路增多時 電路的總電阻減小 3 在如圖3所示分壓電路中 滑動變阻器可視為由兩段電阻構成 其中一段R并與用電器并聯(lián) 另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián) A B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致 圖3 2 電路動態(tài)分析的常用 兩法 1 程序判斷法 遵循 局部 整體 部分 的思路 按以下步驟分析 2 極限法 即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題 可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論 1 2017 河北石家莊模擬 如圖4所示電路中 L1 L2為兩只完全相同 阻值恒定的燈泡 R為光敏電阻 光照越強 阻值越小 閉合電鍵S后 隨著光照強度逐漸增強 A L1逐漸變暗 L2逐漸變亮B L1逐漸變亮 L2逐漸變暗C 電源內電路消耗的功率逐漸減小D 光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸增大 圖4 解析當光照增強時 光敏電阻的阻值減小 電路的總電阻減小 由閉合電路歐姆定律可得 電路中總電流增大 則L2逐漸變亮 U內 Ir增大 由U E Ir可知 路端電壓減小 L2兩端的電壓增大 則L1兩端的電壓減小 故L1逐漸變暗 故選項A正確 B錯誤 電路中總電流增大 由P I2r知電源內電路消耗功率逐漸增大 故選項C錯誤 將L2看成電源內電路的一部分 光敏電阻R和L1消耗的總功率是等效電源的輸出功率 由于等效電源的內阻大于外電阻 所以當光敏電阻的阻值減小 即外電阻減小時 等效電源的內 外電阻相差更大 輸出功率減小 則光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸減小 故選項D錯誤 答案A 2 如圖5所示 電源的電動勢為E 內阻為r 定值電阻R的阻值也為r 滑動變阻器的最大阻值是2r 當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動過程中 下列說法正確的是 A 電壓表的示數(shù)變大B 電流表的示數(shù)變小C 滑動變阻器消耗的功率變小D 定值電阻R消耗的功率先變大后變小 圖5 解析等效電路圖如圖所示 滑片從a端滑向b端 其接入電路的阻值RPb減小 由 串反并同 原則有 電壓表示數(shù)減小 電流表示數(shù)增大 電阻R消耗的功率增大 選項A B D錯誤 把電阻R當作電源內電阻 等效電源 則R內 2r RPb減小 且RPb 2r 等效電源的輸出功率減小 即滑動變阻器的功率減小 選項C正確 答案C 3 如圖6所示 電路中R1 R2均為可變電阻 電源內阻不能忽略 平行板電容器C的極板水平放置 閉合電鍵S 電路達到穩(wěn)定時 帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動 如果僅改變下列某一個條件 油滴仍能靜止不動的是 A 增大R1的阻值B 增大R2的阻值C 增大兩板間的距離D 斷開電鍵S 圖6 答案B 4 2016 全國卷 17 阻值相等的四個電阻 電容器C及電池E 內阻可忽略 連接成如圖7所示電路 開關S斷開且電流穩(wěn)定時 C所帶的電荷量為Q1 閉合開關S 電流再次穩(wěn)定后 C所帶的電荷量為Q2 Q1與Q2的比值為 圖7 解析S斷開時等效電路如圖甲所示 甲 S閉合時等效電路如圖乙所示 答案C 乙 電源的功率和效率問題 電源的功率和效率 典例 如圖8所示 已知電源電動勢為6V 內阻為1 保護電阻R0 0 5 則當保護電阻R0消耗的電功率最大時 這個電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為 A 1 4WB 1 8WC 08WD 0 5 8W 圖8 答案C 拓展延伸1 在 典例 中的條件不變 則當電阻箱R的讀數(shù)為多少時 電阻箱R消耗的功率PR最大且這個最大值為 A 1 6WB 0 5 8WC 1 1 5WD 1 5 6W 答案D 答案C 拓展延伸3 在 典例 中的條件不變 則電源的最大輸出功率為 A 3WB 4WC 5WD 9W 答案D 1 將一電源與一電阻箱連接成閉合回路 測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9所示 由此可知 A 電源最大輸出功率可能大于45WB 電源內阻一定等于5 C 電源電動勢為45VD 電阻箱所消耗功率P最大時 電源效率大于50 圖9 答案B 2 多選 如圖10所示 A為電解槽 M為電動機 N為電爐 恒定電壓U 12V 電解槽內阻rA 2 當S1閉合 S2 S3斷開時 電流表A示數(shù)為6A 當S2閉合 S1 S3斷開時 電流表A示數(shù)為5A 且電動機輸出功率為35W 當S3閉合 S1 S2斷開時 電流表A示數(shù)為4A 則 A 電爐的電阻為2 B 僅S1閉合時 電爐的發(fā)熱功率為72WC 電動機的內阻為1 2 D 在電解槽工作時 電能轉化為化學能的功率為48W 圖10 答案AB 兩種圖象的比較 兩類U I圖象的比較與應用 1 多選 如圖11所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖象 下列結論正確的是 A 電源的電動勢為6 0VB 電源的內阻為12 C 電源的短路電流為0 5AD 電流為0 3A時的外電阻是18 圖11 答案AD 2 2017 河南南陽模擬 硅光電池是一種太陽能電池 具有低碳環(huán)保的優(yōu)點 如圖12所示 圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖象 電池內阻不是常量 圖線b是某電阻R的U I圖象 在該光照強度下將它們組成閉合回路時 硅光電池的內阻為 A 5 5 B 7 0 C 12 0 D 12 5 圖12 答案A 利用兩種圖象解題的基本方法利用電源的U I圖象和電阻的U I圖象解題 無論電阻的U I圖象是線性還是非線性 解決此類問題的基本方法是圖解法 即把電源和電阻的U I圖線畫在同一坐標系中 圖線的交點即電阻的 工作點 電阻的電壓和電流可求 其他的量也可求 電路故障問題的處理方法 分析推理能力的培養(yǎng) 1 故障特點 1 斷路特點 斷路部分電路中電流為零 而電壓不為零 因此 若外電路中某兩點間電壓不為零 電流為零 則兩點間有斷點 而這兩點與電源的兩極之間無斷點 2 短路特點 表現(xiàn)為有電流通過而某元件兩端電壓為零 2 故障分析方法 類型1電表測量法 例1 二極管具有單向導電性 當正極接電源正極 正接 時二極管導通 電流可以通過二極管 且二極管的阻值很小 可忽略 當負極接電源正極 反接 時二極管截止 阻值很大 電流為零 為了驗證二極管的這一特性 將其接入如圖13所示電路cd之間的D處 閉合開關時燈不亮 經(jīng)初步檢查各接線均牢固正確 為了確定電路故障的位置 四位同學各自進行了以下操作 由此可判斷 A 同學1的操作說明故障在a b之間B 同學2的操作說明故障在b c之間C 根據(jù)同學1 3的操作即可判斷故障的原因是二極管正 負極接錯D 根據(jù)同學2 4的操作即可判斷故障的原因是二極管已損壞斷開 圖13 解析同學1的操作結果中 電壓為零的點為b c 黑表筆與電源是斷開的 電壓為6V的點d e與電源是相通的 說明故障只在c d之間 選項A錯誤 同學2的操作結果與同學1相同 選項B錯誤 同學3的操作說明二極管的正極接在d點 被反接了 結合同學1的結果可以判斷故障原因是二極管正 負極接錯 選項C正確 由于二極管正 負極接錯 同學4的操作測定的是二極管的反向電阻 應該很大 并不能表明二極管已損壞斷開 選項D錯誤 答案C 類型2現(xiàn)象判斷法 例2 在如圖14所示的電路中 閉合開關S后 L1 L2兩燈泡都正常發(fā)光 后來由于某種故障使L2突然變亮 電壓表讀數(shù)減小 由此推斷 該故障可能是 A L1燈絲燒斷B 電阻R2斷路C 電阻R2短路D 電容器被擊穿短路 圖14 解析若L1燈絲燒斷 則總電阻增大 總電流減小 L2兩端電壓減小 L2變暗 選項A錯誤 若R2斷路 則總電阻增大 電壓表讀數(shù)增大 總電流減小 L1與R1并聯(lián)部分兩端的電壓減小 故L2兩端的電壓增大 L2變亮 選項B錯誤 若電阻R2短路 則通過L2的電流為零 L2不亮 選項C錯誤 若電容器被擊穿短路 則電路總電阻減小 路端電壓減小 總電流增大 L2變亮 選項D正確 答案D 針對訓練 如圖15所示 電源電動勢為6V 當開關S接通時 燈泡L1和L2都不亮 用電壓表測得各部分電壓是Uad 0 Ucd 6V Uab 6V 由此可判定 A L1和L2的燈絲都斷了B L1的燈絲斷了C L2的燈絲斷了D 變阻器R斷路 圖15 解析根據(jù)電路發(fā)生斷路的特點可以判斷 因Uab 6V則說明電源沒有問題 是外電路出現(xiàn)故障 而Ucd 6V 則說明L1 R完好 又Uad 0 則說明L2的燈絲斷了 故選項C正確 答案C