2022-2023年高考物理一轮复习 第8章恒定电流第2节闭合电路欧姆定律课件

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 第8章恒定电流第2节闭合电路欧姆定律课件，共60页。PPT课件主要包含了知识梳理，教材梳理·自主预习，用电器，U外+U内，I2Rt+I2rt，E-Ir，小题检测，考点研析·感悟提升，审题图示，ACD等内容，欢迎下载使用。
一、电源的电动势和内阻1.电动势(1)意义:反映电源把其他形式的能转化为 本领的物理量.(2)大小:在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压.2.内阻:电源内部导体的电阻.
二、闭合电路1.闭合电路:用导线把 、 连成的电路.其中 、导线组成外电路,电源 是内电路.2.电动势与电压的关系:电流通过外电路,也通过内电路,其电压分别为U外=IR,U内=Ir,有E= .3.能的转化关系:纯电阻电路中,有EIt= .三、闭合电路的欧姆定律1.内容:流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成 ,跟电路中内、外电阻之和成 .
自主探究一些同学可能有这样的经验:傍晚用电多的时候,灯光发暗,而当夜深人静时,灯光特别明亮.又如,在插上电炉、电暖气等用电多的电器时,灯光会变暗,拔掉后灯光马上又亮起来.试解释这种现象.答案:接入的用电器越多,并联支路越多,外电路并联后的总电阻越小,内外电路的总电阻越小,由闭合电路的欧姆定律知总电流就越大,内电压变大,外电压变小,从而用电器两端的电压变小,用电器实际功率变小而灯亮度变暗.
1.思考判断(1)电动势等于电源的路端电压.(　 　)(2)闭合电路中,顺着电流方向电势总是降低的.(　 　)(3)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大.(　 　)(4)电源的电动势越大,路端电压越大.(　 　)(5)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.(　 　)
2.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此(　 　)A.电动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势的单位与电势差的单位相同,故两者在本质上相同解析:电动势是反映电源通过非静电力做功,将其他形式的能转化为电能本领的物理量,电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明电源储存的电能越多,故选项A,B错误,C正确;虽然电动势的单位与电势差的单位相同,但两者物理意义不同,故选项D错误.
3.一个电源接8 Ω电阻时,通过电源的电流为0.15 A,接13 Ω 电阻时,通过电源的电流为0.10 A,则电源的电动势和内阻分别为(　 　)A.2 V　1.5 ΩB.1.5 V　2 ΩC.2 V　2 ΩD.1.5 V　1.5 Ω解析:根据闭合电路规律E=IR+Ir,代入数据联立得r=2 Ω,E=1.5 V.
4.(多选)如图所示,当开关S闭合时,以下判断正确的是(　 　)A.电压表的读数变小B.电流表的读数变小C.电阻R1的功率变小D.电源内电势降落变小
考点一　电路的动态分析1.动态电路的特点断开或闭合开关,滑动变阻器的滑片移动,增、减支路,电阻增大或减小,从而导致电路电压、电流、功率等发生变化.2.电路动态分析的两种常用方法(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→电压或电流的变化→串、并联规律→某一部分电路U,I变化→确定相关量的变化.(2)极限法:对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两个极端去讨论.
[例1] 电路如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,与定值电阻R1,R2及滑动变阻器R连接,当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的是(　 　)A.电压表读数增大、电流表读数减小B.电压表读数减小、电流表读数增大C.R1的电功率减小D.电源的功率增大过程图示:
解析:当滑片由中点向b端滑动时,R接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小,所以定值电阻R1的电功率减小,选项C正确;电路中总电流减小,由U=E-Ir可知路端电压增大,即电压表示数增大;因路端电压增大,R1两端的电压减小,故并联部分电压增大,由欧姆定律可知电流表示数增大,选项A,B错误;由P源=EI知,I的减小使电源功率减小,选项D错误.
方法技巧解决电路动态变化的基本思路“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化.“先干后支”——先分析干路部分,再分析支路部分.“先定后变”——先分析定值电阻所在支路,再分析阻值变化的支路.
提组训练1.如图所示的电路,R1,R2,R4均为定值电阻,R3为热敏电阻(温度升高,电阻减小),电源的电动势为E,内阻为r.起初电容器中悬停一质量为m的带电尘埃,当环境温度降低时,下列说法正确的是(　 　)A.电压表和电流表的示数都减小B.电压表和电流表的示数都增大C.电压表和电流表的示数变化量之比保持不变D.带电尘埃将向下极板运动
2.(电路动态分析的实际应用)(多选)检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器.某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小,某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路,R为变阻器,a,b间接报警装置.当a,b间电压高于某临界值时,装置将发出警报.则(　 　)A.煤气浓度越高,a,b间电压越高B.煤气浓度越高,流过R1的电流越小C.煤气浓度越低,电源的功率越大D.调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
解析:煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小,电路总电阻越小,由闭合电路欧姆定律可知,电路电流I越大,则流过R1的电流越大,变阻器两端电压U=IR越大,即a,b间电压越高,故A正确,B错误;煤气浓度越低,气敏电阻R1越大,电路总电阻越大,电路电流I越小,电源功率P=EI越小,故C错误;调整变阻器R的阻值会改变a,b间的电压,从而影响报警器的灵敏度,故D正确.
[例2] (多选)如图(甲)所示,电源电动势E=6 V,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图(乙)、(丙)、(丁)所示.其中图(乙)为输出功率与路端电压的关系曲线,图(丙)为路端电压与总电流的关系曲线,图(丁)为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响.则下列关于图中a,b,c,d点的坐标值正确的是(　 　)A.a(4 V,4.5 W) B.b(4.8 V,2.88 W)C.c(0.6 A,4.5 V)D.d(8 Ω,80%)
(2)电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%.
题组训练 1.(最大功率的分析)(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为最大阻值为2R1的可变电阻.E为电源电动势,r为电源内阻,大小为r=R1.当R2的滑片P从a滑向b的过程中,下列说法正确的是(　 　)A.电阻R2的功率先增大后减小B.电源的输出功率先增大后减小C.电压表示数和电流表示数之比逐渐增大D.电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比保持不变
2.(电源的输出功率和效率)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知(　 　)A.电源内阻一定等于5 ΩB.电源电动势为45 VC.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%D.若电源的输出功率为40 W,电阻箱的电阻一定为10 Ω
方法技巧利用两种图象解题的基本方法
答案:(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)5 W
考点四　含电容器电路的分析1.电路简化把电容器所处的支路视为断路,简化电路时可以先把该支路去掉,其他部分简化完成后再在相应位置补上.2.电容器的电压(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压;若与之并联支路断开,则电压等于电源电动势.(2)电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻无电压,相当于导线.
3.电容器的电荷量及变化利用Q=CU计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1,Q2以及电荷量的变化;(1)如果变化前后极板带电的电性相同,电荷量的变化或通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|;(2)如果变化前后极板带电的电性相反,电荷量的变化或通过所连导线的电荷量为Q1+Q2.
[例4] (多选)如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,R1,R2,R3为定值电阻,RL为光敏电阻(光照减弱时阻值增大),C为电容器.闭合开关S,电路稳定后,用光照射RL,下列说法正确的是(　 　)A.电压表示数增大B.电源的效率增大C.电容器所带电荷量增加D.R2消耗的功率增大
方法技巧 含电容器电路问题的解题思路
题组训练1.如图所示,R1,R2是两个定值电阻,R′是滑动变阻器,L为小灯泡,电源的内阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,则(　 　)A.电压表示数不变B.小灯泡变亮C.电容器处于充电状态D.电源的电功率变大
解析:闭合开关S后,当滑动变阻器滑片P向上移动时,R′增大,外电路总电阻增大,干路电流减小,则小灯泡亮度变暗,电源的内电压减小,路端电压增大,则电压表的示数变大,故A,B错误;电容器的电压等于R1,R′串联总电压,R′增大,导致灯泡电压减小,而路端电压增大,则电容器的电压增大,电容器处于充电状态,故C正确;电源的总功率为P=EI,干路电流I减小,E不变,则电源的总功率变小,故D错误.
2.(多选)如图所示,R0为热敏电阻(温度降低电阻增大),D为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大),C为平行板电容器,C中央有一带电液滴刚好静止,M点接地,单独进行下列操作可使带电液滴向上运动的是(　 　)A.将热敏电阻R0加热B.滑动变阻器R的滑片P向上移动C.开关S断开D.电容器C的上极板突然向上移动
解析:带电液滴在电场中受到电场力和重力,则要使带电液滴向上运动,电场力需要增大,则需要电容器两极板间的电势差增大,热敏电阻加热时,热敏电阻阻值减小,则由闭合电路欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流增大,其两端的电压增大,电容器两端的电压增大,液滴向上运动,故A正确;当滑动变阻器的滑片向上移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则总电流增大,R0两端的电压增大,而路端电压减小,则滑动变阻器两端的电压减小,由于二极管的单向导电性,电容器电荷量不变,电容器两端的电势差不变,液滴保持静止,故B错误;开关S断开时,电容器直接接在电源两端,电压增大,电容器充电,极板间电场强度增大,则液滴向上运动,故C正确;
考点五　电路的故障分析1.故障特点(1)断路特点:表现为两端电压不为零而电流为零.(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为电路中电流不为零但用电器或电阻两端电压为零.
[例5] 如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1,R2,R3均为定值电阻,电压表与电流表均为理想电表;开始时开关S闭合,电压表、电流表均有读数,某时刻发现电压表和电流表读数均变大,则电路中可能出现的故障是(　 　)A.R1断路B.R2断路C.R1短路D.R3短路
解析:若R1断路,电流表读数为零,与现象不符,故A错误;若R2断路,外电路总电阻增大,总电流减小,内电压减小,则电压表读数变大;R3的分压增大,则电流表的读数变大,与现象相符,故B正确;若R1短路,外电路总电阻减小,总电流增大,内电压增大,则电压表读数变小,电流表的读数变大,与现象不符,故C错误;若R3短路,外电路总电阻减小,总电流增大,内电压增大,则电压表读数变小,与现象不符,故D错误.
[针对训练] 如图所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是(　 　)A.电流表坏了或未接好B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C.灯L2的灯丝断了或灯座未接通D.灯L1和L2的灯丝都断了解析:由于闭合开关后,电压表指针有明显偏转,两个灯泡不亮,说明电流表、灯L2连接正常,电流表指针几乎不动,则电路中总电流很小,外电阻很大,而电压表内阻很大,可判断得知,从点a经过灯L1到点b电路出现断路,选项B正确,A,C,D错误.
1.如图所示的电路中,电阻R=2 Ω.断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为(　 　)A.1 ΩB.2 ΩC.3 ΩD.4 Ω
2.(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,当C两端电压达到80 V时,闪光灯瞬间导通并发光,C放电.放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电.这样不断地充电和放电,闪光灯就周期性地发光.该电路(　 　)A.充电时,通过R的电流不变B.若R增大,则充电时间变长C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变
3.(多选)如图,三个电阻R1,R2,R3的阻值均为R,电源的内阻r