高中物理高考 专题8 2 串联电路和并联电路、闭合电路欧姆定律【讲】原卷版

这是一份高中物理高考 专题8 2 串联电路和并联电路、闭合电路欧姆定律【讲】原卷版，共15页。试卷主要包含了物理观念，科学思维，科学探究，科学态度与责任，1 A和1 A的电流表，试求等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc3629" 一 讲核心素养 PAGEREF _Tc3629 1
\l "_Tc12450" 二 讲必备知识 PAGEREF _Tc12450 1
\l "_Tc15017" 【知识点一】电路的串联、并联及电表的改装 PAGEREF _Tc15017 1
\l "_Tc13969" 【知识点二】电路的动态分析 PAGEREF _Tc13969 3
\l "_Tc27215" 【知识点三】电路的功率及效率问题 PAGEREF _Tc27215 6
\l "_Tc14438" 【知识点四】对电源U－I图线的理解和应用 PAGEREF _Tc14438 9
\l "_Tc13079" 三．讲关键能力 PAGEREF _Tc13079 11
\l "_Tc29011" 【能力点一】会分析含电容器电路的 PAGEREF _Tc29011 11
\l "_Tc21538" 【能力点二】会分析电路故障 PAGEREF _Tc21538 13
\l "_Tc6624" 四．讲模型思想----关于，的物理意义 PAGEREF _Tc6624 14
一 讲核心素养
1.物理观念：电动势、内阻、电阻串联、并联。
(1)了解电动势的物理含义。
(2)了解串、并联电路电阻的特点。。
2.科学思维：闭合电路的欧姆定律。
(1)理解并会应用闭合电路欧姆定律。
(2)掌握路端电压和电流的关系及电源的U－I图象
3.科学探究：测定电源的电动势和内阻
通过实验，会测量电源的电动势和内阻。
4.科学态度与责任：电路设计与安全。
能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
二 讲必备知识
【知识点一】电路的串联、并联及电表的改装
串、并联电路的四个有用的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻，串联电阻的个数增多时，总电阻增大。
(2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻，并联支路的条数增多时，总电阻减小。
(3)不论串联电路还是并联电路，只要某个电阻增大，总电阻就增大，反之则减小。
(4)不论串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。
【例1】某电流表内阻Rg为200 Ω，满偏电流Ig为2 mA，如图甲、乙改装成量程为0.1 A和1 A的电流表，试求：
甲 乙
(1)图甲中，R1和R2各为多少？
(2)图乙中，R3和R4各为多少？
(3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。
【必备知识】电表的改装
【变式训练1】(多选)(2021·商丘模拟)如图所示，图线a表示的导体的电阻为R1，图线b表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是( )
A．R1∶R2＝1∶3
B．把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2
C．将R1与R2串联后接于电源上，则功率之比P1∶P2＝1∶3
D．将R1与R2并联后接于电源上，则通过的电流之比I1∶I2＝1∶3
【变式训练2】．(多选)如图所示，甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的电流，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
【知识点二】电路的动态分析
判定总电阻变化情况的规律
(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)。
(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。
(3)在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。
【例1】(多选)(2021·大连模拟)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，、为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是( )
A．电压表示数减小
B．电流表示数增大
C．电阻R2消耗的功率增大
D．a点的电势降低
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念、科学思维。
【技巧方法】电路动态分析问题常用的“三法”
(1)程序判断法：遵循“局部→整体→部分”的思路，按以下步骤分析：
(2)“串反并同”结论法(应用条件：电源内阻不为零)
①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。
②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：eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(U并↑,I并↑,P并↑))
(3)极限法：即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动端分别滑至两个极端去讨论。
【变式训练1】 (多选)(2021·江苏苏北四市第一次调研)智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。闭合开关，下列说法正确的是( )
A.仅光照变强，小灯泡变亮
B.仅光照变弱，小灯泡变亮
C.仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮
D.仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
【变式训练2】(2021·贵州遵义市调研)如图所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表．开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A．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
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
【知识点三】电路的功率及效率问题
1．电源的功率及效率问题
2.纯电阻电路中电源的输出功率P出与外电阻R的关系
(1)表达式：P出＝I2R＝eq \f(E2R,R＋r2)＝eq \f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)
(2)关系图象
①根据如图所示图象可知：随着外电阻的增大，输出功率先增大后减小，即：eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a.当Rr时：R↑→P出↓))
②当R＝r时，输出功率最大，为Pm＝eq \f(E2,4r)。
③P出ΔU2
C.eq \f(ΔU1,ΔI)变小
D.eq \f(ΔU2,ΔI)变大
【素养提升】本题考察的学科素养主要是科学思维。
【方法总结】对任何导体均有：导体的伏安特性曲线上任意一点的坐标比值为电阻的阻值，即；对定值电阻有：导体的伏安特性曲线的斜率同样表示导体的电阻，对阻值变化的电阻有：导体的伏安特性曲线的斜率表示将阻值变化的电阻做为唯一的外电路时的等效电源的内阻，即
【变式训练】如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小ΔU(电压表为理想电表)，在这个过程中( )
A．通过R1的电流减小，减少量一定等于eq \f(ΔU,R1)
B．R2两端的电压增加，增加量一定等于ΔU
C．路端电压减小，减少量一定等于ΔU
D．通过R2的电流增加，但增加量一定大于eq \f(ΔU,R2)
改装成电压表
改装成电流表
内部电路
改装后的量程
U＝Ig(R＋Rg)
I＝eq \f(R＋Rg,R)Ig
量程扩大的倍数
n＝eq \f(U,Ug)
n＝eq \f(I,Ig)
接入电阻的阻值
R＝eq \f(U,Ig)－Rg＝(n－1)Rg
R＝eq \f(IgRg,I－Ig)＝eq \f(Rg,n－1)
改装后的总电阻
Rx＝Rg＋R＝nRg
Rx＝eq \f(RRg,R＋Rg)＝eq \f(Rg,n)
电源总功率
任意电路：P总＝EI＝P出＋P内
纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq \f(E2,R＋r)
电源内部消耗的功率
P内＝I2r＝P总－P出
电源的输出功率
任意电路：P出＝UI＝P总－P内
纯电阻电路：P出＝I2R＝eq \f(E2R,R＋r2)
电源的效率
任意电路：η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(U,E)×100%
纯电阻电路：η＝eq \f(R,R＋r)×100%
电源U－I图象
电阻U－I图象
图形
物理意义
电源的路端电压随电路中电流的变化关系
电阻两端的电压随电阻中电流的变化关系
截距
与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流eq \f(E,r)
过坐标原点，表示电流为零时电阻两端的电压为零
坐标U、I的乘积
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
坐标U、I的比值
表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同
表示电阻的大小，每一点对应的比值均等大
斜率的绝对值
电源内阻r
电阻大小
类别
线性元件
非线性元件
电源
图象
物理
意义
反映I和U的正比关系
反映I和U的非正比关系
反映电源的输出特性，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流
注意
问题
图线的斜率的倒数表示导体的电阻，R＝eq \f(U,I)＝eq \f(ΔU,ΔI)，遵从欧姆定律
图线的斜率仅表示电阻的变化趋势，某点的电阻值需用点的坐标值计算，即R＝eq \f(U1,I1)
图线斜率的绝对值表示电源的内阻(注意纵坐标数值是否从零开始)