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2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流第26讲闭合电路的欧姆定律及其应用课件
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这是一份2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流第26讲闭合电路的欧姆定律及其应用课件，共55页。PPT课件主要包含了知识梳理·易错辨析，其他形式，电势能，其他形式的能转化成电，U外＋Ir，核心考点·重点突破，闭合电路的分析与计算，含电容器电路的分析，名师讲坛·素养提升等内容，欢迎下载使用。
一、电源的电动势和内阻1．电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把_________的能转化成_______的装置。(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝______，单位：V。(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把___________________________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2．内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫作电源的________，它是电源的另一重要参数。
二、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路的欧姆定律(1)内容闭合电路里的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电阻之和成________。(2)公式①I＝______(只适用于纯电阻电路)；②E＝_____________(适用于所有电路)。
2．路端电压与外电阻的关系
1.电动势的方向即为电源内部电流的方向，由电源负极指向正极，电动势为矢量。( )2．电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。( )3．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。( )4．外电阻越大，电源的输出功率越大。( )5．电源的输出功率越大，电源的效率越高。( )
(能力考点·深度研析)►考向1 闭合电路的计算
[解析] 滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增大，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6 A，电压表量程选取的是0～15 V，
[答案] 7.0 V 2.0 Ω
►考向2 闭合电路的动态分析1．动态分析特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小导致电路电压、电流、功率等的变化。
2．电路动态分析的方法(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。(2)极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。
(3)特殊值法对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。(4)“串反并同”结论法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。
在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的示数为U1，电压表V2的读数为U2，当R5的滑片向a端移动的过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小为ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则( )
电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化。(4)由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。
【跟踪训练】 (含光敏电阻和灯泡亮度分析)(多选)如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是( )A．电流表示数减小 B．电压表示数不变C．灯泡变亮 D．电源效率增大
(含二极管电路动态分析)(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，D为理想二极管(具有单向导通作用)，R1为定值电阻，C为电容器，电压表和电流表均为理想电表，S1、S2均断开，则下列说法正确的是( )
A．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电压表、电流表示数均变大B．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变C．先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器有放电现象D．同时闭合S1、S2，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻R1两端的电压增大
[解析] 仅闭合S1，当滑动变阻器的滑片向右移时，R2接入电路的有效阻值减小，故电路中总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，即电压表示数减小，电流表示数增大，因电容器与二极管串联，二极管不能反向导通，电容器不能放电，故电容器的带电荷量不变，故A项错误，B项正确；先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器与R2形成闭合回路，电容器两端电压减小，故电容器所带的电荷量减小，电容器对外放电，故C项正确；同时闭合S1、S2，二极管与R1并联，而二极管具有单向导通作用，故此时R1被短接，故D项错误。
电路中的功率及效率问题
(能力考点·深度研析)1．电源的总功率P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。
3．电源的输出功率P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。若外电路是纯电阻电路，则有(2)当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。(3)当R
(2024·安徽高三月考)如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。求：
(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值；(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值；(3)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值；(4)电源的最大输出功率。
“等效电源”法判断可变电阻的电功率：对于变化的电阻，其电功率的变化不能直接用P＝I2R判断，一般应用“等效电源”法：将其他定值电阻转换为电源的内阻，将可变电阻视为“等效电源”的外电阻，其功率视为“等效电源”的输出功率，再根据电源输出功率与外电阻的关系判断。
A．该蓄电池的电动势为12 VB．该蓄电池的内阻为1 ΩC．该蓄电池的最大输出功率为72 WD．该蓄电池的短路电流为6 A
(非纯电阻电路的功率问题)(多选)如图所示，电源电动势E＝6 V，小灯泡L的规格为“3 V 0.9 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝8 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0＝2 Ω。则( )A．电源内阻为2 ΩB．电动机正常工作的电压为3 VC．电动机输出的机械功率为0.54 W，其效率为75%D．电源的效率约为75%
两类U－I图像的分析与计算
(能力考点·深度研析)电源的U－I图像与电阻的U－I图像比较
【跟踪训练】 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，下列说法不正确的是( )A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2C．电源1和电源2的内阻之比是11∶7D．电源1和电源2的电动势之比是1∶1
(能力考点·深度研析)1．电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。2．电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线。(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
3．电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|。(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2。
(2024·新疆乌鲁木齐月考)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，电阻R1＝R2＝R3＝r，电容器电容为C，当开关S由接a换到接b且电路达到稳定的过程中，通过R3的电荷量是( )
【跟踪训练】 如图所示，平行板电容器中有一带电液滴处于静止状态，电压表为理想电表，现将滑动变阻器R2的滑片P缓慢向上端滑动，在液滴未打到极板前，下列说法正确的是( )A．电容器中电场强度将增大B．电容器所带的电荷量将增加C．流经R1的电流减小，电压表读数增大D．液滴带负电，电场力做负功，电势能增大
[解析] 滑片P向上滑动，R2的电阻变小，总电阻变小，通过R1的电流变大，电源内部电压变大，路端电压变小，C选项错误；根据电路结构，电容器两极板的电压变小，所以电容器中的电场强度将变小，两极板所带的电荷量也变小，所以A、B错误；由于电容器中电场强度变小，电荷受到电场力变小，电荷将向下运动，由电荷处于平衡状态和电荷向下运动可知：电荷带负电，电场力做负功，电势能增大，D选项正确。
电路故障分析问题电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：1．仪表检测法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。
(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。(3)欧姆表检测：当电阻测量值很大时，表示该处断路；当电阻测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。
2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法。
(2024·重庆市育才中学高三开学考试)某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由于某一用电器引起的，则可能的故障是( )A．RP断路 B．R2断路C．R1短路 D．R3短路
一、电源的电动势和内阻1．电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把_________的能转化成_______的装置。(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E＝______，单位：V。(3)电动势的物理含义：电动势表示电源把___________________________本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2．内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫作电源的________，它是电源的另一重要参数。
二、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路的欧姆定律(1)内容闭合电路里的电流跟电源的电动势成________，跟内、外电阻之和成________。(2)公式①I＝______(只适用于纯电阻电路)；②E＝_____________(适用于所有电路)。
2．路端电压与外电阻的关系
1.电动势的方向即为电源内部电流的方向，由电源负极指向正极，电动势为矢量。( )2．电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。( )3．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。( )4．外电阻越大，电源的输出功率越大。( )5．电源的输出功率越大，电源的效率越高。( )
(能力考点·深度研析)►考向1 闭合电路的计算
[解析] 滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增大，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6 A，电压表量程选取的是0～15 V，
[答案] 7.0 V 2.0 Ω
►考向2 闭合电路的动态分析1．动态分析特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小导致电路电压、电流、功率等的变化。
2．电路动态分析的方法(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。(2)极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论。此时要注意是否出现极值情况，即变化是否是单调变化。
(3)特殊值法对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。(4)“串反并同”结论法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。
在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的示数为U1，电压表V2的读数为U2，当R5的滑片向a端移动的过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小为ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则( )
电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻R外总如何变化。(4)由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由U＝E－U内确定路端电压如何变化。(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。
【跟踪训练】 (含光敏电阻和灯泡亮度分析)(多选)如图所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R0是光敏电阻(光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小)，L是小灯泡。闭合开关，当照射到R0的光照强度减小时，以下分析正确的是( )A．电流表示数减小 B．电压表示数不变C．灯泡变亮 D．电源效率增大
(含二极管电路动态分析)(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，D为理想二极管(具有单向导通作用)，R1为定值电阻，C为电容器，电压表和电流表均为理想电表，S1、S2均断开，则下列说法正确的是( )
A．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电压表、电流表示数均变大B．仅闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，电容器的带电荷量不变C．先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器有放电现象D．同时闭合S1、S2，将滑动变阻器的滑片向右移，定值电阻R1两端的电压增大
[解析] 仅闭合S1，当滑动变阻器的滑片向右移时，R2接入电路的有效阻值减小，故电路中总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，即电压表示数减小，电流表示数增大，因电容器与二极管串联，二极管不能反向导通，电容器不能放电，故电容器的带电荷量不变，故A项错误，B项正确；先闭合S1，将滑动变阻器的滑片向右移，再闭合S2，电容器与R2形成闭合回路，电容器两端电压减小，故电容器所带的电荷量减小，电容器对外放电，故C项正确；同时闭合S1、S2，二极管与R1并联，而二极管具有单向导通作用，故此时R1被短接，故D项错误。
电路中的功率及效率问题
(能力考点·深度研析)1．电源的总功率P总＝EI＝U外I＋U内I＝P出＋P内。2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。
3．电源的输出功率P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内。若外电路是纯电阻电路，则有(2)当R>r时，随着R的增大，输出功率越来越小。(3)当R
(2024·安徽高三月考)如图所示，已知电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。求：
(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值；(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值；(3)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值；(4)电源的最大输出功率。
“等效电源”法判断可变电阻的电功率：对于变化的电阻，其电功率的变化不能直接用P＝I2R判断，一般应用“等效电源”法：将其他定值电阻转换为电源的内阻，将可变电阻视为“等效电源”的外电阻，其功率视为“等效电源”的输出功率，再根据电源输出功率与外电阻的关系判断。
A．该蓄电池的电动势为12 VB．该蓄电池的内阻为1 ΩC．该蓄电池的最大输出功率为72 WD．该蓄电池的短路电流为6 A
(非纯电阻电路的功率问题)(多选)如图所示，电源电动势E＝6 V，小灯泡L的规格为“3 V 0.9 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝8 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作，已知电动机的线圈电阻R0＝2 Ω。则( )A．电源内阻为2 ΩB．电动机正常工作的电压为3 VC．电动机输出的机械功率为0.54 W，其效率为75%D．电源的效率约为75%
两类U－I图像的分析与计算
(能力考点·深度研析)电源的U－I图像与电阻的U－I图像比较
【跟踪训练】 如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时，下列说法不正确的是( )A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2C．电源1和电源2的内阻之比是11∶7D．电源1和电源2的电动势之比是1∶1
(能力考点·深度研析)1．电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上。2．电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线。(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。
3．电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1－Q2|。(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1＋Q2。
(2024·新疆乌鲁木齐月考)如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，电阻R1＝R2＝R3＝r，电容器电容为C，当开关S由接a换到接b且电路达到稳定的过程中，通过R3的电荷量是( )
【跟踪训练】 如图所示，平行板电容器中有一带电液滴处于静止状态，电压表为理想电表，现将滑动变阻器R2的滑片P缓慢向上端滑动，在液滴未打到极板前，下列说法正确的是( )A．电容器中电场强度将增大B．电容器所带的电荷量将增加C．流经R1的电流减小，电压表读数增大D．液滴带负电，电场力做负功，电势能增大
[解析] 滑片P向上滑动，R2的电阻变小，总电阻变小，通过R1的电流变大，电源内部电压变大，路端电压变小，C选项错误；根据电路结构，电容器两极板的电压变小，所以电容器中的电场强度将变小，两极板所带的电荷量也变小，所以A、B错误；由于电容器中电场强度变小，电荷受到电场力变小，电荷将向下运动，由电荷处于平衡状态和电荷向下运动可知：电荷带负电，电场力做负功，电势能增大，D选项正确。
电路故障分析问题电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象，检查故障的基本方法有两种：1．仪表检测法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，说明电压表上无电流通过，则可能在并联路段之外有断路，或并联路段内有短路。如果电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则在并联路段之外无断路，或并联路段内无短路。
(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置。在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。(3)欧姆表检测：当电阻测量值很大时，表示该处断路；当电阻测量值很小或为零时，表示该处短路。在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源。
2．假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，此方法亦称排除法。
(2024·重庆市育才中学高三开学考试)某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由于某一用电器引起的，则可能的故障是( )A．RP断路 B．R2断路C．R1短路 D．R3短路
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