22届高中物理一轮总复习 22　闭合电路欧姆定律及其应用（新高考）课件PPT

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一、电路的串联、并联
I1=I2=…=In　
I1+I2+…+In　
U1+U2+…+Un
U1=U2=…=Un　
R1+R2+…+Rn
①注: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值变大时,电路的总电阻变大。
②注:并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻,任意一个支路电阻值变大时,电路的总电阻变大。
二、电源　闭合电路的欧姆定律1.电源(1)电动势①计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值, ;②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成　　　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。③ (2)内阻:电源内部导体的电阻。
2.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成　　　,跟内、外电阻之和成　　　　; (2)公式: (只适用于纯电阻电路);(3)其他表达形式①电势降低表达式:E=U外+U内或E=U外+　　　; ②能量表达式:EI=UI+I2r。
3.路端电压与外电阻的关系(2)特殊情况:①当外电路断路时,I=0,U=　　　; ②当外电路短路时, ,U=0。
1.判断下列说法的正误。(1)电动势是电源两极间的电压。(　　)(2)当外电阻增大时,路端电压也增大。(　　)(3)闭合电路中的短路电流无限大。(　　)(4)电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压。(　　)(5)非静电力做的功越多,电动势就越大。(　　)(6)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大。(　　)(7)在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 V。(　　)(8)电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多。(　　)
2.(新教材人教版必修第三册P71习题改编)如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10 V;当使用a、c两个端点时,量程为0~100 V。已知电流表的内阻Rg为500 Ω,满偏电流Ig为1 mA,则电阻R1、R2的值为(　　)A.9 500 Ω　90 000 ΩB.90 000 Ω　9 500 ΩC.9 500 Ω　9 000 ΩD.9 000 Ω　9 500 Ω
3.(多选)(2020江苏卷)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时(　　)A.车灯的电流变小B.路端电压变小C.电路的总电流变小D.电源的总功率变大
答案 ABD　解析 开关S闭合,电路中总电阻减小,总电流变大,选项C错误;电源的内电压U内=Ir变大,外电压U=E-U内变小,选项B正确;车灯的电流 变小,选项A正确;电源的总功率P总=EI变大,选项D正确。
4.(新教材人教版必修第三册P101习题改编)如图所示,电源的电动势E为12 V,内阻r为2 Ω,定值电阻R1为1 Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为5 Ω,求:(1)电阻R1消耗的最大功率;(2)电源输出的最大功率;(3)滑动变阻器R2消耗的最大功率。
答案 (1)16 W　(2)18 W　(3)12 W
一、总电阻变化的特点(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。
二、电路动态分析的三种常用方法1.程序法
2.“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。3.极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。
三、比较动态电路中电表变化量的方法1.掌握理论基础:导体的伏安特性曲线上一点纵横坐标的比值表示电阻,即 ,电源的伏安特性曲线的斜率的绝对值表示电源内阻,在纵轴(U轴)的截距表示电源电动势,在横轴(I轴)的截距表示短路电流。电源的伏安特性曲线上点的纵横坐标的乘积表示电源的输出功率。2.明确比较方法:比较动态电路中电表变化量,就要弄清电表所测量的是纯电阻还是非纯电阻,弄清什么量变,什么量不变,然后根据伏安特性特点求解。要看ΔU和ΔI之比的情况,就是看它们的比值是什么,然后就可判断结果。
【典例1】 (2020四川绵阳模拟)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中(　　)A.电流表A1的示数变小B.电流表A2的示数变小C.电压表V的示数变小D.电阻R1的电功率变大
答案 A　解析 程序法:在滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据闭合电路的欧姆定律可知,干路电流变小,选项A正确;由于干路电流变小,根据U外=E-Ir可知外电路两端的电压变大,电阻R1两端的电压U1=IR1变小,则并联部分电路两端的电压变大,即电压表V的示数变大,通过电阻R2的电流变大,即电流表A2的示数变大,选项B、C错误;根据P1=I2R1可知,电阻R1不变,通过R1的电流变小,则电阻R1的电功率变小,选项D错误。结论法:根据“串反并同”,滑动变阻器R的滑片向右滑动的过程中,R变大,与之间接串联部分的电流、电压减小,R1的电功率变小,选项A正确、D错误;与之并联部分的电流、电压变大,选项B、C错误。
破题 本题考查闭合电路的动态分析,识别电路结构、明确各电表测量哪部分电路的物理量是解答本题的关键。
【拓展】 在本题中,当滑动变阻器R的滑片向右滑动时,电压表的变化量ΔU与电流表A1的变化量ΔI1的比值 将会怎样变化?
提示保持不变。根据闭合电路欧姆定律得E=U+I1(R1+r),变式得U=E-I1(R1+r),即U-I1关系图像中,图线斜率|k|=R1+r,则 =R1+r,故保持不变。
1.(2020江苏连云港高三下学期考前模拟)如图所示,已知电源电动势为E,内阻为r,R0为固定电阻。当滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时,下列说法中错误的是(　　)A.灯泡L变亮B.电压表的示数变小C.电流表的示数变小D.R0消耗的功率变小
答案 B解析 当R的滑动触头向下滑动时,R变大,外电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律知,总电流I变小,电源的内电压变小,则路端电压变大,因此电压表的示数变大。灯泡L的电压减大,则灯L变亮,故A正确,B错误;电路中并联部分电压变大,通过L的电流变大,而总电流减小,则电流表A的读数变小,R0消耗的功率变小,故C、D正确。
2.(多选)(2020四川宜宾高三下学期三诊)如图所示,电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在图中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向a端移动时,以下说法中正确的是(　)A.电压表示数变小,电流表示数变小B.电阻R1两端的电压减小C.电源的总功率减少但电源的输出功率增大D.如果设定流过电阻R2电流变化量的绝对值为ΔI2,流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对值为ΔI3,则ΔI2