第8章 第2讲　电路　电路的基本规律—2024高考物理科学复习解决方案（讲义）

这是一份第8章 第2讲　电路　电路的基本规律—2024高考物理科学复习解决方案（讲义），共34页。学案主要包含了堵点疏通，对点激活等内容，欢迎下载使用。
知识点 电阻的串联、并联 Ⅰ
1．串、并联电路的特点
2．电流表、电压表的改装
(1)小量程电流表(表头)
①工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的eq \x(\s\up1(14))线圈组成。当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度eq \x(\s\up1(15))越大，从表盘上可直接读出电流值。
②三个参数：满偏电流Ig，表头内阻Rg，满偏电压Ug，它们的关系：Ug＝IgRg。
(2)电压表、电流表的改装
电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。它们的改装原理见下表：
知识点 电源的电动势和内阻 Ⅰ
1．电动势
(1)定义：电动势在数值上等于eq \x(\s\up1(01))非静电力把1 C的正电荷在eq \x(\s\up1(02))电源内部从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式：E＝eq \x(\s\up1(03))eq \f(W,q)。
(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
(4)特点：大小由eq \x(\s\up1(04))非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
2．内阻：电源内部也是由导体组成，也有电阻，叫做电源的eq \x(\s\up1(05))内阻，常用r表示，它是电源的另一重要参数。
知识点 闭合电路的欧姆定律 Ⅱ
1．闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成eq \x(\s\up1(01))正比，跟内、外电路的电阻之和成eq \x(\s\up1(02))反比。
(2)公式
①I＝eq \x(\s\up1(03))eq \f(E,R＋r)(只适用于纯电阻电路)；
②E＝eq \x(\s\up1(04))U外＋Ir(适用于所有电路)。
2．路端电压与外电阻的关系
3．路端电压跟电流的关系
(1)关系式：U＝eq \x(\s\up1(08))E－Ir。
(2)用图象表示如图所示，其中纵轴截距为eq \x(\s\up1(09))电动势，横轴截距为eq \x(\s\up1(10))短路电流，斜率的绝对值为eq \x(\s\up1(11))电源的内阻。
4．电路的功率和效率
(1)电源的功率P总＝eq \x(\s\up1(12))EI。
(2)电源内部损耗功率P内＝eq \x(\s\up1(13))I2r。
(3)电源的输出功率P出＝eq \x(\s\up1(14))UI。
(4)电源的效率η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \x(\s\up1(15))eq \f(U,E)×100%。
一 堵点疏通
1．无论是串联电路还是并联电路，只要其中电阻变大，总电阻就变大。( )
2．电流计改装电压表时，串联的电阻越大，改装的电压表的量程越大。( )
3．电源的电动势与外电路无关，由电源中非静电力的性质决定，但与电源的体积有关。( )
4．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。( )
5．外电阻越大，电源的输出功率越大。( )
6．电源的输出功率越大，电源的效率越高。( )
答案 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.×
二 对点激活
1．(人教版选修3－1·P45·T3改编)(多选)下列关于电池的说法正确的是( )
A．同一种干电池，旧电池比新电池的内阻大、容量小
B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部静电力的功率
C．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大
D．当通过同样的电荷量时，电动势为2 V的蓄电池比电动势为1.5 V的干电池提供的电能多
答案 AD
解析 同一种干电池，不论是1号还是5号，其电动势皆为1.5 V，但体积大的电池容量较大；电池使用时间越长，容量越小，内阻越大，故A正确，C错误；电源的电动势表示的是非静电力做功的本领，也就是电源将其他形式的能转化为电能的本领，非静电力做的功大小等于电源将其他形式的能转化为电能的多少，W＝Eq，电动势越大，通过相同的电荷量时非静电力做的功越多，电源提供的电能越多，电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示在电源内部非静电力的功率，故B错误，D正确。
2.(人教版选修3－1·P52·T4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．9500 Ω 90000 Ω B．90000 Ω 9500 Ω
C．9500 Ω 9000 Ω D．9000 Ω 9500 Ω
答案 A
解析 接a、b时，由串联电路特点有R总＝R1＋Rg＝eq \f(U1,Ig)得R1＝eq \f(U1,Ig)－Rg＝9500 Ω。接a、c时，同理有R总′＝R1＋R2＋Rg＝eq \f(U2,Ig)得R2＝eq \f(U2,Ig)－Rg－R1＝90000 Ω。
3．(人教版选修3－1·P63·T1改编)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 Ω B．1.5 V 2 Ω
C．2 V 2 Ω D．1.5 V 1.5 Ω
答案 B
解析 由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，代入数据联立得r＝2 Ω，E＝1.5 V。
4．如图所示的三个电路图，________是串联电路，________是并联电路。
答案 A B、C
解析 判断电路是串联的还是并联的，最好的办法是从图中电源的正极出发，用铅笔轻轻地沿电流的路径“走”上一圈，回到电源的负极。在这一圈中，如果一直没有“分岔”，即出现支路，则为串联电路；如果“分岔”，各支路电流汇合后又流回负极，则为并联电路。
5．(人教版选修3－1·P63·T5改编)用电动势为1.5V、内阻为1.0 Ω的干电池5节串联，给一个“6.0 V 0.6 W”的用电器供电。
(1)求该用电器的额定电流；
(2)若要使该用电器在额定电压下工作，电路中还需要串联一个阻值多大的电阻？
(提示：串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和；串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。)
答案 (1)0.1 A (2)10 Ω
解析 (1)用电器的额定电流I0＝eq \f(P0,U0)＝eq \f(0.6,6) A＝0.1 A。
(2)设5节干电池串联，总电动势为E，总内阻为r，串联的电阻阻值为R，其两端电压为U，则
E＝5E0＝5×1.5 V＝7.5 V，r＝5r0＝5×1 Ω＝5 Ω，
根据闭合电路欧姆定律得E＝I0(R＋r)＋U0，
代入数据解得R＝10 Ω。
考点细研 悟法培优
考点1 电路的动态分析
1．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)在如图甲所示分压电路中，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。

(4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0r，故ΔU2r时，随着R的增大输出功率越来越小。
③当RRg
(n为量程扩大倍数)
RA＝eq \f(RRg,R＋Rg)＝eq \f(Rg,n)