2025年高考物理二轮复习第九章　电路及其应用 第二讲　电路　闭合电路的欧姆定律课件+讲义（教师+学生）+跟踪练习

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1.掌握串、并联电路的特点，会分析有关问题。 2.理解并掌握闭合电路的欧姆定律，会分析电路的动态问题。 3.会计算闭合电路的功率问题和效率问题。 4.掌握路端电压和负载的关系及电源的U－I图像。
U1＋U2＋U3＋…＋Un
R1＋R2＋R3＋…＋Rn
R1∶R2∶R3∶…∶Rn
I1＋I2＋I3＋…＋In
1.思考判断(1)串联电路总电阻大于任何一个电阻。( )(2)串联电路中某一电阻增大，总电阻增大；并联电路中某一电阻增大，总电阻减小。( )(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。( )(4)在闭合电路中，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。( )(6)电源的电动势越大，电源所提供的电能就越多。( )
考点二　闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析
考点一　串、并联电路的规律及应用
考点三　闭合电路的功率和效率问题
考点四　电源的U－I图像与电阻的U－I图像的比较
1.串、并联电路规律的推论(1)串联电路的总电阻大于任一电阻，串联电阻的个数增加时，总电阻增大。(2)并联电路的总电阻小于任一支路的电阻，并联支路增多时，总电阻减小。(3)无论串联电路还是并联电路，总功率等于各电阻功率之和。
2.电路的简化(1)电表在电路中，理想电流表相当于导线，理想电压表相当于断路；非理想电流表相当于可以读出自身电流的小电阻，非理想电压表相当于可以读出自身电压的大电阻。(2)在不进行充、放电时，电容器在电路中相当于断路。(3)连线比较乱时，一般用等电势排列法或电流分支法等方法画等效电路。
3.电表的两种改装的比较
例1 (2024·广东广州市白云中学月考)如图1所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则(　　)
图1A.S断开时，R1与R2的两端电压之比为5∶1B.S闭合时，R1与R2两端的电压之比为2∶5C.S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1D.S闭合时，通过R1与R2的功率之比为2∶5
1.在如图2所示的电路中，电源电压U＝15 V，电阻R1、R2、R3的阻值均为10 Ω，S为单刀双掷开关，则开关S接A和开关S接B时，电压表的读数分别为(　　)A.7.5 V　10 VB.0　7.5 VC.0　10 VD.10 V　0
例2 电源、开关、小灯泡、电压表等连接成如图3所示的电路，小灯泡上标有“0.6 A　1.5 W”字样，电源的电动势为3 V，电压表为理想电表、导线电阻不计。闭合开关，小灯泡恰好正常发光，则电源的内阻约为(　　)
角度　　闭合电路的有关计算
Ω ΩC.1.2 ΩD.1.5 Ω
例3 (2024·江苏南通市检测)在如图4所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，V、A、V1、V2四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用U、I、U1、U2表示，下列判断正确的是(　　)A.I减小，U1增大B.I减小，U2减小C.电压表V2的示数与电流表A示数之比不变D.电压表V的示数与电流表A示数之比变大
角度　　闭合电路的动态分析
解析　当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R2接入电路的阻值变大，外电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，总电流I变小，路端电压U变大，R1两端的电压U1＝IR1减小，R2的电压U2＝U－U1增大，故A、B错误；电压表V2的示数与电流表A示数之比为电阻R2的阻值，R2变大，故C错误；电压表V的示数与电流表A示数之比为外电路总电阻，外电路总电阻变大，故D正确。
动态分析常用方法(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。
(2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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，让电阻最大或电阻为零，然后再讨论有关问题。(4)特殊值法：对有些复杂难以直接判断的问题，可采用特殊值代入帮助分析。　　
例4 (2023·海南卷，7)如图5所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为(　　)
角度　　含电容器电路的分析
含电容器电路的处理方法(1)电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉此支路，求电荷量时再在相应位置补上。　　(2)电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，电容器两极板间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。
例5 如图7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。(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；解析　把保护电阻R0与电源内阻r合在一起，当R＝R0＋r，即R＝0.5 Ω＋1 Ω＝1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大，最大功率为
(3)求电源的最大输出功率；解析　电源的输出功率
(4)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，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。
2.如图8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3 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.电动机的热功率为0.72 W
电源的U－I图像与电阻的U－I图像比较
例6 在如图9所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5，0.75)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0，0)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　　)A.电源电动势为2.0 VB.电源内阻为0.5 ΩC.小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 ΩD.小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
对点练1　串、并联电路的规律及应用1.如图1所示，电路两端的电压U保持不变，电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大，则R1∶R2∶R3是(　　)A.1∶1∶1 　B.4∶1∶1C.1∶4∶4 　D.1∶2∶2
2.如图2所示电路中，电源的内阻不计，R1＝R3＝10 Ω，R2＝4 Ω，电流表、电压表均视为理想电表，开关S断开与闭合时，电路的总电阻分别为(　　)A.14 Ω、9 ΩB.9 Ω、14 ΩC.9 Ω、24 ΩD.14 Ω、24 Ω
对点练2　闭合电路的欧姆定律及电路的动态分析3.如图3，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为(　　)A.电压表示数增大，电流表示数减小B.电压表示数减小，电流表示数增大C.两电表示数都增大D.两电表示数都减小
解析　当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，R3接入电路的电阻增大，外电路总电阻R总增大，总电流I减小，路端电压为U＝E－Ir，可知U增大，即电压表示数增大；总电流I减小，R1两端的电压减小，R2两端的电压U2增大，流过R2的电流I2增大，则流过R3的电流I3减小，电流表示数减小，故A正确。
4.(2023·安徽合肥高三校考)如图4所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠，R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(　　)A.电流表示数变小，电压表示数变小B.小电珠L变亮C.电容器C上电荷量增大D.电源的总功率变大
解析　当滑动变阻器滑片P向左移动时，其接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，路端电压增大，故电流表示数变小，电压表示数变大，小电珠L变暗，故A、B错误；电容器的电压U＝E－I(RL＋r)，总电流减小，其他量不变，则U增大，由Q＝CU，可知电容器C上电荷量Q增加，故C正确； 电源的总功率为P＝EI，电路总电流减小，可知电源的总功率变小，故D错误。
5.在如图5所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障(　　)A.R1短路B.R2短路C.R3短路D.R1断路
解析　若R1短路，则只有R3连入电路，电路总电阻减小，所以电路总电流I增大，大于R1短路前该支路的电流，即电流表示数增大，根据U＝IR3可得，R3两端的电压增大，即电压表示数增大，故A正确；若R2短路，则电流表和R1中没有电流通过，电流表示数为零，故B错误；若R3短路，则电压表示数为零，故C错误；若R1断路，则电流表示数为零，故D错误。
对点练3　闭合电路的功率和效率问题6.(多选)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6所示，由此可知下列说法正确的是(　　)A.电源最大输出功率为45 WB.电源内阻一定等于5 ΩC.电源电动势为45 VD.电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率等于90%
7.电路如图7所示，电源内阻为r，L1、L2、L3为相同规格小灯泡，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时(　　)A.小灯泡L1变亮，L3变暗B.电源内阻损耗功率增加C.电源效率降低D.灯泡L2变暗
对点练4　电源的U－I图像与电阻的U－I图像的比较8.(2024·北京高三模拟)如图8所示的U－I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是(　　)
A.电阻R1、R2的阻值之比为4∶3B.该电源的电动势为6 V，内阻为3 ΩC.只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6 WD.只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1∶1
B级　综合提升练9.(2024·广东模拟预测)热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图9是一学习小组设计的模拟电路，R1为加热电阻丝，R2为正温度系数的热敏电阻(温度越高电阻越大)，C为电容器。S闭合后，当温度升高时(　　)A.电容器C的电荷量增大B.灯泡L变暗C.电容器C两板间的电场强度减小D.R1消耗的功率增大
10.(多选)(2024·黑龙江七台河高三期中)在如图10所示的电路中，灯泡L的电阻等于电源的内阻，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向右移动一段距离后，电压表示数变化量的绝对值为ΔU，电流表示数变化量的绝对值为ΔI，电压表和电流表均视为理想电表，下列结论正确的是(　　)
11.(2023·广东湛江模拟)在一次分组实验的教学活动中，某小组用如图11甲所示电路做实验，电路中R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，滑动变阻器的滑片从左端往右滑动，分别记录多组电流表和电压表的示数，用这些数据在坐标纸上描点作图，得到的U－I图像如图乙中的AB所示，下列说法中正确的是(　　)A.R1的最大阻值为20 ΩB.R2的阻值为5 ΩC.电源电动势为2 VD.电源内阻为5 Ω