高考物理一轮复习讲义专题8.2　闭合电路的欧姆定律（2份打包，原卷版+解析版）

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1.物理观念：
（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：
（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。
【讲考点题型】
【知识点一】闭合电路欧姆定律
1．闭合电路的欧姆定律
（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
（2）公式：I＝E/（R＋r）。
2．路端电压跟电流的关系
（1）关系式：U＝E－Ir。
（2）用图像表示：如图所示，其中纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源内阻。
【例1】（2020·江西·宁冈中学高三开学考试）如图所示的电路中，所用电源的电动势E=4V，内阻r=1.0Ω，电阻R1可调．现将R1调到3Ω后固定．已知R2=6Ω，R3=3Ω．
（1）开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率为多少？
【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。
【变式训练1】（多选）（2020·云南省墨江第二中学高三期末）如图所示，灯泡L标有“3V、3W”字样，其电阻不变，R1＝5Ω，R2阻值未知，R3是最大电阻为6Ω的滑动变阻器，P为滑动片，电流表内阻不计。当P滑到A端时，灯泡L正常发光；当P滑到B端时，电源的输出功率为20W。则
A．可求得电源电动势为3V
B．当P滑到变阻器中点G时，电源内电路损耗功率为2.56W
C．当P由A滑到B时电流表示数增大
D．当P由A滑到B时灯泡L变亮
【必备知识】路端电压与外电阻的关系
（1）纯电阻电路：U＝IR＝eq \f(E,R＋r)·R＝eq \f(E,1＋\f(r,R))，当R增大时，U增大；
（2）特殊情况：
①当外电路断路时，I＝0，U＝E；
②当外电路短路时，I短＝eq \f(E,r)，U＝0.
【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2】（2020·全国·高三专题练习）在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中（ ）
A．电压表的示数增大，电流表的示数减小
B．电容器C所带电荷量减小。
C．R1的电功率增大
D．电源的输出功率一定增大
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念、科学思维。
【变式训练2】（2020·河南·模拟预测）如图所示，定值电阻R和电阻箱电阻R串联在恒定电压为U的电路中，电压表V1、V2和电流表A均为理想电表，且电压表V1的示数大于电压表V2的示数。已知电阻箱电阻R2的最大值大于定值电阻R1的值，若现在逐渐增大电阻箱的电阻直至最大，则下列有关说法正确的是（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 不变， SKIPIF 1 < 0 不变
B． SKIPIF 1 < 0 变大， SKIPIF 1 < 0 变大
C．电阻箱电阻消耗的功率逐渐增大
D．电阻箱电阻消耗的功率先增大后减小
【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。
【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