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高考物理总复习8.2闭合电路欧姆定律及其应用课件PPT
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这是一份高考物理总复习8.2闭合电路欧姆定律及其应用课件PPT，共38页。PPT课件主要包含了-2-，知识梳理，考点自诊，电阻的串并联，-3-，-4-，-5-，-6-，-7-，-8-等内容，欢迎下载使用。
二、电源的电动势和内阻1.电源电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置;从能的转化角度看,电源是 将其他形式的能转化为电能 的装置。 2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的 正电荷 在电源内从 负极 移送到 正极 所做的功。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。3.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫作电源的 内阻 ,它是电源的另一重要参数。
三、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 正比 ,跟内、外电路的电阻之和成 反比 。
3.特别提醒:闭合电路欧姆定律是根据能量的转化和守恒推导出来的,因此要注意各表达式的适用条件,如I= 只适用于纯电阻电路,而E=U外+U内适用于任何电路。
4.路端电压U与电流I的关系(1)关系式:U= E-Ir 。 (2)U-I图象如图所示。①当电路断路,即I=0时,纵坐标的截距为 电源电动势 。 ②当外电路电压U=0时,横坐标的截距为 短路电流 。 ③图线的斜率的绝对值为电源的 内阻 。
1.(2017·青海城东区月考)下列关于电源电动势的说法中,正确的是( )A.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,那么这处电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多
2.如果闭合电路中电源的电动势为12 V,外电压为10 V,当有0.5 C电荷量通过电路时,下列结论正确的是( )A.在电源内部,非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能B.在电源内部,静电力将6 J的其他形式的能转化为电能C.在电源外部,静电力将5 J的电能转化为其他形式的能D.在电源外部,静电力将6 J的电能转化为其他形式的能
3.某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 Ω,外电路电阻R=5 Ω,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于( )A.3.0 VB.3.6 VC.4.0 VD.4.2 V
4.(多选)右图是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 ΩC.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
电路的动态分析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。
例1(多选)(2017·天津滨海新区模拟)如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法正确的是( )A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大D.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小
利用程序法分析电路动态变化问题的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻R总如何变化。(3)根据闭合电路欧姆定律I总= ,确定电路的总电流如何变化。(4)由U内=I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由U外=E-U内确定路端电压如何变化。(6)由部分电路欧姆定律确定支路上某定值电阻两端的电压如何变化。(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。
即学即练1.(2017·辽宁甘井子区期中)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光,现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )A.电灯L1、L2均变亮B.电灯L1变暗,L2变亮C.电流表的示数变小D.电流表的示数不变
2.(2017·安徽皖西高中教学联盟期末)如图甲所示为一温度报警装置,其中R为定值电阻,Rt为一半导体热敏电阻,其电阻随温度变化的关系如图乙所示。电流表示数用I表示,a、b两点接在报警器上,用来监控电压Uab,当Uab过低时开始报警,若温度逐渐升高,则( )A.Uab增大,I增大,不报警B.Uab减小,I减小,报警C.Uab增大,I减小,不报警D.Uab减小,I增大,报警
电路中的功率及电源效率问题
由P出与外电阻R的关系图象可知:
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。③当R
答案:(1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80% (3)不能 理由见解析
解析:(1)将R1和电源等效为一新电源,则新电源的电动势E'=E=8 V,内阻r'=r+R1=10 Ω,且为定值。利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R2=r'=10 Ω时,R2有最大功率,即
思维点拨(1)R2为滑动变阻器,其电功率最大的条件是什么?
(2)R1为定值电阻,其电功率最大的条件是什么?
提示:R2=R1+r
提示:R1+R2=r
解决最大功率问题时的注意事项(1)解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用P=I2R= 分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解。(2)电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%。
即学即练3.(多选)(2017·江苏南京期末)如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线,抛物线OBC为该电源内部热功率随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A。则下列判断正确的是( )A.该电源的电动势为3 V,内阻为3 ΩB.当总电流I=1 A时,电源的输出功率为2 WC.当总电流I=2 A时,电源的输出功率为4 WD.当总电流I=1.5 A时,电源的输出功率最大,为2.25 W
4.(多选)(2017·湖北黄州区自主招生)如图甲所示,电源电动势E=6 V,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示。其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线,图丙为路端电压与总电流的关系曲线,图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是 ( )
A.a(4 V,4.5 W)B.b(4.8 V,2.88 W)C.c(0.6 A,4.5 V)D.d(8 Ω,80%)
两种U-I图象的综合应用两种图线的比较
对于U-I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况,图线与横坐标的交点坐标小于短路电流,但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻。
例3(多选)(2017·黑龙江宝清县一模)如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )A.R的阻值为1.5 ΩB.电源电动势为3 V,内阻为0.5 ΩC.电源的输出功率为3.0 WD.电源内部消耗功率为1.5 W
利用两种图象解题的基本方法利用电源的U-I图象和电阻的U-I图象解题,无论电阻的U-I图象是线性还是非线性,解决此类问题的基本方法是图解法,即把电源和电阻的U-I图线画在同一坐标系中,图线的交点坐标的意义是电阻直接接在该电源两端时工作电压和电流,电阻的电压和电流可求,其他的量也可求。
即学即练5.(多选)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图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )A.电源1与电源2的内阻之比是12∶5B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是10∶33D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2
6.(多选)(2017·江苏泰州中学月考)右图为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线,则( )A.路端电压都为U1时,它们的外电阻相等B.电流都是I1时,两电源内电压相等C.电路A的电动势大于电路B的电动势D.A中电源的内阻大于B中电源的内阻
含电容器电路的分析1.含容电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,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,但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等。3.电压变化带来的电容器变化电路中电流、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,可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。
例4(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为 ( )
解析:S断开时等效电路图如图a所示。
含电容器电路的分析技巧分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确判断和求出电容器两端的电压,其具体方法是(1)确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压。(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压为电容器两端电压。(3)当电容器与电源直接相连,则电容器两极板间电压即等于电源电动势。
即学即练7.如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( )A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S
8.如图所示的电路中,R1=11 Ω,r=1 Ω,R2=R3=6 Ω,当开关S闭合且电路稳定时,电容器C所带电荷量为Q1;当开关S断开且电路稳定时,电容器C所带电荷量为Q2,则( )A.Q1∶Q2=1∶3B.Q1∶Q2=3∶1C.Q1∶Q2=1∶5D.Q1∶Q2=5∶1
二、电源的电动势和内阻1.电源电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置;从能的转化角度看,电源是 将其他形式的能转化为电能 的装置。 2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的 正电荷 在电源内从 负极 移送到 正极 所做的功。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。3.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫作电源的 内阻 ,它是电源的另一重要参数。
三、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 正比 ,跟内、外电路的电阻之和成 反比 。
3.特别提醒:闭合电路欧姆定律是根据能量的转化和守恒推导出来的,因此要注意各表达式的适用条件,如I= 只适用于纯电阻电路,而E=U外+U内适用于任何电路。
4.路端电压U与电流I的关系(1)关系式:U= E-Ir 。 (2)U-I图象如图所示。①当电路断路,即I=0时,纵坐标的截距为 电源电动势 。 ②当外电路电压U=0时,横坐标的截距为 短路电流 。 ③图线的斜率的绝对值为电源的 内阻 。
1.(2017·青海城东区月考)下列关于电源电动势的说法中,正确的是( )A.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,那么这处电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多
2.如果闭合电路中电源的电动势为12 V,外电压为10 V,当有0.5 C电荷量通过电路时,下列结论正确的是( )A.在电源内部,非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能B.在电源内部,静电力将6 J的其他形式的能转化为电能C.在电源外部,静电力将5 J的电能转化为其他形式的能D.在电源外部,静电力将6 J的电能转化为其他形式的能
3.某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 Ω,外电路电阻R=5 Ω,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于( )A.3.0 VB.3.6 VC.4.0 VD.4.2 V
4.(多选)右图是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 ΩC.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
电路的动态分析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。
例1(多选)(2017·天津滨海新区模拟)如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法正确的是( )A.电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B.电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C.电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大D.电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小
利用程序法分析电路动态变化问题的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电阻的变化,确定电路的外电阻R总如何变化。(3)根据闭合电路欧姆定律I总= ,确定电路的总电流如何变化。(4)由U内=I总r确定电源的内电压如何变化。(5)由U外=E-U内确定路端电压如何变化。(6)由部分电路欧姆定律确定支路上某定值电阻两端的电压如何变化。(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。
即学即练1.(2017·辽宁甘井子区期中)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,开关S闭合后,电灯L1、L2均能发光,现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动,下列说法正确的是( )A.电灯L1、L2均变亮B.电灯L1变暗,L2变亮C.电流表的示数变小D.电流表的示数不变
2.(2017·安徽皖西高中教学联盟期末)如图甲所示为一温度报警装置,其中R为定值电阻,Rt为一半导体热敏电阻,其电阻随温度变化的关系如图乙所示。电流表示数用I表示,a、b两点接在报警器上,用来监控电压Uab,当Uab过低时开始报警,若温度逐渐升高,则( )A.Uab增大,I增大,不报警B.Uab减小,I减小,报警C.Uab增大,I减小,不报警D.Uab减小,I增大,报警
电路中的功率及电源效率问题
由P出与外电阻R的关系图象可知:
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。③当R
答案:(1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80% (3)不能 理由见解析
解析:(1)将R1和电源等效为一新电源,则新电源的电动势E'=E=8 V,内阻r'=r+R1=10 Ω,且为定值。利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R2=r'=10 Ω时,R2有最大功率,即
思维点拨(1)R2为滑动变阻器,其电功率最大的条件是什么?
(2)R1为定值电阻,其电功率最大的条件是什么?
提示:R2=R1+r
提示:R1+R2=r
解决最大功率问题时的注意事项(1)解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用P=I2R= 分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解。(2)电源输出功率最大时,效率不是最大,只有50%。
即学即练3.(多选)(2017·江苏南京期末)如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线,抛物线OBC为该电源内部热功率随电流I变化的图线。若A、B对应的横坐标为2 A。则下列判断正确的是( )A.该电源的电动势为3 V,内阻为3 ΩB.当总电流I=1 A时,电源的输出功率为2 WC.当总电流I=2 A时,电源的输出功率为4 WD.当总电流I=1.5 A时,电源的输出功率最大,为2.25 W
4.(多选)(2017·湖北黄州区自主招生)如图甲所示,电源电动势E=6 V,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示。其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线,图丙为路端电压与总电流的关系曲线,图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是 ( )
A.a(4 V,4.5 W)B.b(4.8 V,2.88 W)C.c(0.6 A,4.5 V)D.d(8 Ω,80%)
两种U-I图象的综合应用两种图线的比较
对于U-I图线中纵坐标(U)不从零开始的情况,图线与横坐标的交点坐标小于短路电流,但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻。
例3(多选)(2017·黑龙江宝清县一模)如图所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )A.R的阻值为1.5 ΩB.电源电动势为3 V,内阻为0.5 ΩC.电源的输出功率为3.0 WD.电源内部消耗功率为1.5 W
利用两种图象解题的基本方法利用电源的U-I图象和电阻的U-I图象解题,无论电阻的U-I图象是线性还是非线性,解决此类问题的基本方法是图解法,即把电源和电阻的U-I图线画在同一坐标系中,图线的交点坐标的意义是电阻直接接在该电源两端时工作电压和电流,电阻的电压和电流可求,其他的量也可求。
即学即练5.(多选)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图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )A.电源1与电源2的内阻之比是12∶5B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是10∶33D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2
6.(多选)(2017·江苏泰州中学月考)右图为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线,则( )A.路端电压都为U1时,它们的外电阻相等B.电流都是I1时,两电源内电压相等C.电路A的电动势大于电路B的电动势D.A中电源的内阻大于B中电源的内阻
含电容器电路的分析1.含容电路的简化不分析电容器的充、放电过程时,把电容器所在的电路视为断路,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,但电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等。3.电压变化带来的电容器变化电路中电流、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,可由ΔQ=C·ΔU计算电容器上电荷量的变化量。
例4(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为 ( )
解析:S断开时等效电路图如图a所示。
含电容器电路的分析技巧分析和计算含有电容器的直流电路时,关键是准确判断和求出电容器两端的电压,其具体方法是(1)确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压。(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压为电容器两端电压。(3)当电容器与电源直接相连,则电容器两极板间电压即等于电源电动势。
即学即练7.如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( )A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开开关S
8.如图所示的电路中,R1=11 Ω,r=1 Ω,R2=R3=6 Ω,当开关S闭合且电路稳定时,电容器C所带电荷量为Q1;当开关S断开且电路稳定时,电容器C所带电荷量为Q2,则( )A.Q1∶Q2=1∶3B.Q1∶Q2=3∶1C.Q1∶Q2=1∶5D.Q1∶Q2=5∶1
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