2023版高考物理一轮总复习第九章第2节闭合电路的欧姆定律及其应用课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习第九章第2节闭合电路的欧姆定律及其应用课件，共52页。PPT课件主要包含了公式I＝，ER＋r，答案D，图9-2-1，电珠两灯都不发光，答案AD，确的是，图9-2-4，答案B，两种图像的比较等内容，欢迎下载使用。

一、电源的特征量(电动势和内阻)
1.电源：把其他形式的能转化为________的装置.2.电动势：等于外电路断开时________两端的电压.
电动势用 E 表示，单位是伏特(V).
(1)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为______的本领大小的物理量.(2)大小：数值上等于非静电力移送 1 C 正电荷在电源
内从负极至正极所做的________.
3.电源的内阻：电源内部电路的电阻.电源向外供电时，电源内部也有电流流过，内部电流通过内阻时要产生热量，内部电阻消耗电能，把电能转化为内能.
电动势与电压的区别及联系
(1)电源电动势是表征电源特性的物理量，只与电源有关，与外电路的状况无关；电路中任意两点之间的电压与电源电动势和电路参数无关.
(2)电动势的大小反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电压的大小表示电场力在电场中两点之间移动 1 C 正电荷做的功，是把电能转化为其他形式的能.(3)两者之间的联系：电路闭合时，E＝U 内＋U 外；电
路断开时，E＝U 外.
二、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______，跟内、外电路的电阻之和成________.
(只适用于纯电阻电路)；E＝U内＋
U外也可以写成 U外＝E－Ir(适用于任何电路).
3.路端电压与外电阻的关系：
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1) 当电源两端短路时，路端电压等于电源电动势.
(2)非静电力做的功越多，电动势就越大.((3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大.(
(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越
(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高.(答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2. 一太阳能电池板，测得它的开路电压( 电动势) 为800 mV，短路电流为 40 mA，若将该电池板与一阻值为
60 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(
3.(2021 年北京月考)如图 9-2-1 所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为 E 和r，当闭合开关 S，向左移动滑动变阻器的
滑片时，下列说法正确的是(
A.电流表的示数变大，电压表的示数变大B.电流表的示数变大，电压表的示数变小C.电流表的示数变小，电压表的示数变小D.电流表的示数变小，电压表的示数变大答案：D
4.(多选)如图 9-2-2，将一额定电压约 1.5 V、额定电流约 10 mA 的 LED 灯接在总电动势约 2.5 V 的自制柠檬电池
组两端，LED 灯正常发光，则(图 9-2-2
A.柠檬电池组的内电阻约为 100 ΩB.柠檬电池组的内电阻约为 1000 Ω
C.若在电路中给 LED 灯串联一只“1 V 0.5 W”的小
D.若在电路中给 LED 灯串联一只“1 V 0.5 W”的小
电珠，LED 灯亮度几乎不变
热点 1 闭合电路的功率及效率[热点归纳]
【典题 1】(2021 年四川成都模拟)图 9-2-3 所示电路中，电源电动势 E＝12 V，内阻 r＝4 Ω，定值电阻 R0＝2 Ω，变阻器 Rx 的最大阻值为 10 Ω，开关 S 闭合，下列判定正
图 9-2-3A.当 Rx＝2 Ω时，定值电阻的功率最大
B.当 Rx＝6 Ω时，变阻器的功率最大C.当 Rx＝0 时，电源的输出功率最大D.当 Rx＝0 时，电源的效率最高解析：变阻器的阻值 Rx＝0 时，电路中电流最大，故根据 P＝I2R0 可知定值电阻 R0 消耗的功率最大，选项A 错
时，电源的输出功率最大，选项 C 错误；由闭合电路的欧姆定律结合功率公式，根据等效内阻法，当Rx＝R0＋r＝6 Ω时，变阻器消耗的功率最大，选项 B 正确；电源的效率η
100%，外电阻越大，电源效率越高，所以当 Rx＝10 Ω时，电源的效率最高，选项 D 错误.答案：B
【迁移拓展 1】如图 9-2-4 甲所示，R 为电阻箱，A 为理想电流表，电源的电动势为 E，内阻为 r.图乙为电源的输出功率 P 与电流表示数 I 的关系图像，其中功率 P0 分别对应电流 I1、I2，外电路电阻 R1、R2.下列关系式中正确的
热点 2 两类 U­I 图像的比较与应用[热点归纳]
【典题 2】如图 9-2-5 所示为某一电源的 U­I 图线，由
A.电源电动势为 2 V
C.电源短路时电流为 6 A
D.电路路端电压为 1 V 时，电路中电流为 2.5 A
解析：根据 U＝E－Ir，并结合图像知，当I＝0 时，E＝2 V，A 正确；该 U­I 图线斜率的绝对值表示电源内电阻
Ω＝0.2 Ω，B 错误；电源短路时电流
＝10 A，C 错误；当U＝1 V 时 I＝
【迁移拓展 2】(多选)图 9-2-6 甲为某电源的 U­I 图线，
图乙为某小灯泡的 U-I 图线，则下列说法中正确的是(
图 9-2-6A.电源的内阻为 5 ΩB.把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3 W
C.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小D.把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.9 W解析：根据闭合电路欧姆定律变形U＝E－Ir 可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根
中作该电源对应的 U­I 图像，如图 D33 所示.
两 U­I 曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：U≈0.5 V，I≈0.6 A，所以小灯泡的功率为 P＝UI＝0.5×0.6 W≈0.3 W，回路中的总功率为 P总＝EI＝ 1.5×0.6 W＝0.9 W，BD 正确.根据题乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得 R＝
可知图线上某点与原点连线的斜率为电
阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而
增大，C 错误.答案：BD
热点 3 电路故障分析[热点归纳]1.故障特点.
(1)断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接部分没有断点.(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流
通过电路但其两端电压为零.
(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在
并联路段之外有断路，或并联路段短路.
(2)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路.在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源.
(3)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置.在运用电流表检测时，要注意电流表的极性和量程.
(4)假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理.
【典题 3】如图 9-2-7 所示是某物理小组同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1 亮，灯 L2 不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因
【迁移拓展 3】如图 9-2-8 所示的电路中，电源的电动势为 6 V，当开关 S 闭合后，灯泡 L1 和 L2 都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为Uab＝6 V，Uad＝0 V，Ucd＝6 V，
A.L1 和 L2 的灯丝都烧断了B.L1 的灯丝烧断了C.L2 的灯丝烧断了
D.滑动变阻器 R 断路答案：C
热点 4 含容电路[热点归纳]
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，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，与电容器串联的电阻视为等势体.电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压.
3.电容器所带电荷量的变化的计算：
(1)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差.(2)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和.
【典题 4】(多选，2019 年河北沧州模拟)在如图 9-2-9所示的电路中，电源电动势 E＝3 V，内电阻 r＝1 Ω，定值电阻 R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容 C＝100 μF.则下列
为 1.5×10－4 C
R1的电荷量为 3.0×10－4 C
A.闭合开关 S，电路稳定后电容器两端的电压为 1.5 VB.闭合开关 S，电路稳定后电容器所带电荷量为 3.0×
C.闭合开关 S，电路稳定后电容器极板 a 所带电荷量
D.先闭合开关 S，电路稳定后断开开关 S，通过电阻
解析：闭合开关 S，电路稳定后电流 I＝
0.5 A，电容器两端的电压为 U＝IR1＝1.5 V，故 A 正确；
＝1.5×10－4 C，故 B 错误，C 正确；先闭合开关 S，电路
稳定后断开开关S，电容器 C 通过电阻R1 放电，通过电阻R1 的电荷量为 1.5×10－4 C，故 D 错误.答案：AC
电路稳定后电容器所带电荷量Q＝CU＝100×10－6×1.5 C
【迁移拓展 4】如图 9-2-10 所示，电源的电动势 E＝12 V，内阻不计，电阻 R1＝R2＝R3＝6 Ω，R4＝12 Ω，电容器的电容 C＝10 μF，电容器中有一带电微粒恰好处于静止状态.若在工作的过程中，电阻 R2 突然发生断路，电
流表可看作是理想电表.则下列判断正确的是(图 9-2-10
电量为 8×10－5 C
A.R2 发生断路前 UAB＝2 VB.变化过程中流过电流表的电流方向由下到上C.R2 发生断路后原来静止的带电微粒向下加速的加速度为 3gD.从电阻 R2 断路到电路稳定的过程中，流经电流表的
解析：R2 发生断路前，U1＝U2＝6 V，U4＝8 V，UAB＝φA－φB＝－2 V，故A 错误；R2 发生断路前，UAB＝－2 V，电容器上极板带负电，下极板带正电，R2 发生断路后，
UAB′＝U3′＝4 V，电容器上极板带正电，下极板带负电，则在变化过程中，通过电流表的电流由上向下，故 B 错误；R2 发生断路前，带电微粒静止，受到向下的重力与向上的电场力作用，且电场力大小等于重力 F＝mg.R2 发生断路后，带电微粒受到的电场力向下，由于 R2 发生断路后两极板间的电压是 R2 发生断路前电压的二倍，则 R2 发生断路后微粒受到的电场力是原来电场力的二倍，为 2F＝2mg，则 R2 发生断路后，微粒受到的合力为3mg，方向向下，由
10－6 F×[4 V－(－2 V)]＝6×10－5 C，故 D 错误.
牛顿第二定律可知，微粒的加速度为 3g，方向向下，故 C正确；从电阻 R2 断路到电路稳定的过程中，流经电流表的电量 ΔQ＝Q′－Q＝CUAB′－CUAB＝C(UAB′－UAB)＝ 10×
1.闭合电路动态分析的方法.(1)程序法.
(2)“串反并同”结论法.
因滑动变阻器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去讨论.
对有些复杂难以直接判断的问题，可采用特殊值代入
【典题 5】(多选，2020 年江苏卷)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图 9-2-11 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(图 9-2-11
A.车灯的电流变小C.电路的总电流变小
B.路端电压变小D.电源的总功率变大
解析：开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流 I灯变小，故 A 正确；电路的路端电压为 U路＝U灯＝I灯 R灯，I灯变小，路端电压变小，故 B 正确；总电流即干路电流为
，U路减小，干路电流增大，故 C 错误；
电源总功率为 P总＝EI干，I干增大，总功率变大，故 D 正确.答案：ABD
方法技巧 电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化.(2)根据局部电路电阻的变化，确定电路的外电阻 R外总如何变化.
(3)根据闭合电路欧姆定律 I总＝
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＝E－U内确定路端电压如何变化.(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化.
【触类旁通】(多选，2020 年四川成都模拟)如图 9-2-12所示电路中，电源内阻忽略不计，R0 为定值电阻，Rm 为滑动变阻器 R 的最大阻值，且有 R0>Rm；开关 S1 闭合后，理想电流表 A 的示数为 I，理想电压表 V1、V2 的示数分别为U1、U2，其变化量的绝对值分别为ΔI、ΔU1、ΔU2.则下列
A.断开开关 S2，将 R 的滑动触片向右移动，则电流 A示数变小、电压表 V2 示数变小B.保持 R 的滑动触片不动，闭合开关 S2，则电流表 A示数变大、电压表 V1 示数变小C.断开开关 S2，将 R 的滑动触片向右移动，则滑动变阻器消耗的电功率减小 ΔU1D.断开开关 S2，将 R 的滑动触片向右移动，则有 ΔI
解析：断开开关 S2，将滑片向右移动时，R 接入电路电阻增大，电路总电阻增大，则由闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，电流表A 示数减小，电压表 V2 减小，故 A正确；保持 R 的滑动触片不动，闭合开关 S2，R0 被短路，电路总电阻减小，干路电流增大，电流表示数 A 增大，由U1＝IR，可知电压表 V1 示数增大，故 B 错误；当滑动变阻器的电阻等于等效电源的内阻时滑动变阻器的阻值(即为R0)时，滑动变阻器的功率达到最大，断开开关S2，将 R