【文档说明】(新课标版)高考物理一轮复习课件8.2闭合电路欧姆定律 (含解析).ppt，共(65)页，2.009 MB，由MTyang资料小铺上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-89699.html

以下为本文档部分文字说明：

8．2闭合电路的欧姆定律知识清单考点整合集中记忆一、电源的电动势和内阻电动势(1)定义：电源的非静电力对移动电荷做的功与电量的比值．E＝Wq(2)意义：反映电源通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领．(3)数值：电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．内电阻：电源内部导体的电阻

．二、闭合电路欧姆定律内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比．表达式：I＝ER＋r，E＝U＋Ir.电源的U-I图像：根据U＝E－Ir，图像如图所示，图像含义：(1)纵轴截距：表示电路断路时的路端电压U＝E.(2)横轴截

距：表示电路短路时的电流I0.(3)斜率绝对值：表示电源内电阻r＝EI0.考点讲练考点突破针对训练考点一闭合电路的动态分析1．分析思路：部分——整体——部分2．直观判断(1)电路中任一电阻增大，电路的总电阻一定增大．(2)电路中任一电阻增

大，该电阻的电流减小，电压增大．(3)电路中任一电阻增大，与之串联的电阻的电流和电压都减小．(“串反”)(4)电路中任一电阻增大，与之并联的支路的电流和电压都增大．(“并同”)(2018·广州模拟)在如图所示的电路中，

E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大

，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小【答案】B【解析】R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R3电压增大，R

1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大．故A、C、D三项错误，B项正确．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.看作理想电压表，当闭合开关、将滑动变阻器的触片从左端向右端移动时，下列说法中正确的是()A．L1、L2均变暗，的示数变小B．L1、L2

均变亮，的示数变大C．L1变亮、L2变暗，的示数变大D．L1变暗、L2变亮，的示数变小【答案】C【解析】首先要认清电路特点(可画出电路图)，L1与滑动变阻器并联，再与L2串联；测电源的外电压．滑动变阻器的

触片从左端滑到右端时，其电阻变大，并联电阻变大，电路的总电阻变大，电流变小，内电压也变小，外电压变大，的示数变大；因L2连在干路，其电流变小，电压也变小，功率变小而变暗；并联电路的电压变大，L1功率也变大而变亮．(2018·天津模拟)在如图所示电路中

，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列说法正确的是(

)A.U1I不变，ΔU1ΔI变大B.U2I变大，ΔU2ΔI不变C.U3I变大，ΔU3ΔI变大D．ΔU1＝ΔU2【答案】B【解析】根据欧姆定律得知：U1I＝ΔU1ΔI＝R1.故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，U1I、ΔU1ΔI均不变．故A项错误.U2I＝

R2，变大．根据闭合电路欧姆定律，得U2＝E－I(R1＋r)，则有ΔU2ΔI＝R1＋r，不变．故B项正确.U3I＝R1＋R2，变大．根据闭合电路欧姆定律，得U3＝E－Ir，则有ΔU3ΔI＝r，不变．故C项错误．ΔU2等于ΔU1与电源内电压变化之和，所以ΔU2大于

ΔU1则D项错误．考点二闭合电路的功率问题1．电源的总功率：P总＝EI2．电源的内部功率：P内＝I2r3．电源的输出功率：P出＝UI.4．电源输出功率与外电阻的关系①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝E24r；②当R＞r时，随着R的增大输出功率越

来越小；③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大；④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.5．电源的效率：η＝P出P总＝UE＝RR＋r＝11＋rR6．能量关系：EI＝UI＋I2r.(多选)如图所

示电路中，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻．R1>r，则以下说法中正确的是()A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率B．当R1＝R2＋r时，R1上获得最大功率C．当R2＝0时，R1上获得最大功率D

．当R2＝0时，电源的输出功率最大【答案】ACD【解析】A项，根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可知，当把R1和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做R1＋r，当R2＝R1＋r时，电源的输出功率最大，即R2

上获得最大功率，所以A项正确；B、C两项，根据P＝I2R1可知，当R2＝0时，电路的总电流最大，所以此时R1获得最大功率，所以B项错误，C项正确；D项，由于R1>r，当R2＝0时，外电阻最接近内阻，电源的输出功率最大，D项正确．(2018·洛阳一模)(多选)如图所示，直线a、抛物

线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图像，但具体对应关系未知，根据图像可判断()A．PE­U图像对应图线a：由图知电动势为9V，内阻为3ΩB．Pr­U图像的对应图线b：由图知电动势为3V，内阻为1ΩC．PR­

U图像的对应图线c：图像中任意电压值对应的功率关系为PE＝Pr＋PRD．外电路电阻为1.5Ω时，输出功率最大为2.25W【答案】BC【解析】A项，总功率PE＝EI＝E·E－Ur＝－ErU＋E2r，可知PE­U图像对应图线a.由数学知识得知，图像a的斜率

大小k＝Er＝93＝3；当U＝0时，PE＝E2r＝9联立解得E＝3V，r＝1Ω.故A项错误．B项，Pr＝（E－U）2r，由数学知识可知，Pr­U图像的对应图线b，故B项正确．C项，根据功率分配关系可得：PE＝Pr＋PR，则PR＝PE－Pr＝－1r2U2＋

ErU，由数学知识可知，PR­U图像的对应图线c.故C项正确．D项，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为1Ω时，输出功率最大，最大输出功率为Pm＝（12E）2R＝E24r＝324×1W＝2.

25W．故D项错误．方法提炼“等效电源”法判断可变电阻的电功率对于变化的电阻，其电功率的变化不能直接用P＝I2R判断，一般应用“等效电源”法：将其他定值电阻转换为电源的内阻，将可变电阻视为“等效电源”的外电阻，其功率视为“等效电源”的

输出功率，再根据电源输出功率与外电阻的关系判断．考点三含电容电路的分析1．稳态含容电路的特点当电容器处于稳定状态时，相当于断路，电路具有两个特点：(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压．(2)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压．2．动态含容电路的分析若电路结构发生

改变，电容器的电压会产生相应变化，电容器瞬间充电或放电，使所带电荷量发生改变，通常要求计算电容器所带电荷的改变量，一般思路是：(1)利用Q＝UC计算电容器初、末状态所带的电量Q1和Q2；(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电量为Q1－Q

2；(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电量为Q1＋Q2.(2018·承德模拟)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．P是滑动变阻器滑片，则以下说法正确的是()A．

P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流B．P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流C．P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无

电流通过【答案】A【解析】滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1)，可知电容器极板电压变大，油滴受到的电场力增大，油滴向上运动，极板电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，A项正确，B、C两项错误；将S断开后，电容器放电

，G中有电流，电压减小，电场力减小，油滴向下运动，D项错误．(2016·课标全国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()A.25B.12C.35D.23【答案】C【解析】由已知可得：Q1＝U1CQ2＝U2C则Q1Q2＝U1U2S断开时等效电路如下U1＝R（R＋R）（R＋R）＋RR＋R（R＋R）（R＋R）＋R·E×12＝15ES闭合时等效

电路如右U2＝R·RR＋RR＋R·RR＋R·E＝13E，则Q1Q2＝U1U2＝35，故C项正确．如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，外电路中电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4pF.开始时开关S断开，从开关合上到电路稳定的过程中，通过电

流表的电荷量是多少？【答案】1.92×10－11C【解析】开关S断开时，由串联分压得电容器的电压UC＝U2＝ER2R1＋R2＋r＝3V电容器被充的电荷量为Q1＝CUC＝1.2×10－11C，其极性是上板为正极，下板为负极．开关S合上后，外电路的总电阻和

路端电压分别为R＝（R1＋R2）R3R1＋R2＋R3＝3Ω，U＝ER＋rR＝4.5V由串联分压得电容器的电压UC′＝U1＝R1R1＋R2U＝1.8V电容器充电后的电荷量为Q2＝CUC′＝7.2×10－

12C，其上极板带负电，下极板带正电，通过电流表的电荷量为ΔQ＝Q1＋Q2＝1.92×10－11C.考点四闭合电路的故障分析1．断路的判断若某段电路有断点，则电流为零，两端电压不为零．2．短路的判断若某电阻发生短路，则有电流通过电路，但两端电压为零．3．假设排除

法已知电路发生故障的现象，寻找故障原因，可假设某部分电路发生故障；运用电路规律推理，推理结果若与现象不符合，则可排除这部分电路，直到找出发生故障的原因．如图所示的电路中，电源的电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1

和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压是Uab＝6V，Uad＝0V，Ucd＝6V，由此可断定()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．变阻器R断路【答案】C【解析】由Uab＝6V可知，电源完好，灯泡都不

亮，说明电路当中出现断路故障，且在a、b之间．由Ucd＝6V可知，灯泡L1与变阻器R是通的，断路故障出现在c、d之间，故灯L2断路．所以C项正确．如图所示，电路中灯泡A、B均正常发光．忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些．电路中出现的

故障可能是()A．R2发生断路B．R3发生断路C．R2、R3同时发生断路D．R1、R3同时发生断路【答案】A【解析】假设R2断路，则A灯所在并联支路的总电阻增大，导致外电路总电阻增大，干路电流减小，路端电压U增大，流过R1的电流I1增大，流过灯泡所在并联支路的总电流I2(I2＝I总－I1)

减小，B灯的电压UB＝I2RB3并减小，B灯变暗．A灯的电压UA(UA＝U－UB)增大，A灯变亮．A项正确，同样的方法可得B、C、D三项错误．在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示．闭合电键后，

发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E)：①若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是________(填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)．②若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障．先将选

择开关旋至________________挡(填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5A”)，再将________(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱．若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是____

____、________、________．【答案】①待测金属丝②直流电压10V红0EE【解析】若电流表示数为零，电压表示数为E，说明电压表与电源构成闭合回路，发生故障的是待测金属丝．利用多用电表检测含电源电路故障，

先将开关旋转至直流电压10V挡，再将红表笔固定在电源正极a接线柱，若只有滑动变阻器断路，把另一支表笔接b时，多用电表示数为0；把另一支表笔接c时，多用电表示数为E；把另一支表笔接d时，多用电表示数为E.题型拓展典例剖析提炼方法两个U-I图像的对比分析比较电源U-I图像电阻U-I图像图像物理意义

路端电压随电流的变化规律电阻两端电压随电流的变化规律截距纵轴交点表示电源电动势E，横轴交点表示短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标乘积UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I比

值表示外电阻大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值相同，表示此电阻大小不变斜率绝对值内电阻r此电阻大小例1两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时

，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U－I直线．则图像中两直线的交点表示的物理意义是()A．滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端B

．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为1.0WD．电源的效率达到最大值【答案】B【解析】由图乙可得，电源的电动势E＝1.5V，r＝1Ω，交点位置：U1＝U2滑动变阻器的电阻R＝0，滑动头P

滑到了最左端，A项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0>r，改变滑动变阻器电阻时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B项正确；R0消耗的功率P＝IU2＝0.5

W，C项错误；电源的效率η＝IE－I2rIE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大，D项错误．方法提炼两个U-I图线综合应用规律反思(1)两个U-I图线交点含义：两个图像交点表示将该电阻与该电源组成闭合电路时，该电阻的实际电压和电流．

(2)两个U-I图线综合应用：在闭合电路中，某个电阻的U、I值不仅要满足自身的伏安特性，还要满足闭合电路的欧姆定律，通过建立满足电路规律的U、I关系式，作出相应的图线，根据两个U-I图像的交点确定实际电阻的电压和电流．例2如图甲

所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)．(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V(内阻不计)

的电源上，求流过电灯的电流和每个电灯的电阻；(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与9Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8V、内阻为1Ω的电源上，求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率．【答案】(1)0.4A10Ω10Ω10Ω(2)0.6A0.6W0.6W【解析

】(1)把三个这样的电灯串联后，每只电灯得到的实际电压为U＝123V＝4V由题图甲可知，每只电灯加上4V的实际电压时的工作电流均为I＝0.4A由此可以求出此时每只电灯的实际电阻R＝UI＝40.4Ω＝10Ω.(2)在题图乙的混联电路中，设每只电灯上的实际电压和实际

电流分别为U′和I′在这个闭合电路中，E＝U′＋2I′(R0＋r)．代入数值并整理得U′＝8－20I′这是一个反映电路的直线方程，把该直线在题图甲的坐标系中画出，如图所示．这两条图线的交点U′＝2V，I′＝0.3A同

时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值IA＝2I′＝0.6A每只电灯的实际功率P＝U′I′＝2×0.3W＝0.6W.1．(2018·苏州一模)(多选)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和

电流I变化的关系图像(电池电动势不变，内阻不是定值)，图线b是某电阻R的U-I图像．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是()A．硅光电池的内阻为8ΩB．硅光电池的总功率为0.4WC．硅光电

池的内阻消耗的热功率为0.32WD．若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大答案AC解析A项，由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a图线与纵轴的交点读出电池的电动势为E＝3.6V．根据两图线交点处的状态可知，将它们组成

闭合回路时路端电压为U＝2V，电流为I＝0.2A，则硅光电池的内阻为r＝E－UI＝3.6－20.2Ω＝8Ω，故A项正确．B项，硅光电池的总功率为：P总＝EI＝3.6×0.2W＝0.72W，故B项错误．C项，硅光电池的输出

功率为：P出＝UI＝0.4W，电池的内阻消耗的热功率为P热＝P总－P出＝0.32W．故C项正确．D项，R的阻值R＝UI＝10Ω>r＝8Ω，则若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率将减小，故D项错误．2．(2018·杭州模拟)如图甲所示

电路中，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，伏安特性曲线如图乙所示，当电键S接位置1时，理想电压表的读数为3V，那么当电键S接到位置2时，下列说法正确的是()

A．小灯泡L正常发光B．小灯泡L可能被烧坏C．小灯泡L两端电压小于1.6V，不能正常发光D．小灯泡L两端电压等于1.6V，不能正常发光答案C解析当开关接位置1时，电路中电流I＝UR＝330A＝0.1A；由闭合电路欧姆定律可知，U＝E－Ir代入

数据解得：r＝E－UI＝3.2－30.1Ω＝2Ω灯泡的额定电流为I额＝P额U额＝4.53A＝1.5A当开关接位置2时，设通过灯泡的电流为I，灯泡两端的电压为U，则有U＝E－Ir，即U＝3.2－2I作出此时灯泡电压随电流变化的图像，如图交点即为实际工作点，

电压小于1.6V，电流小于1.5A，所以灯泡不能正常发光，故C项正确，A、B、D三项错误．3．(2018·青浦区二模)如图甲所示的电路，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合开关S后，调节滑动变阻器，将滑片从a端向b

端滑动的过程中，两只电压表随电流表示数变化的完整图像(实线)如图乙所示．则电源的内阻为________Ω，R1的最大功率为________W.