202X_202X學(xué)年高考物理主題2電路及其應(yīng)用微型專題5閉合電路歐姆定律的應(yīng)用課件（必修3）

1、微型專題5閉合電路歐姆定律的應(yīng)用主題2電路及其應(yīng)用學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：1.進(jìn)一步熟練掌握閉合電路歐姆定律及串、并聯(lián)電路的特點(diǎn).2.熟練掌握閉合電路中的功率和相關(guān)物理量的關(guān)系.科學(xué)思維：1.學(xué)會(huì)分析閉合電路動(dòng)態(tài)問題的方法.2.會(huì)計(jì)算閉合電路的功率，借助公式和圖象，分析求解電源的最大輸出功率.3.學(xué)會(huì)含容電路的分析方法.NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引達(dá)標(biāo)檢測檢測評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān)微型專題練克難解疑 精準(zhǔn)高效重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)重點(diǎn)探究一、閉合電路的動(dòng)態(tài)分析閉合電路動(dòng)態(tài)問題的分析方法(1)程序法分析電路，明確各部分電路的串、并聯(lián)關(guān)系及電流表或電壓表的測量對(duì)象；由局部電阻變化判斷總電阻的

2、變化；由I 判斷總電流的變化；據(jù)UEIr判斷路端電壓的變化；由歐姆定律及串、并聯(lián)電路的規(guī)律判斷各部分的電路電壓及電流的變化.(2)結(jié)論法“并同串反”“并同”：是指某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小.“串反”：是指某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小；某一電阻減小時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大.例1(2018無錫市江陰四校高二期中)如圖1所示，電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻都保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向上端移動(dòng)時(shí)A.電壓表

3、的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小B.電壓表和電流表的讀數(shù)都增大C.電壓表和電流表的讀數(shù)都減小D.電流表的讀數(shù)增大，電壓表的讀數(shù)減小解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上端移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，外電路總電阻R增大，由閉合電路歐姆定律知總電流I減小，路端電壓UEIr增大，則電壓表的示數(shù)增大；電阻R2兩端的電壓U2EI(rR1)增大，流過電阻R2的電流I2增大，則流過電流表的電流I3II2減小，即電流表的讀數(shù)減小，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.圖圖1學(xué)科素養(yǎng)例1回顧了閉合電路的歐姆定律及串、并聯(lián)電路的相關(guān)知識(shí)，并用于分析閉合電路動(dòng)態(tài)問題.一方面讓學(xué)生對(duì)物理規(guī)律的認(rèn)識(shí)更加深刻，另一方面也讓學(xué)生進(jìn)一步了解了

4、閉合電路中的各物理量之間的關(guān)系，這很好的體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).針對(duì)訓(xùn)練1(2018聊城市期末)如圖2所示電路中，開關(guān)S閉合，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從a端向b端滑動(dòng)時(shí)，以下判斷正確的是A.電壓表示數(shù)變大，通過燈L1的電流變大，燈L2變亮B.電壓表示數(shù)變小，通過燈L1的電流變小，燈L2變暗C.電壓表示數(shù)變大，通過燈L2的電流變小，燈L1變亮D.電壓表示數(shù)變小，通過燈L2的電流變大，燈L1變暗圖圖2解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，由I 知總電流增大，通過L2的電流增大，L2變亮；由U并EI(RL2r)知，變阻器與L1并聯(lián)部分電壓減小

5、， 示數(shù)變小，L1變暗，D正確.二、閉合電路的功率1.電源的總功率P總EI；電源內(nèi)電阻消耗的功率P內(nèi)U內(nèi)II2r；電源輸出功率P出U外I.2.對(duì)于純電阻電路，電源的輸出功率圖圖3功率隨外電阻變化曲線如圖3所示.3.電源的效率指電源的輸出功率與電源的總功率之比，100%，所以當(dāng)R增大時(shí)，效率提高.當(dāng)Rr(電源有最大輸出功率)時(shí)，效率僅為50%，效率并不高.例2如圖4所示，電路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，變阻器的最大阻值為10 .(1)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，變阻器上消耗的功率最大？最大為多大？圖圖4解析此種情況可以把R0歸入電源內(nèi)電阻，這樣變阻器上消耗的功率也就是電源的輸出功率

6、.即當(dāng)RrR02 時(shí)，R消耗功率最大為：(2)變阻器接入電路的阻值R為多大時(shí)，定值電阻R0上消耗的功率最大？最大為多大？解析定值電阻R0上消耗的功率可以表示為：PI2R0，因?yàn)镽0不變，當(dāng)電流最大時(shí)功率最大，此時(shí)應(yīng)有電路中電阻最小，即當(dāng)R0時(shí)，R0上消耗的功率最大：功率最大值的求解方法1.流過電源的電流最大時(shí)，電源的功率、內(nèi)阻損耗功率均最大.2.對(duì)某定值電阻來說，其電流最大時(shí)功率也最大.3.電源的輸出功率在外電阻等于內(nèi)阻時(shí)最大，若不能相等，外電阻越接近內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率越大.總結(jié)提升總結(jié)提升例3如圖5所示，線段A為某電源的UI圖線，線段B為某電阻的UI圖線，以上述電源和電阻組成閉合電路時(shí)，

7、求：(1)電源的輸出功率P出為多大？圖圖5答案4 W從B圖線中可讀出外電阻R1 .則電源的輸出功率P出I2R4 W(2)電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？答案2 W解析電源內(nèi)部消耗的功率P內(nèi)I2r2 W，(3)電源的效率為多大？答案66.7%解析電源的總功率P總IE6 W，1.穩(wěn)定電路的UI圖象有兩種：一是電源的UI圖象(如圖6中a)；二是用電器的UI圖象，而用電器的UI圖象又分兩類：線性(圖中b)和非線性(圖中c).總結(jié)提升總結(jié)提升圖圖62.兩種圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該用電器單獨(dú)與電源串聯(lián)的工作電流和路端電壓(也是用電器兩端的電壓).如圖，電源的輸出功率分別為PbU1I1，PcU2I2.三、含電容器電

8、路的分析與計(jì)算1.電路穩(wěn)定后，由于電容器所在支路無電流通過，此支路相當(dāng)于斷路，因此電容器兩極板間的電壓就等于該支路兩端的電壓.2.電路的電流、電壓變化時(shí)，將會(huì)引起電容器的充(放)電.如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電.3.根據(jù)公式QCU或QCU，求電荷量及其變化量.例4如圖7所示，電源電動(dòng)勢E10 V，內(nèi)阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求：(1)S閉合后，穩(wěn)定時(shí)通過R1的電流；圖圖7答案1 A解析S閉合后，電路穩(wěn)定時(shí)，R1、R2串聯(lián)，(2)S原來閉合，然后斷開，這個(gè)過程中流過R1的總電荷量.答案1.2104 C解析S閉合時(shí)，電容器兩端電

9、壓UCU2IR26 V，儲(chǔ)存的電荷量QCUC.S斷開至達(dá)到穩(wěn)定后電路中電流為零，此時(shí)UCE，儲(chǔ)存的電荷量QCUC.電容器上的電荷量增加了QQQCUCCUC1.2104 C.電容器上電荷量的增加是在S斷開以后才發(fā)生的，這只有通過R1這條電路實(shí)現(xiàn)，所以流過R1的電荷量就是電容器帶電荷量的增加量.提示：注意分析S閉合前、后電容器極板上的電壓值及極板帶電的正、負(fù).針對(duì)訓(xùn)練2(2018無錫市江陰四校高二期中)如圖8所示的電路中，已知電容C1C2，電阻R1R2，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，當(dāng)開關(guān)S由閉合狀態(tài)斷開時(shí)，下列說法中正確的是A.電容器C1的電荷量增多，電容器C2的電荷量減少B.電容器C1的電荷量減少

10、，電容器C2的電荷量增多C.電容器C1、C2的電荷量都增多D.電容器C1、C2的電荷量都減少圖圖8解析開關(guān)S閉合時(shí)，電容器C1兩端電壓與R2兩端電壓相等，C2兩端電壓與R1兩端電壓相等；開關(guān)S斷開時(shí)，電路斷路，電容器C1、C2兩端電壓均等于電源電動(dòng)勢E，由QCU知，電容器C1、C2的電荷量均增多，C正確.達(dá)標(biāo)檢測1.(閉合電路的動(dòng)態(tài)分析)(多選)(2018新余市期末)如圖9所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，不計(jì)電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)電路的影響，當(dāng)開關(guān)閉合后，兩小燈泡均能發(fā)光.在將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右滑動(dòng)的過程中，下列說法正確的是A.小燈泡L1、L2均變暗B.小燈泡L1變亮，小燈泡L2變暗C.電

11、流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大D.電流表A的讀數(shù)變化量與電壓表V的讀數(shù)變化量之比 不變1234圖圖9解析將滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸向右滑動(dòng)的過程中，變阻器接入電路的電阻增大，與燈L1并聯(lián)的電路的電阻增大，外電路總電阻增大，干路電流減小，電流表讀數(shù)變小，L2變暗，電源的內(nèi)電壓減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端電壓增大，電壓表V的讀數(shù)變大，而燈L2兩端電壓減小，所以燈L1兩端的電壓增大，燈L1變亮，故B、C正確，A錯(cuò)誤；電壓表的讀數(shù)變化量(外電壓的變化量)與電流表的讀數(shù)變化量的比值為電源的內(nèi)阻，電源的內(nèi)阻不變，故D正確.12342.(電源的輸出功率和效率)(多選)如圖10所示，圖線AB是某電源的路

12、端電壓隨電流變化的關(guān)系圖線，OM是固定電阻R兩端的電壓隨電流變化的圖線，由圖可知A.該電源的電動(dòng)勢為6 V，內(nèi)阻是2 B.固定電阻R的阻值為1 C.該電源的最大輸出功率為9 WD.當(dāng)該電源只向電阻R供電時(shí)，其效率約為66.7%1234圖圖10解析由圖線AB可知電源的電動(dòng)勢E6 V，當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)阻時(shí)，電源的輸出功率最大，故D正確.12343.(閉合電路中功率的計(jì)算)(2018日照市期末)如圖11所示的電路中，電源電動(dòng)勢E10 V，內(nèi)阻r0.5 ，電動(dòng)機(jī)的電阻R01.0 ，定值電阻R11.5 .電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，理想電壓表的示數(shù)U13.0 V.求：(1)電源總功率；1234圖圖11答案20

13、W1234解析已知電壓表的示數(shù)U13.0 V和定值電阻R11.5 ，根據(jù)歐姆定律可求出電路中的電流電源的總功率P總EI20 W(2)電源的輸出功率；1234答案18 W解析電源的輸出功率P出EII2r18 W(3)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率，以及將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率.1234答案12 W8 W解析根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓U2EU1Ir6 V電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P電U2I12 W電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，就是電動(dòng)機(jī)的輸出功率P機(jī)U2II2R08 W.4.(含容電路的分析和計(jì)算)(2018華中師大附中質(zhì)檢)如圖12所示，電源電動(dòng)勢E6 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R12 ，R23 ，R37

14、.5 ，電容器的電容C4 F.開關(guān)S原來斷開，從閉合開關(guān)S到電路穩(wěn)定，試問這一過程中通過電阻R的電荷量是多少？答案1.92105 C1234圖圖12解析S斷開時(shí)的等效電路圖如圖甲所示，1234電容器C的帶電荷量QCUCU21.2105 C.且a板帶正電，b板帶負(fù)電.電容器C兩端電壓U等于電阻R2兩端電壓U2，S閉合時(shí)的等效電路圖如圖乙所示，電容器C兩端電壓U等于電阻R1兩端電壓U1，1234外電壓U外EIr4.5 V電容器C的帶電荷量QCUCU17.2106 C且a板帶負(fù)電，b板帶正電，通過電阻R的電荷量QQQ1.92105 C.微型專題練一、選擇題考點(diǎn)一閉合電路的動(dòng)態(tài)分析1.(多選)(201

15、8重慶市期末)如圖1所示的電路中，電表均為理想電表.閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是A.電流表A讀數(shù)變大B.電壓表V1讀數(shù)變大C.電壓表V2讀數(shù)變大D.燈泡L變亮123456789 1011121314圖圖1解析滑動(dòng)變阻器滑片P向左移動(dòng)，接入電路的電阻變大，電路總電阻變大，總電流減小，內(nèi)電壓變小，外電壓變大，電流表A讀數(shù)變小，電壓表V1讀數(shù)變大；總電流減小，燈L兩端電壓減小，燈泡L變暗，而外電壓變大，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓變大，所以電壓表V2讀數(shù)變大，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確.123456789 10111213142.如圖2所示的電路，三只相同的燈泡L1、L2、L3，

16、當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向b端移動(dòng)時(shí)A.L1變亮，L2、L3變暗B.L1、L2變亮，L3變暗C.L1、L3變暗，L2變亮D.L1、L3變亮，L2變暗123456789 10111213圖圖2143.(2018東營市期末)某種熱敏電阻在環(huán)境溫度升高時(shí)，電阻會(huì)迅速減小.將這種熱敏電阻P接入如圖3所示電路，開關(guān)閉合.若環(huán)境溫度升高，下列判斷正確的是A.電路的總電阻變大 B.流過P的電流變小C.燈泡A變亮 D.燈泡B變亮123456789 1011121314圖圖3123456789 10111213考點(diǎn)二含容電路的分析與計(jì)算4.在如圖4所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向下移動(dòng)時(shí)，關(guān)于電燈L的亮度及電

17、容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是A.L變暗，Q增大 B.L變暗，Q減小C.L變亮，Q增大 D.L變亮，Q減小14圖圖4123456789 10111213解析當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向下移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，由閉合電路歐姆定律知，干路電流增大，電源的內(nèi)電壓增大，則路端電壓減小，燈L變暗.電容器極板間電壓等于變阻器兩端的電壓.由上得知，路端電壓減小，則通過L燈的電流減小，而干路電流增大，則通過R1的電流增大，R1兩端電壓也增大，則變阻器兩端的電壓減小，電容器所帶電荷量Q減小，故B正確.145.如圖5所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C

18、的極板水平放置.閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng).如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值C.增大兩板間的距離 D.斷開開關(guān)S圖圖5123456789 1011121314解析在直流電路中，R2與電容器串聯(lián)的支路不通，因此電容器兩端的電壓等于R1兩端的電壓，增大R1的阻值，R1兩端的電壓增大，電容器兩端的電壓增大，因此板間帶電油滴受到的電場力增大，會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；增大R2的阻值不改變電路中的總電阻，不改變R1兩端的電壓，因此電容器中油滴仍保持靜止，B項(xiàng)正確；增大兩板間的距離，而電容器兩板間的電壓一定，123456789

19、 1011121314油滴受到的電場力減小，油滴會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S，電容器會(huì)通過R1、R2進(jìn)行放電，使板間場強(qiáng)減小，油滴受到的電場力減小而向下運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤.123456789 10111213146.(多選)如圖6所示的電路中，電源電動(dòng)勢E6 V，內(nèi)阻r1 ，電阻R16 ，R25 ，R33 ，電容器的電容C2105 F.若將開關(guān)S閉合，電路穩(wěn)定時(shí)通過R2的電流為I；斷開開關(guān)S后，通過R1的電荷量為q.則A.I0.75 A B.I0.5 AC.q2105 C D.q1105 C123456789 1011121314圖圖6此時(shí)UCUR并1.5 V，QCCUC3105 C，若將開關(guān)

20、斷開，則電容器上所帶的電荷量通過R1、R3放掉，因I1I3R3R112，123456789 1011121314考點(diǎn)三電源的輸出功率與效率7.(2018重慶市期末)如圖7所示，電源電動(dòng)勢為E，電源內(nèi)阻為r1 ，定值電阻R14 ，滑動(dòng)變阻器R2變化范圍是010 ，下列說法正確的是A.當(dāng)R23 時(shí)，電源的輸出功率最大B.當(dāng)R23 時(shí)，R1上獲得的功率最大C.當(dāng)R20時(shí)，電源的效率最大D.當(dāng)R20時(shí)，R1上獲得的功率最大123456789 10111213圖圖714解析當(dāng)R1R2r時(shí)，隨著外電阻阻值增大，電源輸出功率減小，所以當(dāng)R20時(shí)，電源的輸出功率最大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為0時(shí)，電路中

21、電流最大，定值電阻R1的功率最大，故B錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值為0時(shí)，電路中電流最大，電源的效率最小，故C錯(cuò)誤.123456789 10111213148.(多選)(2018日照市期末)如圖8所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略，電表均為理想電表，開關(guān)S閉合后，燈泡正常發(fā)光.若滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)，下列判斷正確的是A.電源的效率一定減小B.電源的輸出功率可能減小C.燈泡L有可能會(huì)燒壞D.電壓表V和電流表A的示數(shù)均減小123456789 1011121314圖圖8解析滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，外電壓減小，由 100%知，電源的效率減小，A正確

22、；由于不知外電阻與內(nèi)電阻的關(guān)系，故電源的輸出功率的變化無法確定，B正確；R減小，R與L并聯(lián)部分的電壓減小， 示數(shù)減小，L變暗，但 的示數(shù)為總電流與通過L電流的差值， 示數(shù)增大，C、D錯(cuò)誤.123456789 10111213149.(多選)(2018南師附中高二期中)如圖9所示，是測定兩個(gè)電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中得到的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，則應(yīng)有A.當(dāng)I1I2時(shí)，電源總功率P1P2B.當(dāng)U1U2時(shí)，電源輸出功率P出1P出2C.當(dāng)I1I2時(shí)，外電阻R1R2D.當(dāng)U1U2時(shí)，電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)1P內(nèi)2圖圖9123456789 1011121314解析由題圖可知，兩電源的電動(dòng)勢E相等，由電

23、源的總功率PEI知，當(dāng)I1I2時(shí)，電源總功率P1P2，故A正確；電源的輸出功率P出UI，當(dāng)U1U2時(shí)，由題圖讀出I1I2，則P出1r2，當(dāng)I1I2時(shí)，由閉合電路歐姆定律可知，R1R2，故C錯(cuò)誤；當(dāng)U1U2時(shí)I1I2，而內(nèi)電壓U內(nèi)1U內(nèi)2，則由公式PUI知，P內(nèi)1r2，故A正確；小燈泡的UI圖線與電源的UI圖線的交點(diǎn)即為小燈泡的工作狀態(tài)，由題圖知，小燈泡與電源1連接時(shí)消耗的功率P1U1I1小于小燈泡與電源2連接時(shí)消耗的功率P2U2I2，故C正確，D錯(cuò)誤.1411.(多選)在如圖11甲所示的電路中，L1、L2和L3為三個(gè)相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當(dāng)開關(guān)S閉合后，電路中的

24、總電流為0.25 A，則此時(shí)A.通過L1的電流為通過L2的電流的2倍B.此時(shí)L1、L2和L3的電阻均為12 C.L1消耗的電功率為0.75 WD.L1消耗的電功率為L2消耗的電功率的4倍圖圖11123456789 1011121314解析電路中的總電流為0.25 A，則通過L1的電流為0.25 A.因L2和L3并聯(lián)，則L2和L3兩端電壓相等，它們的電阻相等，因此它們的電流也相等，則有通過L1的電流為通過L2的電流的2倍，故A正確；由伏安特性曲線可以讀出電流為I10.25 A時(shí)，電壓為U13 V.L2的電流為I20.125 A，此時(shí)電壓U20.4 V，因此它們的電阻不相等，故B錯(cuò)誤；L1消耗的電功率為PU1I130.25 W0.75 W，故C正確；因通過L1的電流為通過L2的電流的2倍，假設(shè)它們的電阻相等，則有L1消耗的電功率為L2消耗的電功率的4倍，如今它們的電阻不相等，因此L1消耗的電功率不為L2消耗的電功率的4倍，故D錯(cuò)誤.123456789 1011121314答案2 W二、非選擇題12.(2018北京市朝陽區(qū)高二上期末)在如圖12所示的甲、乙電路中，電源的電動(dòng)勢E3 V，內(nèi)電阻r1.0 ，電阻R2.0 ，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻R內(nèi)2.0 .(1)甲圖中閉合開關(guān)S后，電阻R的功率；圖圖12123456789