高考物理一輪復(fù)習(xí)第九章第2節(jié)閉合電路的歐姆定律及其應(yīng)用課件

第2節(jié)閉合電路的歐姆定律及其應(yīng)用一、電源的特征量(電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻)電能1.電源：把其他形式的能轉(zhuǎn)化為________的裝置.2.電動(dòng)勢(shì)：等于外電路斷開時(shí)_______兩端的電壓.電動(dòng)勢(shì)用E表示，單位是伏特(V).電源(1)物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為________的本領(lǐng)大小的物理量.電能(2)大?。簲?shù)值上等于非靜電力移送1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極至正極所做的________.功

3.電源的內(nèi)阻：電源內(nèi)部電路的電阻.電源向外供電時(shí)，電源內(nèi)部也有電流流過，內(nèi)部電流通過內(nèi)阻時(shí)要產(chǎn)生熱量，內(nèi)部電阻消耗電能，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.電動(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別及聯(lián)系

(1)電源電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量，只與電源有關(guān)，與外電路的狀況無關(guān)；電路中任意兩點(diǎn)之間的電壓與電源電動(dòng)勢(shì)和電路參數(shù)有關(guān).

(2)電動(dòng)勢(shì)的大小反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)；電壓的大小表示電場(chǎng)力在電場(chǎng)中兩點(diǎn)之間移動(dòng)1C正電荷做的功，是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)兩者之間的聯(lián)系：電路閉合時(shí)，E＝U內(nèi)＋U外；電路斷開時(shí)，E＝U外.二、閉合電路的歐姆定律正比反比

1.內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成_______，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成________.2.公式：I＝

ER＋r(只適用于純電阻電路)；E＝U內(nèi)＋U外也可以寫成U外＝E－Ir(適用于任何電路).3.路端電壓與外電阻的關(guān)系：增大EE r【基礎(chǔ)自測(cè)】1.判斷下列題目的正誤.)(1)當(dāng)電源兩端短路時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì).((2)電源非靜電力做的功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大.((3)閉合電路中外電阻越大，其路端電壓越大.())(4)在閉合電路中，外電阻越大，電源的輸出功率越大.()(5)電源的輸出功率越大，電源的效率就越高.()答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

2.一太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開路電壓(電動(dòng)勢(shì))為800mV，短路電流為40mA，若將該電池板與一阻值為60Ω的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A.0.10VB.0.20VC.0.40VD.0.60V答案：D

3.(2022年上海二模)如圖9-2-1，甲、乙電路中電源完全相同，外電阻R1的阻值大于R2.在外電阻R1、R2

通過相同電荷量的過程中，甲、乙電路中電源內(nèi)部產(chǎn)生的熱量分別為Q甲、Q乙，外電阻)乙R1、R2上產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2，則(

甲

圖9-2-1A.Q甲＝Q乙B.Q甲＞Q乙

C.Q1＝Q2D.Q1＞Q2

答案：D

4.(多選)如圖9-2-2，將一額定電壓約1.5V、額定電流約10mA的LED燈接在總電動(dòng)勢(shì)約2.5V的自制檸檬電池組兩端，LED燈正常發(fā)光，則()圖9-2-2A.檸檬電池組的內(nèi)電阻約為100ΩB.檸檬電池組的內(nèi)電阻約為1000Ω0.5W”的小燈0.5W”的小燈

C.如果在電路中給LED燈串聯(lián)一只“1V泡，兩燈都不發(fā)光

D.如果在電路中給LED燈串聯(lián)一只“1V泡，LED燈亮度幾乎不變

答案：AD熱點(diǎn)1閉合電路的功率及效率[熱點(diǎn)歸納](續(xù)表)

【典題1】(多選，2023年山東威海月考)如圖

9-2-3甲所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻為r，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從A端滑至B端的過程中，電路中的一些物理量的變化規(guī)律如圖乙、丙、丁所示.圖乙描述電源的輸出功率隨端電壓的變化規(guī)律，圖丙描述路端電壓隨電流的變化規(guī)律，圖丙描述電源的效率隨外電阻的變化規(guī)律，電表、導(dǎo)線對(duì)電路的影響不計(jì).則下列說法正確的是()甲乙丙丁

圖9-2-3A.電源的內(nèi)阻r為2ΩB.滑動(dòng)變阻器最大阻值6ΩC.圖乙上b點(diǎn)的坐標(biāo)(3V，4.5W)D.圖丙上a點(diǎn)的坐標(biāo)(0.6A，4.8V)解析：由題圖丙可知，當(dāng)路端電壓為0時(shí)，電路中的電流為解得U＝3V，故圖乙上b點(diǎn)的坐標(biāo)為(3V，4.5W)，C正確.路端電壓U＝E－Ir，當(dāng)電流I最小時(shí)，即滑動(dòng)變阻器的阻值全部接入電路時(shí)，路端電壓最大，由閉合電路歐姆定律得I＝

ERm＋r＝0.6A，路端電壓U＝4.8V，圖丙上a點(diǎn)的坐標(biāo)為(0.6A，4.8V)，D正確.

答案：ACD

【遷移拓展1】如圖

9-2-4甲所示，R為電阻箱，A為理想電流表，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像，其中功率P0

分別對(duì)應(yīng)電流I1、I2，外電

)乙路電阻R1、R2.下列關(guān)系式中正確的是(

甲

圖9-2-4解析：由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，輸出功率為P＝UI代入整理可得R1R2＝r2，C、D錯(cuò)誤.

答案：B圖像類型電源U-I圖像電阻U-I圖像圖像物理意義電源的路端電壓隨電路電流的變化關(guān)系電阻中的電流隨電阻兩端電壓的變化關(guān)系熱點(diǎn)2兩類U-I圖像的比較與應(yīng)用[熱點(diǎn)歸納]兩種圖像的比較.圖像類型電源U-I圖像電阻U-I圖像截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源

E短路電流I短＝

r過坐標(biāo)軸原點(diǎn)，表示沒有電壓時(shí)電流為零坐標(biāo)U、I的乘積表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率(續(xù)表)圖像類型電源U-I圖像電阻U-I圖像坐標(biāo)U、I的比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大，表示此電阻的大小斜率(絕對(duì)值)電源電阻r外電阻大小(續(xù)表)B.電源內(nèi)電阻為Ω【典題2】如圖

9-2-5所示為某一電源的U-I圖線，由圖可知(

)A.電源電動(dòng)勢(shì)為2V

圖9-2-5C.電源短路時(shí)電流為6AD.電路路端電壓為1V時(shí)，電路中電流為2.5A

解析：根據(jù)U＝E－Ir，并結(jié)合圖像知，當(dāng)I＝0時(shí)，E＝2V，A正確.該

U-I圖線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)電阻的大小

r＝

答案：A思路導(dǎo)引從圖像上直接讀出電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)直線斜率計(jì)算電源內(nèi)阻，應(yīng)用閉合電路歐姆定律判斷C、D選項(xiàng).【遷移拓展2】(多選)圖

9-2-6甲為某電源的U-I圖線，圖乙為某小燈泡的U-I圖線，則下列說法中正確的是()甲乙圖9-2-6

A.電源的內(nèi)阻為5Ω B.把電源和小燈泡組成閉合回路，小燈泡的功率約為0.3W C.小燈泡的電阻隨著功率的增大而減小

D.把電源和小燈泡組成閉合回路，電路的總功率約為0.9W

解析：根據(jù)閉合電路歐姆定律變形

U＝E－Ir可得圖像與縱軸的交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，圖像斜率的大小表示內(nèi)阻，根據(jù)題圖甲電動(dòng)泡組成閉合回路，在題圖乙中作該電源對(duì)應(yīng)的U-I圖像，如圖D37所示.圖D37

兩U-I曲線的交點(diǎn)即小燈泡的電壓、電流，根據(jù)圖像可得U≈0.5V，I≈0.6A，所以小燈泡的功率P＝UI＝0.5×0.6W≈0.3W，乙圖可知電流越大，小燈泡功率越大，根據(jù)歐姆定律變形R＝可回路中的總功率P總＝EI＝1.5×0.6W＝0.9W，B、D正確.根據(jù)題UI知圖線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻，所以小燈泡的電阻隨著功率的增大而增大，C錯(cuò)誤.答案：BD熱點(diǎn)3電路故障分析[熱點(diǎn)歸納]1.故障特點(diǎn).(1)斷路特點(diǎn)：表現(xiàn)為電路中的兩點(diǎn)間電壓不為零而電流為零，并且這兩點(diǎn)與電源的連接部分沒有斷點(diǎn).(2)短路特點(diǎn)：用電器或電阻發(fā)生短路，表現(xiàn)為有電流通過電路但其兩端電壓為零.2.檢查方法.(1)電壓表檢測(cè)：如果電壓表示數(shù)為零，則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路，或并聯(lián)路段短路.

(2)歐姆表檢測(cè)：當(dāng)測(cè)量值很大時(shí)，表示該處是斷路，當(dāng)測(cè)量值很小或?yàn)榱銜r(shí)，表示該處是短路.在運(yùn)用歐姆表檢測(cè)時(shí)，電路一定要切斷電源.

(3)電流表檢測(cè)：當(dāng)電路中接有電源時(shí)，可用電流表測(cè)量各部分電路上的電流，通過對(duì)電流值的分析，可以確定故障的位置.在運(yùn)用電流表檢測(cè)時(shí)，要注意電流表的極性和量程.

(4)假設(shè)法：將整個(gè)電路劃分為若干部分，然后逐一假設(shè)某部分電路發(fā)生某種故障，運(yùn)用閉合電路或部分電路的歐姆定律進(jìn)行推理.

【典題3】如圖

9-2-7所示是某物理小組的同學(xué)研究串聯(lián)電路中電流、電壓特點(diǎn)的實(shí)物連接圖，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，燈L1

亮，燈L2)不亮，電流表和電壓表均有讀數(shù)，則故障原因可能是(

圖9-2-7A.L1

斷路B.L1短路C.L2斷路D.L2

短路答案：D思路導(dǎo)引假設(shè)某選項(xiàng)正確，結(jié)合閉合電路歐姆定律，與題干中給出的現(xiàn)象對(duì)比，有一處不符合即排除，完全符合的為正確選項(xiàng).

【遷移拓展3】如圖9-2-8所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為6V，當(dāng)開關(guān)S閉合后，燈泡L1和L2

都不亮，用電壓表測(cè)得各部分的電壓分別為Uab)圖9-2-8＝6V，Uad＝0V，Ucd＝6V，由此可斷定( A.L1和L2的燈絲都燒斷了

B.L1

的燈絲燒斷了

C.L2

的燈絲燒斷了

D.滑動(dòng)變阻器R斷路

答案：C熱點(diǎn)4含容電路[熱點(diǎn)歸納]

1.電路的簡(jiǎn)化：不分析電容器的充、放電過程時(shí)，把電容器所處的支路視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上.

2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢(shì)體.電容器的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓.3.電容器所帶電荷量的變化的計(jì)算：(1)如果變化前后極板帶電的電性相同，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之差.(2)如果變化前后極板帶電的電性相反，那么通過所連導(dǎo)線的電荷量等于初、末狀態(tài)電容器所帶電荷量之和.

【典題4】(多選)在如圖

9-2-9所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)電阻r＝1Ω，定值電阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，電容器的)電容C＝100μF.則下列說法正確的是(

圖9-2-9A.閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為1.5VB.閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器所帶電荷量為3.0×10-4

CC.閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器極板a所帶電荷量為1.5×10-4

CD.先閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，通過電阻R1

的電荷量為3.0×10-4

C＝0.5A，解析：閉合開關(guān)S時(shí)，電路穩(wěn)定后電流I＝

ER1＋R2＋r電容器兩端的電壓為U＝IR1＝1.5V，故A正確.電路穩(wěn)定后電容器的電荷量Q＝CU＝

100×10-6×1.5C＝1.5×10-4C，故

B錯(cuò)誤，C正確.先閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，電容器通過電阻R1

放電，通過電阻R1

的電荷量為1.5×10-4C，故D錯(cuò)誤.

答案：AC思路導(dǎo)引閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后電容器兩端的電壓為R1兩端的電壓，由Q＝CU可得電容器電荷量，開關(guān)斷開后，電容器放電，全部電荷量均通過R1.

【遷移拓展4】如圖

9-2-10所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R1＝R2

＝R3

＝6Ω，R4＝12Ω，電容器的電容C＝10μF，電容器中有一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).若在工作的過程中，電阻R2

突然發(fā)生斷路，電流表可看作是理想電表.則下列判斷正確的是()圖9-2-10A.R2

發(fā)生斷路前UAB＝2VB.變化過程中流過電流表的電流方向由下到上C.R2發(fā)生斷路后原來靜止的帶電微粒向下加速的加速度為3gD.從電阻R2斷路到電路穩(wěn)定的過程中，流經(jīng)電流表的電量為8×10-5

C

解析：R2發(fā)生斷路前，U1＝U2＝6V，U4＝8V，UAB＝φA－φB＝－2V，故A錯(cuò)誤.R2

發(fā)生斷路前，UAB＝－2V，電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，R2

發(fā)生斷路后，UAB′＝U3′＝4V，電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則在變化過程中，通過電流表的電流由上向下，故B錯(cuò)誤.R2發(fā)生斷路前，帶電微粒靜止，受到向下的重力與向上的電場(chǎng)力作用，且電場(chǎng)力大小等于重力F＝mg.R2

發(fā)生斷路后，帶電微粒受到的電場(chǎng)力向下，由于R2發(fā)生斷路后兩極板間的電壓是R2

發(fā)生斷路前電壓的二倍，則R2

發(fā)生斷路后微粒受到的電場(chǎng)力是原來電場(chǎng)力的二倍，為2F＝2mg，則R2

發(fā)生斷路后，微粒受到的合力為3mg，方向向下，由牛頓第二定律可知，微粒的加速度為3g，方向向下，故C正確.從電阻R2

斷路到電路穩(wěn)定過程中，流經(jīng)電流表的電量ΔQ＝Q′－Q＝CUAB′－CUAB＝C(UAB′－UAB)＝10×10-6

F×[4V－(－2V)]＝6×10-5

C，故D錯(cuò)誤.答案：C閉合電路的動(dòng)態(tài)分析法1.閉合電路動(dòng)態(tài)分析的方法.(1)程序法.(2)“串反并同”結(jié)論法.(3)極限法.

對(duì)因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，讓電阻最大或電阻為零，再去討論.(4)特殊值法.對(duì)有些復(fù)雜難以直接判斷的問題，可采用特殊值代入幫助分析.

【典題5】(多選)某汽車的電源與啟動(dòng)電機(jī)、車燈連接的簡(jiǎn)化電路如圖9-2-11所示.當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，開關(guān)S閉合，電機(jī)工作，車燈突然變暗，此時(shí)()圖9-2-11A.車燈的電流變小C.電路的總電流變小

B.路端電壓變小D.電源的總功率變大

解析：開關(guān)閉合時(shí)，車燈變暗，故流過車燈的電流I燈變小，故A正確.電路的路端電壓為U路＝U燈＝I燈

R燈，I燈變小，路端電干路電流增大，故C錯(cuò)誤.電源總功率為P總＝EI干，I干增大，總功率變大，故D正確.

答案：ABD(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律I總＝

方法技巧電路動(dòng)態(tài)分析的一般步驟

(1)