高考物理 第十章恒定电流 第2讲　闭合电路的欧姆定律.docxVIP

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第2讲闭合电路的欧姆定律

考点一闭合电路的欧姆定律及应用

1.电动势

（1）定义：非静电力所做的功与所移动的之比。

（2）物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。

2.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，跟内、外电路的电阻之和成。

（2）公式：I＝ER＋r（

（3）其他表达形式：E＝U外＋U内或E＝U外＋（适用于任意电路）。

1.路端电压与外电阻的关系

（1）纯电阻电路：U＝IR＝ER＋r·R＝E1+rR，

（2）特殊情况：

①当外电路断路时，I＝0，U＝E。

②当外电路短路时，I短＝Er，U＝0

2.动态分析的常用方法

（1）程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。

①分析步骤（如图）：

②解决电路动态变化的基本思路

a.“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化。

b.“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分。

c.“先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路。

（2）结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。

①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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。

1.【闭合电路的计算】在一次分组实验的教学活动中，某小组用如图甲所示电路做实验，电路中R1是滑动变阻器，R2是定值电阻，滑动变阻器的滑片从左端往右滑动，分别记录了多组电流表和电压表的示数，用这些数据在坐标纸上描点作图，得到的U-I图像如图乙中的AB所示，下列说法中正确的是（）

A.R1的最大阻值为20Ω B.R2的阻值为5Ω

C.电源电动势为2V D.电源内阻为5Ω

2.【闭合电路的动态分析】如图所示，电源的电动势E恒定不变且内阻r不可忽略，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，电压表V1、电压表V2和电流表A都是理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片由图示位置向左缓慢移动时，下列说法正确的是（）

A.电压表V1、电压表V2和电流表A的示数均减小

B.电压表V1和电压表V2的示数减小，电流表A的示数增大

C.电压表V1的示数减小，电流表A和电压表V2的示数增大

D.电压表V2的示数减小，电流表A和电压表V1的示数增大

3.【电路故障分析】如图所示，灯泡A、B都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡A比原来亮一些，B比原来暗一些，则断路的电阻是（）

A.R1 B.R3

C.R2 D.R4

考点二闭合电路的功率及效率问题

1.电源的总功率

（1）任意电路：P总＝＝＋IU内＝P出＋P内。

（2）纯电阻电路：P总＝＝E2

2.电源内部消耗的功率

P内＝＝IU内＝P总－P出。

3.电源的输出功率

（1）任意电路：P出＝＝IE－I2r＝P总－P内。

（2）纯电阻电路：P出＝＝E2

4.电源的效率

（1）任意电路：η＝P出P总×100％＝U

（2）纯电阻电路：η＝RR＋r

1.纯电阻电路中电源的最大输出功率（如图）

P出＝UI＝I2R＝E2（R＋r

当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝E2

2.提高纯电阻电路效率的方法

η＝P出P总×100％＝RR＋r×100％＝11+r

【例1】如图所示，已知电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω。

（1）当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值；

（2）当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值；

（3）求电源的最大输出功率。

尝试解题

等效电源的应用

把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下：

（1）两点间断路时的电压等效为电动势E。

（2）两点短路时的电流为等效短路电流I短，等效内电阻r＝E

闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是（）

A.电源的电动势为3V

B.电源的内阻为2.5Ω

C.曲线A的最大功率为7.2W

D.外电阻取2.5Ω时外电阻的功率是外电阻取10Ω时外电阻的功率的1

考点三电源的U-I图像

两类U-I图像的比较

电源的U-I图像

电阻的U-I图像

图像表述的物理量的关系

电源的路端电压与电路电流的关系

电阻两端电压与流过电阻的电流的关系

图线与坐标轴交点

（1）与纵轴交点表示电源电动势E

（2）与