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1、第2讲 闭合电路欧姆定律,第七章 恒定电流,考试标准,内容索引,过好双基关 回扣基础知识 训练基础题目,研透命题点 细研考纲和真题 分析突破命题点,课时作业 限时训练 练规范 练速度,过好双基关,一、串联电路和并联电路 1.电路的串、并联,I1I2In,正比,反比,正比,反比,2.两个重要的结论 (1)串联电路的总电阻大于 ，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联的总电阻 . (2)并联电路的总电阻 电路中任意一个支路电阻，任意一个支路电阻值变大或变小时，电路的总电阻 .,电路中任意一个电阻,变大或变小,小于,变大或变小,自测1 电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为12，则当
2、R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为 A.12 B.21 C.14 D.41,答案,解析 两电阻并联时，两端电压相等，因电流之比为12，故R1R221；当两电阻串联时，有相同的电流，由UIR可知，U1U221，选项B正确.,解析,二、闭合电路的欧姆定律 1.公式 (1)I (只适用于纯电阻电路). (2)E (适用于所有电路). 2.路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：UIR . (2)特殊情况： 当外电路断路时，I0，U . 当外电路短路时，I短 ，U0.,U外Ir,E,3.路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U . (2)UI图象(如图1所示) 当电路断路
3、即I0时，纵坐标的截距为 . 当外电路电压为U0时，横坐标的截距为 . 图线的斜率的绝对值为电源的 .,EIr,图1,电源电动势,短路电流,内阻,自测2 将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路总电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是 A.由U外IR可知，外电压随I的增大而增大 B.由U内Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大 C.由U外EIr可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小 D.由PIU外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大,答案,解析,解析 因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外IR来分析U外随I的变化情况.由闭合电路
4、欧姆定律知，U外EIr，E、r为定值，故U外随I的增大而减小，故A、B错，C对； 对于PIU外，I增大，R减小，若Rr，由输出功率P随外电阻变化曲线可知，R减小，P减小，故D错.,研透命题点,命题点一 闭合电路欧姆定律及动态分析,1.当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小). 2.若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小. 3.电路动态分析的两种方法,(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的 变化固定支路,并联分流I 串联分压U,变化支路,(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起
5、的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.,例1 如图2所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6 V变为5 V，电流表读数的变化量为0.5 A，则下列说法中正确的是 A.电流表的读数变小了，电源的内阻为10 B.电流表的读数变大了，电源的内阻为20 C.电流表的读数变大了，电源的内阻为2 D.不知道电流表的具体读数，无法计算电源的内阻,图2,答案,解析,解析 电压表测量的是路端电压，根据题目信息，电压表读数减小，则内电压增大，内电压U内Ir，电源的内电阻不变，所以电路总电流增大，由闭合电路欧姆定律知，路端电压的减少量等于内电压的增加量，所以UIr，代入数据得，电源的内阻
6、r2 ，选项C正确.,答案,解析,变式1 一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 的负载后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r为 A.E2.4 V，r1 B.E3 V，r2 C.E2.4 V，r2 D.E3 V，r1 ,解析 电路断开时，路端电压等于电动势E3 V，,又EUIrU 解得内阻r2 .,答案,变式2 在如图3所示的电路中，电源的内阻不能忽略， 当电路中接入的电灯数目增多时，下列说法正确的是 A.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小 B.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大 C.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变大 D.外电路的
7、总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小,图3,拓展点 闭合电路的故障分析 1.故障特点 (1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零. (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它两端电压为零.,2.检测方法 (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，或并联路段被短路. (2)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.在使用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程. (3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路.在使用欧姆表检测时，电路一定要切
8、断电源.,例2 用电压表检查图4电路中的故障，测得Uad5.0 V，Ucd0 V，Ubc0 V，Uab5.0 V，则此故障可能是 A.L断路 B.R断路 C.R断路 D.S断路,图4,答案,解析 由Uad5.0 V和Uab5.0 V可知，开关S、灯泡L、电阻R均为通路，由Ucd0，Ubc0可知电路为断路故障(电路中无电流)，所以故障可能是R断路，选项B正确.,解析,命题点二 电路中的功率及效率问题,1.电源的总功率 (1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内.,2.电源内部消耗的功率 P内I2rIU内P总P出.,3.电源的输出功率 (1)任意电路：P出IU外IEI2rP总P内.,(3)纯电阻
9、电路中输出功率随R的变化关系,当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小. 当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大.,4.电源的效率,因此在纯电阻电路中R越大，越大；当Rr时，电源有最大输出功率，但电源的效率仅为50%.,例3 直流电路如图5所示，电源内阻不可忽略，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的 A.总功率一定增大 B.效率一定减小 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小,图5,答案,解析,解析 滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可得P总减小，故选项A错误；,由P内I2r可知，选项C正确； 由P出R外图象，因不知道R外的初始值与r
10、的关系，所以无法判断P出的变化情况，选项D错误.,变式3 如图6所示，已知电源内电阻r为2 ，定值电阻R0为3 ，滑动变阻器的阻值范围为010 .当滑动变阻器R阻值为R1时，在R1上获得最大功率，则R1的阻值应为 A.2 B.3 C.4 D.5 ,答案,图6,解析 R0为定值电阻，把它等效为电源内阻，当R1R0r，即R15 时，R1上获得最大功率，故选项D正确.,解析,变式4 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图7所示，由此可知 A.电源最大输出功率可能大于45 W B.电源内阻一定等于5 C.电源电动势为45 V D.电阻箱所消耗功率P最大时，
11、电源效率大于50%,答案,解析,图7,解析 由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率.由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，选项A错误； 由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 ，选项B正确； 由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知，此时电阻箱读数为R5 ，电流I 3 A，电源电动势EI(Rr)30 V，选项C错误； 电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误.,变式5 (2016东海中学月考)有一个电动势为3
12、 V、内阻为1 的电源.下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是 A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 ,答案,解析,则0.5 R2 ，,因为50%，所以R1 ， 综上可得1 R2 ，A、B、D错误，C正确.,命题点三 电源和电阻UI图象的比较,两种图线的比较,例4 如图8所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与电流的关系图线，若这两个电阻分别接到这个电源上，则 A.R1接在电源上时，电源的效率高 B.R2接在电源上时，电源的效率高 C.R1接在电源上时，电源的输出功率大 D.电源的输出功率一样大,答案,解析,
13、图8,解析 UI图象中图线与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，UI图象中图线斜率的大小表示内阻，故电动势E1E2，发生短路时的电流I1I2，内阻r1r2，故选项A、B、C错误； 根据UEIr可知，当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的内阻大，路端电压变化大，故选项D正确.,变式6 (2017绍兴一中期末)如图9为两个闭合电路中两个不同电源的UI图象，下列判断正确的是 A.电动势E1E2，发生短路时的电流I1I2 B.电动势E1E2，内阻r1r2 C.电动势E1E2，内阻r1r2 D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大,答案,图9,解析,变式7 如图10
14、所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是 A.4 W,8 W B.2 W,4 W C.2 W,3 W D.4 W,6 W,答案,解析,图10,解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI22 W4 W，电源的总功率是EI32 W6 W，选项D正确.,变式8 如图11所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线.如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有 A.R接到a电源上，电源的效率较高 B.R接到b电源
15、上，电源的输出功率较大 C.R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D.R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高,答案,解析,图11,解析 由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率 100%，内阻越大，效率越低，故R接到a电源上电源效率低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，故R接到a电源上电源的输出功率大，故C正确.,课时作业,1.闭合电路欧姆定律的下列叙述中正确的是 A.EIRIr适用于所有电路 B.I 仅适用于外电路是纯电阻电路 C.EU外U内仅适用于纯电阻电路 D.电源的电动势数值上等于电源两极间的电压,答案,解析,解析 EIRIr和I 仅适用于外电
16、路是纯电阻电路，选项A错误，B正确； EU外U内对任何电路都适用，选项C错误； 电源的电动势数值上等于外电路断开时电源两极间的电压，选项D错误.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,2.有两个阻值都为R的电阻，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为 则该电源的内阻是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,3.(2016衢州市模拟)太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给蓄电池充电，晚上蓄电池给路灯供电，安全节能无污染，已被广泛采
17、用.如图1所示，是某地使用的太阳能路灯和 它的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为 A.7.58 B.6.03 C.6.23 D.7.35 ,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图1,解析,解析 电池板的开路电压等于电池板的电动势，则该电池板的电动势为E43 V 由题图知，短路电流为I短5.85 A 根据闭合电路欧姆定律得：电池板的内阻,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,4.在如图2所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电阻R1和滑动变阻器R2串联，将R2的滑片P向右移动至最右端时，下列说法正确的是 A.电源内消耗
18、的功率最小 B.电阻R1消耗的功率最小 C.电路的外电阻最小 D.电源的内电压最小,图2,解析 将R2的滑片P向右移动至最右端时，R2被短路，电路的外电阻最小，总电阻最小，由闭合电路欧姆定律可得电路中电流最大，则内电压最大，根据PI2R可知，电阻R1消耗的功率最大，电源内消耗的功率也最大，故C正确，A、B、D错误.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,A.P1EI B.P2U2I C.U1EIr D.U2IR,5.如图3所示，一个电阻R和一个电动机M(内阻也为R)串联接在电动势为E、内电阻为r的直流电源上，电路中的电流为I，电动机正常转动，电阻R
19、两端的电压为U1，电功率为P1，电动机两端的电压为U2，电功率为P2，则下列关系式正确的是,图3,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析 电流表有示数，说明电路故障不可能是断路；电压表有示数，说明电压表所测部分没有短路，综合判断，所以是L2短路.,6.如图4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，则故障原因可能是 A.L1断路 B.L1短路 C.L2断路 D.L2短路,图4,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,7.某电源电
20、动势为E，内阻为r.根据路端电压与电流的关系式UEIr，作出U与I的函数图象如图5所示.下列说法正确的是 A.图线斜率的绝对值表示内阻的大小 B.电源短路的状态对应于图中的P点 C.电动势越大，P点位置越接近坐标原点 D.外电路断开的状态对应于图中的Q点,解析 UI图象中，由UEIr知，图线为一条直线，纵截距为电源电动势，横截距为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，故选A.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图5,8.把两根同种材料做成的电阻丝，分别接在两个电路中，甲电阻丝长为l，直径为d，乙电阻丝长为2l，直径为2d，要使两电阻丝消耗
21、的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,根据题意，若使P甲P乙，,9.如图6所示，电源电压恒定不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，关于理想电流表A和理想电压表V的示数变化叙述正确的是 A.电流表A示数变大，电压表V示数变大 B.电流表A示数变大，电压表V示数变小 C.电流表A示数变小，电压表V示数变大 D.电流表A示数变小，电压表V示数变小,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图6,解
22、析,解析 当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器的有效电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流变小，则电流表A示数变小.根据闭合电路欧姆定律可知：电压表V示数UEI(R1r)，I变小，则U变大，故A、B、D错误，C正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,10.如图7所示的电路，灯泡L1与L2完全相同，开关S闭合后，电压表 、 的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光.如果 故障只有一个，则可能是 A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路,图7,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15
23、,11.用如图8甲所示的电路来测量电源电动势和内阻，根据测得的数据作出如图乙所示的UI图线，由图可知下列判断正确的是 A.电源电动势的测量值为1.40 V B.电源内阻的测量值为3.50 C.外电路发生短路时的电流为0.40 A D.电压表的示数为1.20 V时，电流表的示 数为0.30 A,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图8,12.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图9所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的
24、值分别为,图9,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,13.(2016温州市期末)如图10所示，电源电动势为12 V，电源内阻为1.0 ，电路中的电阻R为1.5 ，小型直流电动机M的内阻为0.5 ，闭合开关S后，电动机正常转动时，理想电流表的示数为2.0 A.则以下说法中正确的是 A.电动机的输出功率为14.0 W B.电源输出的电功率为20.0 W C.电动机产生的热功率为4.0 W D.电动机两端的电压为5.0 V,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,图10,14.(2017金华市9月十校联考)电动自行
25、车已成为人们出行的重要交通工具，下表为某辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数.根据表中数据可以得出(取g10 m/s2),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,A.电动机在正常工作时的输入功率为40 W B.水平路面上额定功率下且满载最大速度行驶过程中，电动自行车所受 阻力为20 N C.在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为200 W D.电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为7.2105 W,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析 电动机在正常工作时的输入功率为PUI405 W200 W
26、，故A错误； 当牵引力等于阻力时，速度达到最大，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为WPt7.2105 J，故D正确.,15.(2017金华十校联考)如图11所示，电源电动势E24 V，内电阻r1 ，定值电阻R115 、R28 .两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d0.4 m，闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0竖直向上射入板间，恰能到达A板.若小球带电荷量为q1102 C，质量为m2102kg，取g1
27、0 m/s2，不考虑空气阻力.求：,图11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,(1)小球上升过程电场力对小球做的功；,答案 8102 J,解析 由闭合电路欧姆定律得,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,所以WqUAB8102 J.,(2)小球从B板小孔射入的初速度v0大小；,答案 4 m/s,解得v04 m/s.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,(3)电源的输出功率P.,答案 23 W,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,电源的输出功率PIEI2r23 W.,