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1、高三物理高考复习,第9章恒定电流,第2讲 闭合电路的欧姆定律,一、电动势,2、大小：电源电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压，在闭合电路中，电源电动势在数值上等于内、外电压之和,1、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，是电路中电能的提供者,从能量的转化关系看，电动势和电压是截然不同的物理量,从能量的角度说：电源电动势数值上等于将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到正极的过程中非静电力所做的功（其他形式的能转化为电能的多少）,注意：电源的电动势由电源本身决定。,电源电动势的类比理解：,抽水机,【例】：下列关于电源的说法，正确的是（）A电源向外提供的电能越多，表示电动
2、势越大B电动势就是电源两端的电压C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大,D,【例】：下列关于电动势的说法正确的是（）A电源是通过静电力把其他形式的能转化为电能的装置B在电源内部正电荷从低电势处向高电势处移动C电源电动势反应了电源内部非静电力做功的本领D把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将发生变化,BC,公式(只适用于纯电阻电路)。也可以表示为EIRIrU外U内，即电源电动势等于内、外电压之和,二、闭合电路的欧姆定律,1、闭合电路的组成,内电路：电源内部的电路，内电阻两端的电压称为内电压外电路：电源外部的电路，其两端
3、的电压称为外电压或路端电压,2、闭合电路的欧姆定律,内容：流过闭合电路的电流跟电路中电源的电动势成正比，跟电路中内、外电阻之和成反比,外电路断开时，电源两极间的电压等于电源电动势，外电路闭合时，电源两极间的电压往往小于电源电动势,注意：,对于公式 的理解,适用于任何闭合电路,只适用于纯电阻闭合电路,R为纯电阻时，U=IR,解析：由闭合电路欧姆定律 UEIr 和 知，当外电阻变小时，电流变大，则路端电压变小，A 错误；当接到位置2时，通过 R2的电流大于接到 R1时的电流，即 I2大于 0.2A，则 R2的电压 U2大于0.2 A8 1.6 V，电压表示数可能小于2.0 V 大于 1.6 V，B
4、、C 正确,【例】：如图所示电路，电源内阻不可忽略，R110，R28.当电键扳到位置1时，电压表示数为2.0V；当电键扳到位置2时，电压表示数可能是（）A2.2V B1.9V C1.7V D1.4V,BC,3、路端电压与外电阻的关系,根据 可知，当R增大时U增大，R减小时U减小.,外电路断开时，R为无限大，I变为零，路端电压等于电源电动势,外电路短路时，R0U0，(称为短路电流),路端电压跟电流的关系是UEIr，用图象表示如图所示,4、路端电压跟电流的关系,图线上每一点对应的U、I比值为此时电路的外电阻。,此图象的物理意义是：,图线与纵轴的交点对应的电压等于电源的电动势。,图线斜率的大小表示电
5、源的内电阻，若图线的纵轴不从零开始时，直线的斜率。,此图像中Im代表短路电流，,不从零开始呢？,两个UI图象的比较,【例】：如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是（）A路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B电流都是I0时，两电源的内电压相等C电源甲的电动势大于电源乙的电动势D电源甲的内电阻小于电源乙的内电阻,AC,【例】：（06年上海卷）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，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示下列比值正确的是（）
6、A、不变，不变 B、变大，变大 C、变大，不变 D、变大，不变,ACD,【例】：如图电路，闭合电键S，待电路中的电流稳定后，减小 R 的阻值，则（）A电流表的示数减小B电压表的示数减小C电阻 R2 两端的电压减小D路端电压增大,B,三、动态电路的分析,例：（2012海南卷）如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A.V的读数变大，A的读数变小 B.V的读数变大，A的读数变大 C.V的读数变小，A的读数变小 D.V的读数变小，A的读数变大,B,【例】：（2002北京）在如图所示的电路中，R1、R
7、2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为，内阻为r。设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U。当R5的滑动触点向图中a瑞移动时，,A变大，U变小 B变大，U变大C变小，U变大 D变小，U变小,D,【例】：(北京2011）如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，（）A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的小数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大,02年考题,本质未变,简化电路,A,【例】：如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的是()A.
8、电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大。B.电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小。C.电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大。D.电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小。,AD,【例】：如图所示的电路，L是小灯泡，C 是极板水平放置的平行板电容器有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动若滑动变阻器的滑片向下滑动，则()AL 变亮 BL 变暗C油滴向上运动 D油滴向下运动,BD,答案：C,四、含电容器的电路问题,解析：小液滴处于平衡状态，说明此时小液滴的重力和所受到的电场力大小相等，方向相反受到的重力竖直向下，电场力竖直向上要使该小液滴向上运动，只需增大小液滴受到的电场力即可A中断开
9、开关，两极之间的电势差减小到零，液滴向下运动；,答案：C,【例】：如图所示电路，E=10 V，R1=4，R2=6，电池内阻不计，C1=C2=30 F。先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求断开S后通过电阻R1的电量。,答案：4.210-4 C,【例】：如图所示的电路中，电容器的上极板带正电为了使该极板仍带正电且电量增大，下列办法中可采用的是,A、增大R1，其它电阻不变,B、增大R2，其它电阻不变,C、增大R3，其它电阻不变,D、增大R4，其它电阻不变,AD,五、电路故障问题判断,如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad=0，Ucd=6 V
10、，Uab=6 V，由此可以断定()A.L1和L2的灯丝都断了B.L1的灯丝断了C.L2的灯丝断了D.变阻器R断路,C,解析：由题给条件知，电路中有的地方没有电压。由Uad=0，Ucd=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V，Ucd=6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。,【例】：如图所示，由于某一电阻断路，致使电压表和电流表的示数均比该电阻未断时要大，则这个断路的电阻可能是()AR1 BR2CR3 DR4,AD,【例】：在如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，电
11、压表和电流表的读数都增大，如果两只电表都可看做理想电表，则一定是（）AR1 断路 BR1 短路 CR2 短路 DR3 短路,D,5、电源的效率：，在纯电阻电路中当外电路总电阻为R时，.,六、闭合电路的功率,1、电源的总功率：指电源提供电能的功率公式为 P总EI,2、电源内部的发热功率：指电源内电阻消耗的功率 公式为P内I2r.,3、电源的输出功率：指电源供给外电路的功率公 式为P出UI.,4、三者的关系：P总P内P出即EII2rUI,例：两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图所示L2额定功率约为_W现将L1和L2串联后接在220V的电源上，电源内阻忽略不计此时L2的实际功率
12、约为_W.,解析：由图象可得，U2220 V时，I20.45 A，故L2的额定功率P2U2I299 W，,由串联电路的特点知L1和L2串联后电流相等，同时两者电压之和为220V，由图象可知符合上述条件的电流为I0.25A，此时L2对应的电压为U270V，则L2的实际功率为P2U2I17.5 W.,99,17.5,【例】：小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是()A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1/I2C.对应P点,小灯泡的电阻为D.对应P点,小灯泡的
13、功率为图 中矩形PQOM所围的面积,ABD,【例】：如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U12V，电解槽内阻rA2，当K1闭合，K2、K3断开时，A示数6A；当K2闭合，K1、K3断开时，A示数5A，且电动机输出功率为35W；当K3闭合，K1、K2断开时，A示数为4A.求：(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？(2)电动机的内阻是多少？(3)在电解槽工作时，电能转化为 化学能的功率为多少？,答案：R=2；PR=72WrM=1P化=16W,三种用电器的对比，体会电能的转化,【例】：某一直流电动机提升重物的装置如图所示，重物的质量 m50 kg，电源提供给电动机的电压为 U110
14、V，不计各种摩擦，当电动机以 v0.9 m/s 的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度 I5.0 A，求电动机线圈电阻的大小(取g10 m/s2),解：电动机的输入功率：P=UI=1005.0W=550W,电动机的输出功率：P1=mgv=50100.9W=450W,电动机的发热功率：P2=P-P1=100W,又：,6、闭合电路中的电功率的极值问题,电源的总功率：P总EIUII2rP出P内,若外电路是纯电阻电路，则有:P总I2(Rr)E2/（R+r),电源内部消耗的功率：P内I2rP总P出,电源的输出功率：P出UIEII2rP总P内,若外电路是纯电阻电路，则有：,P出与R的关系如图所示,当R
15、r 时，电源的输出功率最大为：,当R r时，随着R的增大输出功率越来越小,当R r时，随着R的增大输出功率越来越大,当P出 Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2r2.,由上式可以看出：,总之，当R越接近 r 时，输出功率越来越大。,【例】：电动势为E，内阻为r 的电池与固定电阻R0、可变电阻R串联，如图所示。设R0=r，Rab=2r，当变阻器的滑片自a 端向b 端滑动时，下列各物理量中随之减小的是（）A、电池的输出功率B、变阻器消耗的功率C、固定电阻R0上消耗的功率D、电池内阻上消耗的功率,B,外电路电阻的变化引起的功率的变化,方法提示：闭合电路中，电源输出功率可根据
16、外电阻 R 越接近内电阻 r 时，输出功率越大（R=r 时输出功率最大）来判断；电路中的固定电阻（如图中的R0、r）消耗的功率可根据 P=I2Rx 来判断，I 越大 P 越大；讨论变阻器消耗的功率时，可把固定电阻等效为电源内阻，而变阻器视为外电路，按以上方法讨论。,【例】：如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的UI图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（）A、P1=P2B、R1R2C、P出1P内2,若两个电路的路端电压U1=U2时
17、，上面说法正确的是（）,ACD,BC,伏安特性曲线的应用,【例】：如图所示是在同一坐标系中1、2二个电源的UI图线，分别用P1、P2表示两电源消耗的总功率，R1、R2表示两个电路的外电阻，P出1、P出2表示两个电路的输出功率，P内1、P内2表示两个电源内部消耗的功率，当两电路的电流I1=I2时，下面说法正确的是（）A、P1=P2 B、R1R2 C、P出1P内2,若两个电路的路端电压U1=U2时，上面说法正确的是（）,C,BC,【例】：如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为1，R11，R26，电动机线圈电阻为0.5。若开关闭合后通过电源的电流为3A，则R1消耗的电功率为_ W，电动机消耗的功率为_ W.,9,12,【例】：（06四川卷）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1，电阻R=15。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=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=110-2 C,质量为m=210-2 kg,不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10 m/s2),8；23 W,
