（志鸿优化）2016年高三物理（广东专版）一轮复习配套（课件+检测）第七章 恒定电流 7.2

第二节 闭合电路及其欧姆定律 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 知识梳理 二 三 四 一、电源电动势及内阻 1 . 电源 电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置 ; 从能的转化角度看 , 电源是 的装置。 2 . 电源的电动势 表征电源 的本领。 ( 1 ) 在数值上等于在电源内部把 1 库仑的正电荷从负极移到正极非静电力做的功或电源没有接入电路时两极间的电压。 ( 2 ) 电动势由电源自身的非静电力的特性决定 , 与电源体积大小无关 , 与外电路无关。 3 . 内阻 电流通过电源内部时也受阻碍作用 , 阻碍的强弱用 表示。电池用久后 , r 会 。 将其他形式的能转化为电能 非静电力做功 内阻 r 变大 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 知识梳理 二 三 四 二、闭 合电路欧姆定律 1 . 内容 闭合电路里的电流跟电源的 成正比 , 跟内、外电路的 成反比。 2 . 公式 , 变形后也可以写成 E= I R+ I r 或 E= U 外 +U 内 。 3 . 适用条件 外电路为纯电阻电路。 电动势 电阻之和 I= + 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 知识梳理 二 三 四 三、路端电压 1 . 定义 外电路两端的电压 , 即电源的输出电压 , U = E - 2 . 与外电阻的关系 当外电路总电阻 R 增大时 , 由 I= + 知 , 总电流 I , 由 U = E - , 路端电压 U 。如图所示为 U - R 图象。 减小 增大 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 知识梳理 二 三 四 四、电源的 U - I 图象 1 . 定义 电源的输出电压与输出电流的变化关系图线。 由 U = E - 画出 U - I 关系图线如图所示。 2 . 规律 ( 1 ) 当电路断路 , 即 I= 0 时 , 纵轴上的截距为 。 ( 2 ) 当电路短路 , 即 U= 0 时 , 横轴上的截距为 。 ( 3 ) 图线斜率的绝对值为电源的 。 ( 4 ) 图线上任一点对应的 U 、 I 比值为相应外电路的电阻。 电源电动势 短路电流 内电阻 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 考点一闭 合电路中的功率和能量转化 1 . 电源的总功率 P 总 = U 外 I + U 内 I = P 出 +P 内 。 若外电路是纯电阻电路 , 则有 P 总 =R+ r ) =2 + 。 2 . 电源内部消耗的功率 P 内 = U 内 I = P 总 - P 出 。 3 . 电源的输出功率 P 出 = U I = P 总 - P 内 。 若外电路是纯电阻电路 , 则有 P 出 =2( + )2=2( - )2+ 4 。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 由上式可以看出 ( 1 ) 当 R= r 时 , 电源的输出功率最大为 Pm a x=24 。 ( 2 ) 当 R> r 时 , 随着 R 的增大 , 输出功率越来越小。 ( 3 ) 当 R< r 时 , 随着 R 的增大 , 输出功率越来越大。 ( 4 ) 当 P 出 <Pm a 每个输出功率对应两个可能的外电阻 2, 且R2= ( 5 ) P 出 与 R 的关系如图所示。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 4 . 电源的效率 = 出 总× 100% =× 100% = + × 100% =11 + × 100% 因此 R 越大 , 越大 ; 当 R= r 时 , 电源有最大输出功率 , 但效率仅为 50% 。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 例 1 ( 2014 ·浙江温州高三月考 ) 如图所示 , 电源由 n 个电动势均为1 . 5 V , 且内阻相同的电池串联组成 , 闭合开关 S , 滑动变阻器的滑片 C 从 端的过程中 , 电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示 , 电表、导线对电路的影响不计。求 : ( 1 ) 组成电源的串联电池的个数 ; ( 2 ) 滑动变阻器总阻值 ; ( 3 ) 将甲、乙两个图上的 a 、 b 、 c 各点的坐标补齐。 ( 甲图为输出功率与路端电压关系曲线 ; 乙图为路端电压与总电流关系曲线 ; 丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线 ) 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 解析 : ( 1 ) 由题图乙可知 Im a x= ,所以 有 r=m a x=1 . 53 = 0 . 5 由题图甲可知 Pm a x=( )24 所以 n=4 m a x2=4 × 0 . 5 × 4 . 51 . 52= 4 。 ( 2 ) 由题图丙知 = + 当滑片 C 滑到 B 端时 ,电源效率最高 ,有 r = n r = 4 × 0 . 5 = 2 所以 R= 1 - = 8 。 ( 3 ) 当内、外电路的电阻相等时 ,电源的输出功率最大 ,有 Pm a x= 4 . 5 W I= 2 解得 U= 3 V 即 b 点的坐标为 ( 3 V , 4 . 5 W ) 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 当滑片 C 到达 B 时 ,电流最小 ,而路端电压最大 ,则 a 点的横坐标 I=总 + = 0 . 6 A a 点的纵坐标 U a = I R = 0 . 6 × 8 V = 4 . 8 V 即 a 点的坐标为 ( 0 . 6 A , 4 . 8 V ) c 点的横坐标 U c =U a = 4 . 8 V 功率 P c =U c I= 4 . 8 × 0 . 6 W = 2 . 88 W 所以 c 点的坐标为 ( 4 . 8 V , 2 . 88 W ) 。 答案 : ( 1 ) 4 ( 2 ) 8 ( 3 ) a ( 0 . 6 A , 4 . 8 V ), b ( 3 V , 4 . 5 W ), c ( 4 . 8 V , 2 . 8 8 W ) 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 思路引导 n 个相同电池串联后总电动势如何 ? 总内阻如何 ? 根据哪个图的信 息可得滑动变阻器最大阻值 ? 如何得到路端电压最大值 ? 提示 : n 个相同电池串联后总电动势等于 总内阻等于 提示 :根据丙图的信息可得滑动变阻器最大阻值 ; 提示 :滑动变阻器阻值最大时路端电压达到最大值。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点 二 考点 三 规律总结 分析闭合电路及其能量转化问题的一般思路 ( 1 ) 分析电路 ,将复杂的电路简化 ,分析各电阻的连接情况。 ( 2 ) 求出电路的总电阻 ,根据闭合电路欧姆定律求出总电流。若电路发生变化 ,可以列出方程组。 ( 3 ) 应用串、并联电路和部分电路欧姆定律研究各部分电路的情况 ,可以求解各部分电路的电阻、电压、电流、电功率及其变化等。 ( 4 ) 与电源串联的未知电阻或定值电阻可以等效到电源内阻 ,这是应用闭合电路欧姆定律常用的方法。 ( 5 ) 根据计 算所得结果 ,判断电路的工作情况 ,并分析结果的合理性。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点二 考点 三 考点二含电容器电路的分析和计算 电容器带的电荷量的计算 : 在计算出电容器带的电荷量后 , 必须同时判定两板的极性 , 并标在图上 , 从而进一步求电容器所带电荷量的变化量。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点二 考点 三 例 2 ( 2014 ·天津理综 , 2 ) 如图所示 , 电路中 R 1 、 R 2 均为可变电阻 , 电源内阻不能忽略 , 平行板电容器 C 的极板水平放置。闭合开关 S , 电路达到稳定时 , 带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件 , 油滴仍能静止不动的是 ( ) A . 增大 R 1 的阻值 B . 增大 R 2 的阻值 C . 增大两板间的距离 D . 断开开关 S 答案 解析 解析关闭 由闭合电路欧姆定律可知 :增大 R 1 阻值会使总电阻增大 ,总电流减小 , R 1 两端电压增大 ,则电容器两板间电压增大 ,板间电场强度增大 ,油滴受电场力增大 ,油滴向上运动 ,选项 A 错误 ;电路稳定时 R 2 中无电流 , R 2 阻值变化对电路无任何影响 ,则选项 B 正确 ;只增大板间距离 d ,会使板间电场强度减小 ,油滴将向下运动 ,选项 C 错误 ;断开开关 S ,电容器放电 ,油滴将向下运动 ,选项 D 错误。 答案解析关闭 B 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点二 考点 三 思路引导 电源内阻不能忽略如何理解 ? 油滴保持静止的条件如何 ? 影响电容器两板间电场强度的因素有哪些 ? 提示 :电源内阻不能忽略说明路端电压会随外电路的总电阻的变化而变化 ; 提示 :油滴保持静止的条件是受到的电场力与重力等大反向 ; 提 示 :影响电容器两板间电场强度的因素有板间电压和板间距离。 第七章 第二节 闭合电路及其欧姆定律 知识梳理 核心考点 学科素养 对应演练 核心考点 点一 考点二 考点 三 规律总结 含电容器电路的分析要注意以下几点