1、高频考点分类突破 基础知识自主梳理 目 录 ONTENTSC学科素养提升 4 课时作业 第2讲 电路的基本规律及应用 第八章 恒定电流 一、电阻的串联与并联串联电路并联电路电路图电压UUU1U2U3电流II1I2I3I基本特点总电阻R 总1R总 1R1 1R2 1R3U1U2U3R1R2R3I1I2I3二、电动势和内阻1电动势(1)定义：电源在内部移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功与移动电荷的的比值(2)定义式：，单位为 V.(3)大小：电动势在数值上等于在电源内部把 1 C 正电荷从负极移送到正极所做的功2内阻：电源内部导体的电阻电荷量EWq非静电力三、闭合电路的欧姆定律1闭合电路的欧姆定
2、律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成，跟内、外电阻之和成(2)公式I ERr(只适用于纯电阻电路)；E(适用于所有电路)正比反比U 外Ir2路端电压与外电阻的关系一般情况 UIR ERrR E1rR，当 R 增大时，U特殊情况(1)当外电路断路时，I0，U(2)当外电路短路时，I 短Er，U0增大E判一判 记一记易错易混 判一判(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比()(2)当外电阻增大时，路端电压也增大()(3)闭合电路中的短路电流无限大()(4)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压()(5)非静电力做的功越多，电动势就越大()(6)
3、在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大()(7)电源的输出功率越大，电源的效率越高()规律结论 记一记(1)当 n 个等值电阻 R0 串联或并联时，R 串nR0，R 并R0n.(2)外电路任一处的一个电阻增大，总电阻增大，总电流减小，路端电压增大；外电路任一处的一个电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小(3)纯电阻电路，内、外电路阻值相等时输出功率最大，PmE24r；R1R2r2 时输出功率相等(4)含电容器电路中，电容器是断路，电容器不是电路的组成部分，仅借用与之并联部分的电压，稳定时，与它串联的电阻是虚设，相当于导线，在电路变化时电容器有充、放电电流考点一 电路的动态分析 自
4、主学习型1判定总电阻变化情况的规律(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)在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段 R 并与用电器并联，另一段 R 串与并联部分串联A、B 两端的总电阻与 R 串的变化趋势一致2电路动态分析的两种常用方法(1)程序判断法：遵循“局部整体局部”的思路，按以下步骤分析：(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论1电阻变化引起的动态分析问题
5、如图所示，接通开关 S，在滑动触头由 a 端滑向 b 端的过程中，下列表述正确的是()A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大滑动触头由 a 端滑向 b 端的过程中，电路的总电阻变小，D 错误；干路电流变大，路端电压变小，内电压变大，内阻消耗功率变大，A 正确，C 错误；定值电阻 R3 上电压降低，电流表示数变小，B 错误A2开关变化引起的动态分析问题 在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，开关 S 闭合前灯泡 A、B、C均已发光那么，当开关 S 闭合时，A、B、C 三个灯泡的亮度变化情况是()AA 亮度不变，B 变亮，C 变暗BA 变暗，B 变亮，C 变暗C
6、A 变亮，B 变暗，C 变亮DA 变暗，B 变亮，C 亮度不变当开关 S 闭合时，C、D 并联，电阻减小，外电路总电阻 R 减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流 I 增大，A 的电压 UAEIr 减小，电流 IA减小，A 变暗；B 的电流 IBIIA增大，电压 UB 增大，B 变亮；C 的电压 UCUAUB，UA 减小，UB 增大，则 UC 减小，C 变暗故 B 正确B3含容电路动态分析问题 在如图所示的电路中，当开关 S 闭合后，若将滑动变阻器的滑片 P 向下调节，下列说法正确的是()A电压表和电流表的示数都增大B灯 L2 变暗，电流表的示数减小C灯 L1变亮，电压表的示数减小D灯 L2变
7、亮，电容器的带电荷量增加将滑动变阻器的滑片 P 向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，路端电压 U 减小，干路电流 I 增大，则电压表的示数减小，灯 L1 变亮，U1增大，R 与灯 L2并联电路的电压 U2UU1，则 U2减小，即 I2减小，灯 L2 变暗，电容器的带电荷量减少，流过电流表的电流 IAII2，I 增大，I2 减小，则 IA增大，电流表的示数增大，故 C 正确C规律方法1分析动态变化问题的“两公式、两关系”(1)两个公式：闭合电路欧姆定律 EUIr(E、r 不变)和部分电路欧姆定律 UIR.(2)两个关系：外电压等于外电路上串联各
8、部分电压之和；总电流等于各支路电流之和2分析电容器带电荷量的变化要注意以下两点(1)把电容器当成断路简化电路图，按照电路动态分析的基本方法来分析各部分电路电压与电流的变化(2)电路稳定时，找到与电容器并联的电阻，而电容器的电压等于与之并联的电阻两端的电压考点二 电源的功率和效率 师生互动型1电源的功率任意电路纯电阻电路总功率P 总EIU 外IU 内IP 总EIU 外IU 内II2(Rr)E2Rr输出功率P 出UIEII2rP 出UIEII2rI2RU2R内部消耗功率P 内I2rU 内I2.纯电阻电路中，P 出与外电阻 R 的关系P 出I2R E2RRr2E2Rr2R4r.输出功率随 R 的变化
9、关系：(1)当 Rr 时，电源的输出功率最大，为 PmE24r；(2)当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越小；(3)当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越大；(4)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；(5)P 出与 R 的关系如图所示3电源的效率(1)任意电路：P出P总100%UE100%，可见，对于某一个电源，路端电压越大，电源的效率越高(2)纯电阻电路中：P出P总100%UE100%RRr100%，可见，对于某一个电源，外电阻越大，电源的效率越高典例1(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的
10、滑动触头 P 向某一方向移动时，一位同学记录电流表 A 和电压表 V1 的测量数据，另一位同学记录电流表 A 和电压表 V2 的测量数据两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条 U-I 图线则图象中两图线的交点表示的物理意义是()A滑动变阻器的滑动触头 P 滑到了最右端B电源的输出功率最大C定值电阻 R0 消耗的功率为 0.5 WD电源的效率达到最大值思路点拨 解答本题时要把握以下两点：(1)图(b)中甲是电源的 U-I 图线，乙是电阻 R0 的 U-I 图线(2)当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大；外电路电阻越大，电源的效率越大解析 由题图可得，电源电动势 E1.5 V
11、，内阻 r1，在交点位置有 RR0U1I2，R0U2I 2，则 R0，滑动变阻器的滑动触头 P 滑到了最左端，选项 A错误；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但 R0r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻最接近电源内阻，电源的输出功率最大，故选项 B 正确；P0U2I0.5 W，选项 C 正确；电源的效率 EII2rEI，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头 P 滑到最右端时电源的效率最大，选项 D 错误答案 BC易错警示 关于电源功率和效率问题的 2 点提醒(1)当电源的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，只有 50%；当 R时
12、，100%，但此时 P 出0，无实际意义(2)对于电路中的定值电阻，其消耗的功率根据 PI2R 来判断，与输出功率大小的判断方法不同1电源的效率(2019湖北七市联考)有一个电动势为 3 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()A0.5 B1 C1.5 D2 由闭合电路欧姆定律得 I ERr，电源效率 IRIRr100%，电阻的功率PI2R.将四个选项代入分析得，只有 C 符合题目要求，故 C 正确C2电源的功率(多选)现有甲、乙、丙三个电源，电动势 E 相同，内阻不同，分别为 r 甲、r 乙、r 丙用这三个电源分别给定值电阻 R
13、 供电，已知 Rr 甲r 乙r 丙，则将 R 先后接在这三个电源上的情况相比较，下列说法正确的是()A接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大B接在甲电源上时，定值电阻 R 两端的电压最大C接在乙电源上时，电源的输出功率最大D接在丙电源上时，电源的输出功率最大三个电源的电动势 E 相同，而电阻 Rr 甲r 乙r 丙，根据闭合电路欧姆定律得 I ERr，R 接在电源上时，内阻消耗的功率为 PI2r(ERr)2rE2Rr2r4R，则当 rR 时，P 最大，则知接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大，故 A 正确接在电源上时，定值电阻 R 两端的电压为 UIR RRrE E1 rR，由于甲的内阻最大，
14、故 U 最小，故 B 错误电源的输出功率 P出I2R，由于丙电源的内阻最小，故接在丙电源时电流最大，故接在丙电源上时，电源的输出功率最大，故 C 错误，D 正确AD3电源的 P-R 图象问题 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 变化的曲线如图所示，由此可知()A电源最大输出功率可能大于 45 WB电源内阻一定等于 5 C电源电动势为 45 VD电阻箱所消耗功率 P 最大时，电源效率大于 50%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
15、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，此时电阻箱读数为 R5 可知，电流 IPR3 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B考点三 电源和电阻 U-I 图象的比较 师生互动型电源和电阻 U-I 图象的比较物理意义图象上的特征电源 U-I 图象电阻 U-I 图象图形图象表述的物理量变化关系电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系物理意义图象上的特征电源 U-I 图象电阻 U-I 图
16、象图线与坐标轴交点与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流Er过坐标轴原点，表示没有电压时电流为 0图线上每一点坐标的乘积 UI表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率图线上每一点对应的U、I 比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变图线斜率的绝对值大小 内阻 r电阻大小典例2 如图所示，直线、分别是电源 1 与电源 2 的路端电压随输出电流变化的特性曲线，曲线是一个小灯泡的 U-I 特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源 1和电源 2 单独连接时，则下列说法正确的是()A电源 1 和电源 2 的内阻之比是 117B在这两种连接状态下，
17、电源的效率之比是 53C在这两种连接状态下，电源输出功率之比是 12D在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 12思路点拨 解此题关键有两点：(1)图象的坐标原点、截距、斜率、交点的物理意义(2)明确电源输入功率、输出功率和效率的定义解析 由于电源的 U-I 图象与纵轴的交点表示电源电动势，故两电源电动势 E1E2；电源的 U-I 图象的斜率大小表示电源的内阻，由题图得电源 1 和电源 2 的内阻分别是 r1107 ，r21011，所以r1r2117，即 A 说法正确灯泡分别接、时效率之比12U1I1E1I1U2I2E2I2U1U235，B 说法错误由题图知，电源 1 的 U 与 I 关系为
18、U107 I10(V)，电源 2的 U 与 I 关系为 U1011I10(V)，故当灯泡两端电压为 U13 V 时，I14.9 A，当 U25 V 时，I25.5 A，则P1P2U1I1U2I234.955.512，R1R2U1I1U2I234.955.512，故 C、D 说法错误答案 A方法总结利用两种图象解题的基本方法利用电源的 U-I 图象和电阻的 U-I 图象解题，无论电阻的 U-I 图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的 U-I 图线画在同一坐标系中，图线的交点即电阻的“工作点”，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求1对电源 U-I 图象的理解(多选)
19、如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是()A电源的电动势为 6.0 VB电源的内阻为 12 C电源的短路电流为 0.5 AD电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 虽然该电源的 UI 图象的纵轴坐标不是从 0 开始的，但纵轴上的截距仍为电源的电动势，即 E6.0 V，横轴上的截距 0.5 A 不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即 r|UI|5.06.00.50|2.由闭合电路欧姆定律可得电流 I0.3 A 时，外电阻 REIr18.故选项 A、D 正确AD2对电阻 U-I 图象的理解(2019浙江杭州五校联盟诊断)如图所示为 A、B 两电阻的伏安特性曲线，关
20、于两电阻的描述正确的是()A电阻 A 的电阻随电流的增大而减小，电阻 B 的阻值不变B在两图线交点处，电阻 A 的阻值等于电阻 B 的阻值C在两图线交点处，电阻 A 的阻值大于电阻 B 的阻值D在两图线交点处，电阻 A 的阻值小于电阻 B 的阻值由图可知，电阻 A 的 UI 图线上的点与坐标原点的斜率越来越大，故 A 的电阻随电流的增大而增大，电阻 B 的阻值不变，故选项 A 错误；两图线的交点处，电流和电压均相同，则由欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，故选项 B 正确，选项 C、D 错误B3电源 U-I 图象与电阻 U-I 图象的结合(多选)(2019黑龙江哈尔滨高三质检)如图所示的 U-I
21、图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻 R 的 U-I 图线，用该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路，由图象可知()AR 的阻值为 1.5 B电源电动势为 3 V，内阻为 0.5 C电源的输出功率为 3.0 WD电源内部消耗功率为 1.5 W由于电源的路端电压与电流的关系图线和电阻 R 的 U-I 图线都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线的斜率的绝对值等于电源内阻，r1.5；电阻 R 的 U-I 图线的斜率等于电阻 R 的阻值，R1.5，选项A 正确，B 错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻 R 的 U-I 图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源
22、的输出功率为 PUI1.51.0 W1.5 W，选项 C 错误；由 EIPPr 解得电源内部消耗的功率为 PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，选项 D 正确AD1电路故障一般是短路或断路常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯泡短路、电阻内部断路、接触不良等现象故障的特点如下：断路状态的特点短路状态的特点电源电压不为零而电流为零；若外电路某两点之间的电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源连接部分无断点有电流通过电路而电压为零2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法：常见故障故障解读原因分析正常无数“电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路，“电压表无示数”表明无电流通过电压表故障原
23、因可能是：a.电压表损坏；b.电压表接触不良；c.与电压表并联的用电器短路常见故障故障解读原因分析正常无数“电压表有示数”表明电压表有电流通过，“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表故障原因可能是：a.电流表短路；b.和电压表并联的用电器断路、均无数“两表均无示数”表明无电流通过两表除了两表同时被短路外，可能是干路断路导致无电流典例展示 二极管具有单向导电性，当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管，且二极管的阻值很小，可忽略)，当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大，电流为零)为了验证二极管的这一特性，将其接入如图所示电路 cd 之间的 D 处，闭合开关时灯
24、不亮经初步检查各接线均牢固正确，为了确定电路故障的位置，四位同学各自进行了以下操作操作步骤现象1S 闭合，多用电表调至电压挡，红表笔接 a，黑表笔分别接 b、c、d、e示数分别为 0、0、6 V、6 V2 S 闭合，断开导线 bc 的 c 端，用 c 端分别接 d、e、f灯泡均亮3 S 断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接 c，黑表笔接 d 指针有大角度偏转4 S 断开，多用电表调至欧姆挡，红表笔接 d，黑表笔接 c 指针有微小偏转由此可判断()A同学 1 的操作说明故障在 a、b 之间B同学 2 的操作说明故障在 b、c 之间C根据同学 1、3 的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D根
25、据同学 2、4 的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开解析 同学 1 的操作结果中，电压为零的点为 b、c，黑表笔与电源是断开的，电压为 6 V 的点 d、e 与电源是相通的，说明故障只在 c、d 之间，选项 A 错误；同学 2 的操作结果与同学 1 相同，选项 B 错误；同学 3 的操作说明二极管的正极接在 d 点，被反接了，结合同学 1 的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错，选项 C 正确；由于二极管正、负极接错，同学 4 的操作测定的是二极管的反向电阻，应该很大，并不能表明二极管已损坏断开，选项 D 错误答案 C1如图所示，电源电动势为 6 V，当开关 S 接通时，灯泡 L1
26、和 L2 都不亮，用电压表测得各部分电压是 Uad0，Ucd6 V，Uab6 V，由此可判定()AL1 和 L2 的灯丝都断了BL1 的灯丝断了CL2 的灯丝断了D变阻器 R 断路根据电路发生断路的特点可以判断因 Uab6 V，则说明电源没有问题，是外电路出现故障，而 Ucd6 V，则说明 L1、R 完好，又 Uad0，则说明L2 的灯丝断了，故 C 正确C2在如图所示的电路中，闭合开关 S 后，L1、L2 两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使 L2 突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是()AL1 灯丝烧断 B电阻 R2 断路C电阻 R2 短路D电容器被击穿短路若 L1 灯丝烧断，
27、则总电阻增大，总电流减小，L2 两端电压减小，L2 变暗，选项 A 错误；若 R2 断路，则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1 与 R1 并联部分两端的电压减小，故 L2 两端的电压增大，L2 变亮，选项 B错误；若电阻 R2 短路，则通过 L2的电流为零，L2 不亮，选项 C 错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L2变亮，选项 D 正确D3在如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的 A、B 两灯变亮，C、D 两灯变暗，故障的原因可能是()AR1 短路 BR2 断路CR2 短路DR3 短路A 灯在干路上，A 灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项 B 被排除；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器上的电压降低，C、D 两灯变暗，A、B 两灯变亮，这说明发生短路的电阻与 C、D 两灯是并联的，而与 A、B 两灯是串联的观察电路中电阻的连接形式，只有 R3 短路符合条件故应选 D.D课时作业 点击进入word.