1、强基固本考点突破第2课时 电路 闭合电路的欧姆定律强基固本考点突破知 识 梳 理知识点一、电阻的串、并联串、并联电路的特点串联电路并联电路电路强基固本考点突破电流II1I2InI电压UU1U2UnU总电阻R 总R1R2Rn1R总 1R1 1R2 1Rn功率分配P1P2R1R2P 总P1P2PnP1P2R2R1P 总P1P2PnI1I2InU1U2Un强基固本考点突破知识点二、电源的电动势和内阻1电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把的能转化成的装置。(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E Wq ，单位：V。(3)电动势的物理含义：电动势表示电源本领的大小，在数值上等
2、于电源没有接入电路时两极间的电压。其它形式电势能把其它形式的能转化成电势能强基固本考点突破2内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的，它是电源的另一重要参数。内阻强基固本考点突破知识点三、闭合电路的欧姆定律1闭合电路欧姆定律(1)内容闭合电路里的电流跟电源的电动势成，跟内、外电阻之和成。(2)公式 IERr(只适用于纯电阻电路)；E(适用于所有电路)。正比反比U外Ir强基固本考点突破2.路端电压与外电阻的关系一般情况 UIR ERrR E1rR，当 R 增大时，Uu 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强基固本考点突破思维深化判断正
3、误，正确的画“”，错误的画“”。(1)电动势的方向即为电源内部电流的方向，由电源负极指向正极，电动势为矢量。()(2)电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。()强基固本考点突破(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。()(4)外电阻越大，电源的输出功率越大。()(5)电源的输出功率越大，电源的效率越高。()答案(1)(2)(3)(4)(5)强基固本考点突破题 组 自 测 题组一 对电动势概念的理解1(多选)关于电源的电动势，下面叙述正确的是()A同一电源接入不同电路，电动势不会发生变化B电动势等于闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的
4、电压C电源的电动势反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小D在外电路接通时，电源的电动势等于内、外电路上的电压之和强基固本考点突破解析 电源的电动势等于内、外电路上的电压之和，所以闭合电路中接在电源两极间的电压表测得的电压，即外电路上的电压，要小于电源的电动势，选项B错误，A、C、D正确。答案 ACD强基固本考点突破2下列关于电动势的说法正确的是()A电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压C非静电力做的功越多，电动势就越大DEWq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的强基固
5、本考点突破解析 电动势的定义式 EWq 中，E 与 W、q 无关，E 反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，故 A、C 错误，D 正确；电动势的单位虽然与电压单位相同，但两者有本质的不同，B 错误。答案 D强基固本考点突破题组二 闭合电路欧姆定律的理解及应用3将一电源电动势为E，内电阻为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UEIr可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D由PIU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大强
6、基固本考点突破解析 根据闭合电路欧姆定律 IERr知，外电路中电流 I 随外电阻 R 的变化而变化，所以选项 A 错误；U 内Ir 是电源内电阻上的电压，不是电源两端的电压，选项 B 错误；电源电动势 E 和内电阻 r 不变，由 UEIr 可知，电源输出电压随输出电流 I 的增大而减小，选项 C 正确；当 U 不变时，电源的输出功率 P 随输出电流 I 的增大而增大，选项 D 错误。答案 C强基固本考点突破4.某电路如图1所示，已知电池组的总内阻r1，外电路电阻R5，理想电压表的示数U3.0 V，则电池组的电动势E等于()图1A3.0 VB3.6 VC4.0 VD4.2 V强基固本考点突破解析
7、 由于电压表的示数为路端电压，而 UIR，则 IUR0.6 A，由闭合电路欧姆定律可得 EI(Rr)0.6(51)V3.6 V，故选项 B 正确。答案 B强基固本考点突破题组三 电路的串、并联特点5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R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为()A12B21C14D41解析 根据串、并联电路的特点，R1与R2的比值为21，当串联接入电路中时，电压之比等于电阻之比，选项B正确。答案 B强基固本考点突破6.(多选)一个T形电路如图2所示，电路中的电阻R110，R2120，R340。另有一测试电源，电动势为100 V，
8、内阻忽略不计。则()图2强基固本考点突破A当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 B当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 C当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V强基固本考点突破解析 当 cd 端短路时，等效电路如图甲所示，RabR1 R2R3R2R340，A 正确；同理分析得 Rcd128，B 错误；强基固本考点突破当 a、b 两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据闭合电路欧姆定律得：IER1R3 1001040 A2 A，所以 UcdIR380 V，故 C 正确；同理分析得 Uab25 V，D 错误。答案 AC强基
9、固本考点突破考点一 电路的动态分析 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)。图3强基固本考点突破(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3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。强基固本考点突破2电路动态分析的方法(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 支路的变化。(2)极限法：即因滑动
10、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动端分别滑至两个极端去讨论。强基固本考点突破【例1】(多选)如图4所示的电路，L1、L2、L3是3只小电灯，R是滑动变阻器，开始时，它的滑片P位于中点位置。当S闭合时，3只小电灯都发光。现使滑动变阻器的滑片P向右移动时，则小电灯L1、L2、L3的变化情况()图4强基固本考点突破AL1变亮BL2变亮CL3变暗DL1、L2、L3均变亮强基固本考点突破强基固本考点突破解析 当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器的有效电阻变大，导致外电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律 I ERr知，总电流 I 总减小，路端电压 U 路EI 总r 将增大，因此，通过
11、 L1 灯的电流 IL1 变小，L1 灯变暗；U 路UL1UL2，得 L2灯两端的电压变大，L2 灯变亮。而 IL1IL2IL3，通过 L1 灯的电流 IL1 变小，通过 L2 灯的电流 IL2 变大，则通过 L3 灯的电流IL3 变小，L3 灯变暗。由以上分析可知，选项 B、C 正确。答案 BC强基固本考点突破分析此类问题要注意以下三点：(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联合使用。(2)两个关系：外电压等于外电路上串联各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。(3)一个思路：强基固本考点突破【变式训练】1.在如图5所示的电路中，电源电动势为E，内电阻
12、为r，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时()图5强基固本考点突破A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小强基固本考点突破解析 首先将电压表、电流表理想化处理，简化电路。R2与R3并联后与R1和R4串联，当滑片P向b端移动时，R3阻值变小，R2、R3并联部分总电阻变小，根据串联分压原理，R1和R4及内电阻上电压增大，R2、R3并联部分电压变小，由此可得：外电路上总电压变小，电压表示数变小；R2上电流变小，干路总电流变大，因此R3上电流变大，电流表示数变大。答案 B强基固本考点突破
13、考点二 电源的功率和效率1电源的总功率(1)任意电路：P 总EI(U 外U 内)IP 出P 内。(2)纯电阻电路：P 总I2(Rr)E2Rr。2电源内部消耗的功率：P 内I2rU 内IP 总P 出。强基固本考点突破3电源的输出功率(1)任意电路：P 出UIEII2rP 总P 内。(2)纯电阻电路：P 出I2R E2RRr2E2Rr2R4r。(3)输出功率随 R 的变化关系：当 Rr 时，电源的输出功率最大，为 PmE24r。当 Rr 时，随着 R 的增大输出功率越来越小。强基固本考点突破当Rr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R1R2
14、r2。P出与R的关系如图6所示。图6强基固本考点突破4电源的效率(1)任意电路：P出P总100%UE100%。(2)纯电阻电路：RRr100%11rR100%，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，效率仅为 50%。强基固本考点突破【例2】如图7所示，电源电动势E12 V，内阻r3，R01，直流电动机内阻R01，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P02 W)，则R1和R2的值分别为()图7强基固本考点突破A2，2 B2，1.5 C1.5，1.5 D1.5，2 强基固本考点突破(
15、1)首先认识电路的结构及组成元件。(2)甲电路输出功率最大 隐含 外电阻与电源的内阻相等。(3)乙电路是非纯电阻电路，输出功率应根据 PIUI(EIr)确定。(4)在乙电路中，调节 R2，电路输出功率最大，电动机刚好正常工作 隐含 当 IE2r时，电路输出功率最大，此时电动机的输出功率 P02 W。强基固本考点突破解析 因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以 R12；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率 PIUI(EIr)，当 IE2r2 A 时，输出功率 P 有最大值，此时电动机的输出功率为 P02 W，发热功率为 P 热I2R04
16、W，所以电动机的输入功率为 P 入P0P 热6 W，电动机两端的电压为 UMP入I3 V，电阻 R2 两端的电压为 UR2EUMIr3 V，所以 R2UR2I 1.5，选项 B 正确。答案 B强基固本考点突破【变式训练】2.在研究微型电动机的性能时，应用如图8所示的实验电路。当调节滑动变阻器R使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A和2.0 V。重新调节R使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0 A和24.0 V。则这台电动机正常运转时输出功率为()图8A32 WB44 WC47 WD48 W强基固本考点突破解析 电动机不转时相当于一个纯电阻，根据通过电动机的
17、电流为0.5 A、电压为2 V，可算出电动机内阻为4。正常工作时，电动机消耗功率PUI48 W，内阻发热消耗功率P热I2r16 W，则输出功率为P出PP热32 W。答案 A强基固本考点突破考点三 电源的 UI 图象的应用1纵轴上的截距等于电源的电动势；横轴上的截距等于外电路短路时的电流，即 ImEr。2图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即 r|UI|EIm，斜率的绝对值越大，表明电源的内阻越大。图9强基固本考点突破3图线上任一点对应的 U、I 的比值为此时外电路的电阻，即RUI。4面积 UI 为电源的输出功率，而电源的总功率 P 总EI，P 总P 出EIUI 为电源的发热功率。强基固本考点突破【
18、例3】(多选)如图10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()图10强基固本考点突破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 强基固本考点突破解析 由于该电源的 UI 图象的纵轴坐标不是从零开始的，故纵轴上的截距仍为电源的电动势，即 E6.0 V，但横轴上的截距 0.5 A 并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|6.05.00.50 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。答案 AD强基固本考点突破UI图象的一般分析思路(1)明
19、确纵、横坐标的物理意义。(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义。(3)找出图线上对应状态的参量或关系式。(4)结合相关概念或规律进行分析、计算。强基固本考点突破【变式训练】3(多选)如图11所示的UI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UI图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知()图11强基固本考点突破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强基固本考点突破解析 由于电源的路端电压与电流的关系曲线和电阻R的UI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
20、源内阻，r1.5；电阻R的UI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UI图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为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。答案 AD强基固本考点突破考点四 含电容器电路的分析方法电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体，电容器两端的电压为与之并联的电阻两端的电压。强基固本考点突破【
21、例4】(2014天津卷，2)如图12所示，电路中R1、R2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，闭合电键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()图12强基固本考点突破A增大R1的阻值B增大R2的阻值C增大两板间的距离D断开电键S强基固本考点突破解析 根据电路结构，电容器两极板间电压等于 R1 两端电压，与 R2 大小无关，即 UCUR1 R1R1rE，对油滴由平衡条件得qUcd mg，油滴静止不动，说明电场强度不发生变化，即 R1 的电压不变即可，故改变 R2 时对电路工作状态无影响，选 B。答案 B强基固本考点突破【变式训练】4.在如图13所示的电路中，R111，r1，R2R36，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C的带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C的带电荷量为Q2，则()图13强基固本考点突破AQ1Q213 BQ1Q231CQ1Q215 DQ1Q251解析 当开关 S 闭合时，电容器两端电压等于 R2 两端的电压，U2ER2R1R2rE3，Q1E3C；当开关 S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，UE，Q2EC，所以 Q1Q213，选项 A 正确。答案 A