《2018年高考物理一輪復習 專題7.3 閉合電路的歐姆定律教學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理一輪復習 專題7.3 閉合電路的歐姆定律教學案（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題7.3 閉合電路的歐姆定律 1.理解閉合電路歐姆定律，并能進行電路的動態(tài)分析和計算． 1．閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容 閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。 (2)公式 ①I＝(只適用于純電阻電路)； ②E＝U外＋Ir(適用于所有電路)。 2.路端電壓與外電阻的關(guān)系 一般情況 U＝IR＝·R＝，當R增大時，U增大 特殊情況 (1)當外電路斷路時，I＝0，U＝E (2)當外電路短路時，I短＝，U＝0 高頻考點一　電阻的串、并聯(lián)特點 例1、(多選)一個T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R

2、3＝40 Ω。另有一測試電源，電動勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計。則(　　) A．當c、d端短路時，a、b之間的等效電阻是40 Ω B．當a、b端短路時，c、d之間的等效電阻是40 Ω C．當a、b兩端接通測試電源時，c、d兩端的電壓為80 V D．當c、d兩端接通測試電源時，a、b兩端的電壓為80 V 解析：　當c、d端短路時，等效電路如圖甲所示，R123＝R1＋＝40 Ω。A正確，同理B錯誤。 當a、b兩端接通測試電源時，等效電路如圖乙所示，根據(jù)歐姆定律得：I＝＝ A＝2 A，所以Ucd＝IR3＝80 V，故C正確，同理D錯誤。 答案：　AC 【變式探究】(多選)有一

3、靈敏電流計，其表頭內(nèi)阻Rg＝1 000 Ω，滿偏電流Ig＝100 μA，以下說法正確的是(　　) A．把它改成量程為1.5 V的電壓表，應串聯(lián)一個15 kΩ的電阻 B．把它改成量程為1.0 A的電流表，應并聯(lián)一個1 Ω的電阻 C．把它改成量程為1.0 A的電流表，測量某電流時讀數(shù)為0.5 A，此時流過表頭的電流為50 μA D．把它改成量程為1.5 V的電壓表，測量某電壓時讀數(shù)為1.5 V，此時流過表頭的電流為100 μA 答案：　CD 【舉一反三】(多選)如圖所示，A、B、C、D四個電路中，電源電動勢為E，電阻為r，定值電阻為R0，當滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表

4、示數(shù)將變大的電路是(　　) 解析：　顯然，在電路A、B中，當滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小。對電路A，電壓表測量的是路端電壓，由于外電路電阻減小，使路端電壓隨之減小，不符合題意；對電路B，電壓表測量的是定值電阻R0兩端的電壓，由歐姆定律知此時電路電流變大，則電壓表示數(shù)將變大，符合題意；對電路C，由于電壓表位置的特殊性，其示數(shù)將不變；而電路D，實際上可認為是一個分壓電路，盡管電路電流不變，但當滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表測量的電阻增加，則電壓表示數(shù)將變大。 答案：　BD 高頻考點二　電路的動態(tài)分析 例2．(多選)如圖所示，A、B、C、D

5、四個電路中，電源電動勢為E，電阻為r，定值電阻為R0，當滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表示數(shù)將變大的電路是(　　) 答案　BD 【變式探究】如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，L1、L2兩燈均正常發(fā)光，R1為定值電阻，R為一滑動變阻器，P為滑動變阻器的滑片，若將滑片P向下滑動，則(　　) A．L1燈變亮　　　　　　　　 B．L2燈變暗 C．R1上消耗的功率變大 D．電源內(nèi)部消耗的功率變大 解析：　由閉合電路歐姆定律可得，滑片P向下滑動，電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，所以L1、L2變暗，R1上消耗的功率變大，由P內(nèi)＝I2r知電源內(nèi)部消耗的功率變大

6、，A錯誤，B、C、D正確。 答案：　BCD 【舉一反三】如圖3所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表．初始時S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則(　　) 圖3 A．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變小 B．V的讀數(shù)變大，A的讀數(shù)變大 C．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變小 D．V的讀數(shù)變小，A的讀數(shù)變大 答案　B 【方法技巧】電路動態(tài)分析的兩種方法 1．程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路→變化支路. 2．極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩

7、個極端去討論． 高頻考點三　電路中的功率及效率問題 例3．(多選)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中，如圖5中的a、b、c所示．以下判斷正確的是(　　) 圖5 A．在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點，這三點的縱坐標一定滿足關(guān)系PA＝PB＋PC B．b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的橫坐標之比一定為1∶2，縱坐標之比一定為1∶4 C．電源的最大輸出功率Pm＝9 W D．電源的電動勢E＝3 V，內(nèi)電阻r＝1 Ω 答案　ABD 【變式探究】如圖6所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電池與定值

8、電阻R0、滑動變阻器R串聯(lián)，已知R0＝r，滑動變阻器的最大阻值是2r.當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，下列說法中正確的是(　　) 圖6 A．電路中的電流變小 B．電源的輸出功率先變大后變小 C．滑動變阻器消耗的功率變小 D．定值電阻R0上消耗的功率先變大后變小 答案　C 解析　當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，外電路電阻減小，電路中的電流變大，當滑片位于b端時，r＝R外，電源的輸出功率最大，選項A、B錯；當把定值電阻R0看做電源內(nèi)阻，滑動變阻器的滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的功率最大，由a端向b端滑動時，滑動變阻器消耗的功率變小，選項C對；由P＝I2R0知，

9、定值電阻R0上消耗的功率變大，選項D錯． 【方法規(guī)律】對閉合電路功率的兩點認識 1．閉合電路是一個能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．內(nèi)、外電路將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，IE＝P內(nèi)＋P外就是能量守恒定律在閉合電路中的體現(xiàn)． 2．外電阻的阻值向接近內(nèi)阻的阻值方向變化時，電源的輸出功率變大． 高頻考點四　電源和電阻U－I圖象的比較 例4．(多選)如圖7所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是(　　) 圖7 A．電源的電動勢為6.0 V B．電源的內(nèi)阻為12 Ω C．電源的短路電流為0.5 A D．電流為0.3 A時的外電阻是18 Ω 答案　AD

10、【變式探究】(多選)如圖8所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ為某一電阻R的U－I圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知(　　) 圖8 A．R的阻值為1.5 Ω B．電源電動勢為3.0 V，內(nèi)阻為0.5 Ω C．電源的輸出功率為3.0 W D．電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W 答案　AD 【方法技巧】利用兩種圖象解題的基本方法 利用電源的U－I圖象和電阻的U－I圖象解題．無論電阻的U－I圖象是線性還是非線性，解決此類問題的基本方法是圖解法，即把電源和電阻的U－I圖線畫在同一坐標系中，圖線的交點即電阻的“工作點”，電阻的電壓和電流

11、可求，其他的量也可求． 高頻考點四　含電容器電路的分析 例4．如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動．如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是(　　) A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大兩板間的距離 D．斷開電鍵S 答案　B 解析　增大R1的阻值，穩(wěn)定后電容器兩板間的電壓升高，帶電油滴所受電場力增大，將向上運動，A錯誤．電路穩(wěn)定后，電容器相當于斷路，無電流通過電阻R2，故R2兩端無電壓，所以，增大R2的阻值，電容器兩板間的電壓不變，帶電油滴仍處

12、于靜止狀態(tài)，B正確．增大兩板間的距離，兩板間的電壓不變，電場強度減小，帶電油滴所受電場力減小，將向下運動，C錯誤．斷開電鍵S后，兩板間的電勢差為0，帶電油滴只受重力作用，將向下運動，D錯誤． 【變式探究】如圖所示電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，R1、R3為定值電阻，R2為滑動變阻器，C為平行板電容器，開關(guān)S閉合后，電容器兩板正中央有一個帶電液滴恰好靜止．電流表和電壓表都可以視為理想電表．當滑動變阻器滑片P向b端滑動過程中，下述說法中正確的是(　　) A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小 B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大 C．電容器C所帶電荷量增加，液滴向上加速運動 D．電容器

13、C所帶電荷量減小，液滴向下加速運動 答案　D 【舉一反三】在如圖所示的電路中，R1＝11 Ω，r＝1 Ω，R2＝R3＝6 Ω，當開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時，電容器C帶電荷量為Q1；當開關(guān)S斷開且電路穩(wěn)定時，電容器C帶電荷量為Q2，則(　　) A．Q1∶Q2＝1∶3 B．Q1∶Q2＝3∶1 C．Q1∶Q2＝1∶5 D．Q1∶Q2＝5∶1 答案　A 解析　當開關(guān)S閉合時，電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓，U2＝＝，Q1＝C；當開關(guān)S斷開時，電容器兩端電壓等于電源電動勢，U＝E，Q2＝EC，所以Q1∶Q2＝1∶3，選項A正確． 【方法技巧】含電容器電路的分析技巧 分析和計

14、算含有電容器的直流電路時，關(guān)鍵是準確判斷和求出電容器兩端的電壓，其具體方法是： (1)確定電容器和哪個電阻并聯(lián)，該電阻兩端電壓即為電容器兩端電壓． (2)當電容器和某一電阻串聯(lián)后接在某一電路兩端時，此電路兩端電壓即為電容器兩端電壓． (3)當電容器與電源直接相連，則電容器兩極板間電壓即等于電源電動勢． 1．【2016·江蘇卷】 如圖1-所示的電路中，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，四個電阻的阻值已在圖中標出．閉合開關(guān)S，下列說法正確的有(　　) 圖1- A．路端電壓為10 V B．電源的總功率為10 W C．a(chǎn)、b間電壓的大小為5 V D．a(chǎn)、b間用導線連接后

15、，電路的總電流為1 A J3 電路綜合問題 2．【2016·天津卷】 如圖1-所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．下列說法正確的是(　　) 圖1- A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大 B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大 C．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大 D．若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大 3．(2016·北京理綜·19)某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們提出的實驗方案中有如下四種器材組合。為使實驗結(jié)果盡可能準確，最不可取的一組

16、器材是(　　) A．一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器 B．一個伏特表和多個定值電阻 C．一個安培表和一個電阻箱 D．兩個安培表和一個滑動變阻器 解析：　根據(jù)U＝E－Ir，要測出E和r，就要同時測出U和I，A、B、C三個選項都能滿足要求；D選項只能測出電流I，不能測出電壓U，所以選D。 答案：　D 4.(2016·全國甲卷·17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A. B． C. D． 解析：　斷

17、開S和閉合S后等效電路分別如圖甲、乙所示。 答案：　C (2014·天津理綜)如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置。閉合電鍵S，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一條件，油滴仍能靜止不動的是(　　) A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大兩板間的距離 D．斷開電鍵S 【答案】B 【解析】本題考查了電路的動態(tài)分析和帶電粒子在電場中的平衡，解答關(guān)鍵是分析電容器兩端電壓變化情況。帶電粒子原來平衡＝mg。當增大R1阻值時，電路的總電阻增大，電路總電流減小，內(nèi)壓減小，路端電壓U增大

18、，帶電粒子向上加速，A錯，增大R2，路端電壓不變，油滴仍靜止，B正確；增大兩板間距離，

19、隨輸出電流I的增大而增大 答案　C 2．如圖1所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r.開關(guān)S閉合后，電燈L1、L2均能發(fā)光．現(xiàn)將滑動變阻器R的滑片P稍向上移動，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．電燈L1、L2均變亮 B．電燈L1變亮，L2變暗 C．電流表的示數(shù)變小 D．電源的總功率變小 答案　B 解析　將滑動變阻器R的滑片P稍向上移動，電流表的示數(shù)變大，電燈L1變亮，L2變暗，電源的總功率變大，選項B正確，A、C、D錯誤． 3．在如圖2所示的電路中，當閉合開關(guān)S后，若將滑動變阻器的滑片P向下移動，則正確的是(　　) 圖2 A．電壓表和電流表的示數(shù)都增大 B

20、．燈L2變暗，電流表的示數(shù)減小 C．燈L1變亮，電壓表的示數(shù)減小 D．燈L2變亮，電容器的帶電荷量增大 答案　C 4．如圖3所示電路中，4個電阻阻值均為R，開關(guān)S閉合時，有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間．現(xiàn)斷開開關(guān)S，則下列說法不正確的是(　　) 圖3 A．小球帶負電 B．斷開開關(guān)后電容器的帶電荷量減小 C．斷開開關(guān)后帶電小球向下運動 D．斷開開關(guān)后帶電小球向上運動 答案　D 解析　帶電荷量為q的小球靜止于水平放置的平行板電容器的正中間，說明所受電場力向上，小球帶負電，選項A正確；斷開開關(guān)后電容器兩端電壓減小，電容器的帶電荷量減小

21、，帶電小球所受電場力減小，帶電小球向下運動，選項B、C正確，D錯誤． 5．(多選)如圖4所示，圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖線，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A．電源的電動勢為50 V B．電源的內(nèi)阻為 Ω C．電流為2.5 A時，外電路的電阻為15 Ω D．輸出功率為120 W時，輸出電壓是30 V 答案　ACD 解析　電源的路端電壓和電流的關(guān)系為：U＝E－Ir，顯然直線①的斜率的絕對值等于r，縱軸的截距為電源的電動勢，從題圖中看出E＝50 V，r＝ Ω＝5 Ω，A正確，B錯誤；當電流為I1＝2.5 A時，

22、由回路中電流I1＝，解得外電路的電阻R外＝15 Ω，C正確；當輸出功率為120 W時，由題圖中P－I關(guān)系圖線看出對應干路電流為4 A，再從U－I圖線讀取對應的輸出電壓為30 V，D正確. 6．(多選)如圖5所示電路，閉合開關(guān)S，滑片P緩慢向左滑動時，則下列說法正確的是(　　) 圖5 A．電容器C所帶的電荷量不變 B．電容器C所帶的電荷量增大 C．電壓表的示數(shù)不變 D．電壓表的示數(shù)增大 答案　BC 7．(多選)如圖6所示，C1＝6 μF，C2＝3 μF，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，電源電動勢E＝18 V，內(nèi)阻不計，下列說法正確的是(　　)

23、圖6 A．開關(guān)S斷開時，a、b兩點電勢相等 B．開關(guān)S閉合后，a、b兩點間的電流是2 A C．開關(guān)S斷開時C1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大 D．不論開關(guān)S斷開還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大 答案　BC 解析　S斷開時外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中均無電流通過，電阻兩端電勢相等，由題圖知a點電勢與電源負極電勢相等，而b點電勢與電源正極電勢相等，A錯誤．S斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢，而C1＞C2，由Q＝CU知此時Q1＞Q2.當S閉合時，穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流I＝＝2 A，此時兩電阻兩端電壓分別為U1＝IR1＝6 V、U2

24、＝IR2＝12 V，則此時兩電容器所帶的電荷量分別為Q1′＝C1U1＝3.6×10－5 C、Q2′＝C2U2＝3.6×10－5 C，對電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶的電荷量也減小，故B、C正確，D錯誤． 8．如圖7所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線．如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有(　　) 圖7 A．R接到a電源上，電源的效率較高 B．R接到b電源上，電源的輸出功率較大 C．R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低 D．R接到b電源上，電阻的

25、發(fā)熱功率和電源的效率都較高 答案　C 9．(多選)有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖8中虛線內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)．設踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)．下列說法正確的是(　　) 圖8 A．該電子秤能測量的最大體重是1 400 N B．該電子秤能測量的最大體重是1 300 N C．該電子秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375

26、A處 D．該電子秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.4 A處 答案　AC 10．如圖9甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3為一滑動變阻器．當其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的．求： 圖9 (1)電源的電動勢和內(nèi)阻； (2)定值電阻R2的阻值； (3)滑動變阻器的最大阻值． 答案　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 解析　(1)題圖乙中AB的延長線交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處，所以電源的電動勢為E＝20 V，內(nèi)阻r＝＝20 Ω. (2)當P滑到R3的右端時，電路參數(shù)對應題圖乙中的B點，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，得R2＝＝5 Ω. (3)當P滑到R3的左端時，由題圖乙知此時U外＝16 V，I總＝0.2 A 所以R外＝＝80 Ω 因為R外＝＋R2 所以滑動變阻器的最大阻值為：R3＝300 Ω - 17 -