高考物理一轮复习第八章第2讲电路电路的基本规律学案含解析
2021版高考物理一轮复习第八章电路2电路电路的基本规律学案
电路电路的基本规律必备知识一、电阻的串、并联的特点1。
特点:串联并联电流I=I1=I2=…=I n I=I1+I2+…+I n电压U=U1+U2+…+U n U=U1=U2=…=U n电阻R=R1+R2+…+R n=++…+电压与电流分配电压与各部分电路的电阻成正比电流与各支路的电阻成反比功率分配与各部分电路的电阻成正比与各支路的电阻成反比2.电压表、电流表的改装:(1)电压表的改装。
电压表是根据串联电路的分压作用,在表头上串联一个分压电阻,并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的。
(2)电流表的改装。
电流表是根据并联电路的分流作用,在表头上并联一个分流电阻,并在表头的刻度上标出相应的数值后改装而成的。
二、电源的电动势和内阻1.电动势:(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:E=,单位:V。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。
2.内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻r,叫作电源的内阻,它是电源的另一个参数。
三、闭合电路的欧姆定律1。
内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
2。
公式:(1)I=(只适用于纯电阻电路)。
(2)E=U外+Ir(适用于所有电路)。
如图,由电源、灯泡L1、L2组成闭合电路,开关闭合时,外电阻R=R L1+R L2,电流I=。
3.路端电压U与电流I的关系:(1)关系式:U=E—Ir。
(2)电源的U—I图像。
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势。
②当外电路电压U=0时,横坐标的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
基础小题1。
判断下列题目的正误.(1)串联电阻的总阻值大于电路中任意一个电阻。
( )(2)并联电阻的总阻值大于电路中任意一个电阻. ()(3)电流表改装时,并联的电阻越小,改装后的量程越大。
()(4)电动势就是电源两极间的电压。
2020届高三物理一轮复习第八章第2讲电路的基本规律及应用课件
[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,η→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 P=I2R 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 Ω 的电源.下
考点一 电路的动态分析 自主学习型
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.
列由电闭阻合与电其路连欧接姆后定,律使得电阻I=的R功+E 率r,大电于源2效W率,η=且I使RI该+R电r源 ×的10效0%率,大电于阻5的0%功的率是
( PC=)I2R.将四个选项代入分析得,只有 C 符合题目要求,故 C 正确.
A.0.5 Ω
B.1 Ω
C.1.5 Ω
D.2 Ω
三个电源的电动势 E 相同,而电阻 R=r 甲>r 乙>r 丙,根据闭合电路欧姆定律 2.[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 同得,I分=别R为+E rr,甲、Rr 接乙、在r 丙电.用源这上三时个,电内源阻分消别耗给的定功值率电为阻 RP=供电I2r,=已(R知+E Rr)=2rr=甲 >(RrA-乙rD>rE)r22丙+,4则R,将则R当先r=后R接时在,这P三最个大电,源则上知的接情在况甲相电比源较上,时下,列电说源法内正阻确消的耗是 A的.功接率在最甲大电,源故上A时正,确电.源接内在阻电消源耗上的时功,率定最值大电阻 R 两端的电压为 U=IR
2019届高考物理一轮复习 8-2 电路 电路的基本规律讲义
题型重点研讨
考点 电路的动态分析 [重点理解]
电路动态分析的方法——程序法 第一步:确定电路的外电阻 R 外如何变化. 第二步:根据闭合电路欧姆定律 I 总=R外E+r确定电路中的总电 流如何变化. 第三步:由 U 内=I 总 r 确定内电压如何变化. 第四步:由 U 外=E-U 内确定路端电压如何变化.
[解析] 在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点,因为直流电源的总功率 PE 等于输出功率 PR 和电源内部的发 热功率 Pr 的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系 PA=PB+PC, 所以 A 正确;当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此 时即为 b、c 图线的交点处的电流,此时电流的大小为R+E r=2Er,功 率的大小为E4r2,a、b 图线的交点表示电源的总功率 PE 和电源内部 的发热功率 Pr 相等,此时只有电源的内电阻,所以此时电流的大小
题型 2 含容电路动态分析 [典例 2] (多选)如图所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3 Ω, R2=6 Ω,电源电动势 E=18 V,内阻不计.下列说法正确的是( BC )
A.开关 S 断开时,a、b 两点电势相等 B.开关 S 闭合后,a、b 两点间的电流是 2 A C.开关 S 断开时 C1 带的电荷量比开关 S 闭合后 C1 带的电荷 量大 D.不论开关 S 断开还是闭合,C1 带的电荷量总比 C2 带的电荷 量大
外电路的电阻之和成式IE==
R+r 只适用于纯电阻电路 U 外+U 内 适用于任何电路
3.路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)关系式:U=_E__-__I_r__. (2)U-I 图象如图所示.
①当电路断路即 I=0 时,纵坐标的截距为_电__源__电__动__势__. ②当外电路电压为 U=0 时,横坐标的截距为_短__路__电__流___. ③图线的斜率的绝对值为电源的__内__阻____.
高三物理一轮复习课件:8-2电路的基本规律及应用
减小 电动势 短路电流 内阻
• (3)U-I关系图:由U=E-Ir可知,路端电
• [特别提醒] 对于U-I图象中纵坐标(U)不 从零开始的情况如图中所示,图线与横坐 标的交点坐标小于短路电流,但直线的斜 率大小仍等于电源的内阻.
内
电路的动态分析
• 【互动探究】 • 1.引起电路动态变化的常见原因有哪些 ? • 2.分析电路动态变化的理论依据是什么 ? • 3.你知道电路动态分析问题的一般步骤 吗? • 【核心突破】 • 1.动态电路的特点
• 2.动态分析问题的常用方法 • (1)程序法 • 闭合电路中,由于局部电阻变化(或开关的 通断),引起各部分电压、电流(或灯泡明 暗)发生变化,分析此类问题的基本步骤是 :
④由欧姆定律及串、并联电路特点判断各部分电流、电压变化. ③据 U=E-Ir 判断路端电压的变化; E ②由 I= 判断总电流的变化; R+ r
• ①由局部电阻变化判断总电阻的变化;
• 【典例1】 • (2014年六安模拟)如图所示电路中,闭合 电键S,当滑动变阻器的滑动触头P从最高 端向下滑动时( ) • A.电压表V读数先变大后变小,电流表A 读数变大 [思路点拨 ] 分析电路结构 → 电路电阻变化 → • B .电压表 V读数先变小后变大,电流表 A 读数变小 总电流变化 → 支路电流变化电流表读数 → • C .电压表 V读数先变大后变小,电流表 A 路端电压变化 电压表读数 读数先变小后变大 • D.电压表V读数先变小后变大,电流表A
• 答案:C
闭合电路的功率和效率
• 【互动探究】 • 1.闭合电路的功率问题中,常涉及哪些 功率? • 2.电源的输出功率越大,电源效率越高 吗?
高考物理一轮复习教案: 电路的基本概念和规律 Word版含解析
专题八 恒定电流 考纲展示 命题探究考点一 电路的基本概念和规律基础点知识点1 电流和电阻 1.电流 (1)形成①导体中有能够自由移动的电荷。
②导体两端存在电压。
(2)方向:规定为正电荷定向移动的方向。
电流是标量。
(3)定义式:I =qt 。
(4)微观表达式I =nqS v 。
(5)单位:安培(安),符号A,1 A =1 C/s 。
2.电阻(1)定义式:R =UI。
(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
3.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻与构成它的材料有关。
(2)表达式:R =ρlS 。
4.电阻率(1)计算式:ρ=R Sl,单位:Ω·m 。
(2)物理意义:反映导体的导电性能,是表征材料性质的物理量。
(3)电阻率与温度的关系。
①金属:电阻率随温度升高而增大。
②半导体:电阻率随温度升高而减小。
③一些合金:几乎不受温度的影响。
④超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体。
知识点2 欧姆定律和伏安特性曲线 1.欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
(2)表达式:I =UR 。
(3)适用范围①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。
②纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)。
2.导体的伏安特性曲线(1)I -U 图线:以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线,如图所示。
(2)比较电阻的大小:图线的斜率I U =1R ,图中R 1>R 2(选填“>”“<”或“=”)。
(3)线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律。
(4)非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元件,不适用于欧姆定律。
知识点3 电功、电功率、焦耳定律 1.电功(1)定义:导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力做的功称为电功。
(2)公式:W =qU =UIt 。
高三物理一轮复习第八章电路 第二讲 电路 电路的基本规律学案
第八章电路第二讲电路电路的基本规律一、复习目标:1.认识电源的电动势和内阻,理解闭合电路动态问题的特点,能分析相关问题.2.认识含电容器电路的特点,会简化相关电路,求解电容器的带电荷量.3.认识短路和断路的故障特点,会用排除法查找电路故障二、基础知识梳理(阅读必修三课本P68-P70、P79-P87)1.思考判断(1)电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功.( )(2)电源的电动势越大,电源在电路中所提供的电能就越多.( )(3)电源的电动势就等于电源两极间的电压.( )(4)接有同一电源(E,r)的闭合电路的总电流越大,路端电压越小.( )(5)接有同一电源(E,r)的闭合电路的外电阻越大,电源的输出功率越大.( )(6)电源的输出功率越大,电源的效率越高.( )2.[闭合电路的分析与计算]现有电动势E0=1.5 V、内阻r0=1.0 Ω的电池多节,准备用几节这样的电池串联起来对一个“6.0 V,0.6 W”的用电器供电,以保证用电器在额定状态下工作,最少要用几节这种电池?电路还需要一个定值电阻做分压用,请计算这个电阻的阻值.3.[电源的U-I图像和功率问题](多选)在如图所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图像可知()A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 ΩB.电阻R W的阻值为1 ΩC.电源的输出功率为4D.电源的效率为50%三、考点分析考点一电路的串联、并联及电表的改装电压表和电流表的改装(1)小量程电流表G(表头)的三个参数满偏电流I g,表头内阻R g,满偏电压U g,它们的关系:U g=I g R g.(2)电压表和电流表的改装电流表、电压表都是由小量程的电流表G改装而成的.它们的改装原理见下表:改装为电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装的原理图接入电阻由U=I g(R g+R)得R=UI g-R g由I g R g=(I-I g)·R得R=I g R gI-I g新电表的内阻R V=R g+R R A=RR gR+R g[思路延伸]无论小量程的电流表G怎样改装,它的三个参数(I g、R g、U g)始终是不变的,这是根据串、并联电路的特点确定接入电阻阻值的重要依据.例1.(多选)如图所示,图线a表示的导体的电阻为R1,图线b表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )A.R1∶R2=1∶3B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1∶P2=1∶3D.将R1与R2并联后接于电源上,则通过的电流之比I1∶I2=1∶3例2.(多选)如图所示,甲、乙都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成的电流,下列说法正确的是( )A.甲表是电流表,R增大时量程增大B.甲表是电流表,R增大时量程减小C.乙表是电压表,R增大时量程增大D.乙表是电压表,R增大时量程减小甲乙考点二电路的动态分析问题电路动态分析问题常用的“三法”(1)程序判断法:遵循“局部→整体→部分”的思路,按以下步骤分析:(2)“串反并同”结论法(应用条件:电源内阻不为零)①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
人教版高考物理一轮复习 第8章 电路 2电路电路的基本规律
电源电阻r
表示电源的输出功率
表示外电阻的大小
电阻U-I图像 过坐标轴原点,表示没有电压时 电流为零 若图像为过原点的直线,图像斜 率表示电阻的大小
表示电阻消耗的功率
表示该电阻的大小
【典例·通法悟道】 【典例4】(多选)如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源路端电压与电流的关 系,直线b为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路, 由图像可知不正确的有 ( ) A.R的阻值为2.0 Ω B.电源电动势为3 V,内阻为1.5 Ω C.电源的输出功率为2.0 W D.电源内部消耗的功率为1.5 W
【解析】选B、D。电阻R的阻值R= U 2.0 Ω=2 Ω,故A正确;由图像可知,电源
I 1.0
电动势E=3.0 V,电源内阻为r= 3.0 1.0 Ω=1 Ω,故B错误;由两直线的交点坐标,
2
可得电源的路端电压为2.0 V,干路电流为1.0 A,输出功率为P=UI=2×1.0 W=
2 W,故C正确;电路中的电流为1.0 A,电源内部消耗功率为P内=I2r=I2×1 W=1 W,
(2)“串反并同”结论法: ①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、 两端电压、电功率都将减小,反之则增大。 ②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、 两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
(3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑 至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。
【典例·通法悟道】 【典例3】(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的 发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。 则以下判断正确的是 ( ) A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一 定满足关系PA=PB+PC B.电源的最大输出功率Pm=9 W C.电源的电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω D.当电流为1 A时,外电路电阻为3 Ω
高考物理一轮复习文档:第八章 第2讲 电路 电路的基本规律 讲义 Word版含解析
第2讲电路电路的基本规律板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】电阻的串联、并联Ⅰ1.串、并联电路的特点2.电流表、电压表的改装(1)小量程电流表(表头)①工作原理:主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。
当线圈中有电流通过时,线圈在安培力作用下带动指针一起偏转,电流越大,指针偏转的角度越大,从表盘上可直接读出电流值。
②三个参数:满偏电流I g,表头内阻R g,满偏电压U g,它们的关系:U g=I g R g。
(2)电压表、电流表的改装电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。
它们的改装原理见下表:【知识点2】 电源的电动势和内阻 Ⅰ 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:E =Wq 。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
(4)特点:大小由非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关。
2.内阻:电源内部也是由导体组成,也有电阻,叫做电源的内阻,常用r 表示,它是电源的另一重要参数。
【知识点3】 闭合电路的欧姆定律 Ⅱ 1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式①I =ER +r(只适用于纯电阻电路); ②E =U 外+Ir (适用于所有电路)。
2.路端电压与外电阻的关系3.路端电压跟电流的关系 (1)关系式:U =E -Ir 。
(2)用图象表示如图所示,其中纵轴截距为电动势,横轴截距为短路电流,斜率的绝对值为电源的内阻。
4.电路的功率和效率 (1)电源的功率P 总=EI 。
(2)电源内部损耗功率P 内=I 2r 。
(3)电源的输出功率P 出=UI 。
(4)电源的效率η=P 出P 总×100%=UE ×100%。
板块二 考点细研·悟法培优考点1电路的动态分析[拓展延伸]1.电路的动态变化断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小会导致电路电压、电流、功率等的变化。
高考物理一轮复习82电路电路的基本规律课件
[双基夯实] 1.判断正误. (1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本 领强弱.( ) (2)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.( ) (3)电路中某电阻增大,该电阻的功率一定增大.( ) (4)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大.( ) (5)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.( )
必考部分
[第八章] 恒定电流
第2讲 电路 电路的基本规律
[重点课]
[考纲解读] 1.理解串、并联电路的特点,会分析电路的连接方 式.串、并联知识的考查涵盖了各种电路问题,是分析电路问题的 基础. 2.理解电动势、内阻的概念,掌握闭合电路的欧姆定律.闭 合电路的欧姆定律是高考考查的热点,它主要融合在实验题中考 查,也可在选择题、计算题中考查.
外电路的电阻之和成___反__比___.
E
2.公式IE==
R+r 只适用于纯电阻电路 U 外+U 内 适用于任何电路
3.路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)关系式:U=_E__-__I_r__. (2)U-I 图象如图所示.
①当电路断路即 I=0 时,纵坐标的截距为_电__源__电__动__势__. ②当外电路电压为 U=0 时,横坐标的截距为_短__路__电__流___. ③图线的斜率的绝对值为电源的__内__阻____.
基础分层导学
[必备知识] 知识点一 串、并联电路的规律
串联电路
并联电路
电路
电流
I=I1=I2=…=In I=__I_1_+__I_2_+__…__+__I_n___
串联电路
并联电路
电压 U=U1+U2+…+Un U=__U__1=___U_2_=__U_3_=__…__=__U_n__
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此( )A.电动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量.电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明储存的电能越多.故A、B错误,C正确.闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小,故D错误.2.(2021年龙岩质检)如图所示,电源内阻为r,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变.某同学合上开关后,将变阻器滑片P由a端向b端移动时,则( )A.若R2>R0,L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2>R0,电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2<R0,L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2<R0,电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2>R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻.当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻增大,所以总电流减小,通过灯L1的电流减小,L1变暗;通过L2的电流变大,L2变亮.因不知道电源内阻与外电阻的大小关系,所以电源的输出功率无法判断,故A、B错误.当R2<R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻先增大后减小,所以总电流先减小后增大,所以通过灯L1的电流先减小后增大,L1先变暗后变亮,故C正确;外电阻先增大后减小,所以电源的效率先增大后减小,故D 错误.3.(2021年南通月考)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯L1、L2都能发光.后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏),电压表的读数增大,由此可推断,这一故障的原因可能是( )A .电阻R 1断路B .电阻R 2短路C .灯L 1两接线柱间短路D .电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大,所以路端电压增大,电源内阻上的电压减小,说明总电流减小,电路总电阻增大.若电阻R 1断路,会导致总电阻增大,总电流减小,而此时灯L 2两端电压会减小,致使灯L 2变暗,A 错误.若电阻R 2短路,灯L 2将不亮,B 错误.若灯L 1两接线柱间短路,电路的总电阻减小,总电流增大,电压表的读数减小,C 错误.若电阻R 2断路,电路的总电阻增大,总电流减小,电压表的读数增大,符合题意,而总电流减小,导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小,灯L 2两端电压增大,灯L 2变亮,D 正确.4.(2021年济宁检测)如图,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,V 与A 分别为电压表与电流表.初始时S 0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【答案】B【解析】S 断开,相当于电阻变大,则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小,故路端电压增大,V 的读数变大.把R 1归为内阻,内电压减小,故R 3中的电压增大,由欧姆定律可知R 3中的电流也增大,电流表示数增大,故B 正确.5.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ,额定电流为I ,线圈电阻为R .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作.则( )A .电动机消耗的总功率为I 2R B .电动机消耗的热功率为U 2RC .电源的输出功率为EID .电源的效率为1-IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI ,A 错误.电动机消耗的热功率为I 2R ,B 错误.电源的输出功率为UI ,C 错误.电源的效率为U E =E -Ir E,D 正确. 6.(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ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图线.曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5).如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )A .电源1与电源2的内阻之比是3∶2B .电源1与电源2的电动势之比是1∶1C .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知,E 1=E 2=10 V ,r 1=54 Ω,r 2=56Ω,所以r 1∶r 2=3∶2,E 1∶E 2=1∶1,A 、B 正确;曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1=18.2 W 和P 2=30 W ,小灯泡的电阻分别为R 1=3552 Ω,R 2=56Ω,故C 、D 错误. 7.(多选)(2021年信阳质检)如图所示,电源电动势为E ,内阻为r .闭合开关S ,在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,电压表示数的变化量为ΔU ,电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时,电容器的带电量为Q .则在这个过程中,下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量干路电流,根据闭合电路欧姆定律U=E -I (R 1+r )得ΔU =ΔI (R 1+r ),解得ΔU ΔI=R 1+r 不变,故A 错误,B 正确.在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大,电阻R 1两端电压增大.根据Q =UC =CR 1I 可知,Q -I 图像是过原点的倾斜直线.故C 错误,D 正确.综合提升练习8.(多选)如图所示的电路中,电源内阻忽略不计.闭合开关S ,电压表示数为U ,电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A .U 先变大后变小B .I 先变小后变大C .U 与I 比值先变大后变小D .U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故A 错误.滑片滑动过程中,电阻R 1的阻值先增大后减小,电压不变,所以电流表示数先减小后增大,故B 、C 正确.由于电压表示数没有变化,D 错误.9.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V ,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S ,下列说法正确的有( )A .路端电压为10 VB .电源的总功率为10 WC .a 、b 间电压的大小为5 VD .a 、b 间用导线连接后,电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I =E R =1 A ,所以路端电压U R =IR =10 V ,A 正确.电源的总功率P =IE =12 W ,B 错误.由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ,所以U a b =0.5×(15-5) V =5 V ,C 正确.a 、b 间用导线连接后,根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω,回路的总电阻为9.5 Ω,D 错误.10.某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池.用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V ,此时输入电动机的电功率为19 kW ,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3,重力加速度g 取10 m/s 2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ,则P =UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ,则P r =I 2r ,代入数据解得P r =1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ,所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ,容积为V ,水的密度为ρ,则M =ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ,则ΔE p =Mgh .设电动机的输出功率为P 0,则P 0=P -P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%=ΔE p .代入数据解得t =2×104 s .。
高考物理一轮复习8第2讲电路电路的基本规律课件
高考物理一轮复习8第2讲电路电路的基本规律课件
2021/4/17
高考物理一轮复习8第2讲电路电路的基本规律课件
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第2讲 电路 电路的基本规 律
【知识建构】 一、电源 1.电动势: (1)计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E= W ;
q
(2)物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成_电__势__能__本领的大小, 在数值上等于电源没有接入电路时两极间的_电__压__。 2.内阻:电源内部导体的电阻。
R
E2 +
r
。
(2)电源内部消耗的功率
P内=_I_2r_=IU内=P总-P出。
(3)电源的输出功率 ①任意电路:P出=_I_U_=IE-I2r=P总-P内。
②纯电阻电路:P出=_I_2R_=
E 2R (R + r)2
பைடு நூலகம்
=
E2
( R - r)2 + 4 r
。
R
4.电源的效率:
(1)任意电路:η= I U ×100%= U ×100%。
(8)一节干电池的电动势为1.5 V,表示该电池将1 C的正电荷在电源内部由负
极移送到正极过程中,非静电力做了1.5 J的功。
(√)
(9)电动势为1.5 V的电池比电动势为1.2 V的电池存储的电能多。
(× )
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休息时 间,你们休息一下眼睛,
看看远处,要保护好眼睛哦~站起来动一 动,久坐对身体不好哦~
(2)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。
(√ )
(3)电动势等于电源的路端电压。
( ×)
(4)闭合电路中外电阻越大,路端电压越大。 ( √ )
高考物理一轮复习 第8章 第2课时 全电路规律的分析课件 粤教版
( C)
B.铅蓄电池能在1 s内将消耗2 J的化学能
C.电路中每通过1C电量,电源消耗2 J化学能
D.电路中每通过1C电量,电源输出2 J的电能
课外演练
3.如图2-1为测量某电源电动势和内
电阻时得到的U-I图线,将此电源与
某电阻连接成电路,测得路端电压
为2.0 V,则外电路总电阻为( A )
课前自主解读
(2)公式:闭合电路欧姆定律的表达式多种多样。
①无论外电路为纯电阻还是非纯电阻,都可以表达为E=U外+U内,
或E=U外+Ir
②若外电路为纯电阻电路,则可以表达为
,或
。
3.全电路路端电压 全电路路端电压:电源的__正__、__负__极__之__间____电压叫路端电 压$在数值上等于___外__电__路__两__端__电__压___。
一闭合电路,则它的路端电压是(
)D
A..30V
D.0.40V
主题二、路端电压与干路电流之间关 系
例题2.如图 (甲)所示电路中,调节滑动变阻器,通过
电压表、电流表示数分别得到电源路端电压和干路电流 值,电源路端电压U与干路电流I关系图象如图 (乙)。则 ( AC) A.电源电动势为E=1.5V
2015年五羊高考
高考总复习物理(课件)
广州出版社
2015年五羊高考物理复习 第2课时 全电路规律的分析
课前自主解读
1.电源电动势和内电阻 (1)电源:电源是把其它形式能转化为电能的装置。电源的 作用是保持导体两端的电压,使导体中有持续的电流。 (2)电源电动势:电源电动势表征电源把其它形式能转化为 电能的本领大小。在数值上等于非静电力将单位正电荷从电源的负 极通过电源内部移送到正极时所做的功。 电源内阻:电源内部电路电阻。有电流通过内阻时会发热,将 电源所提供的电能部分耗费,转化为内能。 2.闭合电路欧姆定律 (1)内容:闭合电路中电流强度跟_电__动__势__大__小_成正比,跟 内__、__外__电__阻__之__和___成反比.
2021高考人教版物理一轮复习讲义:第8章第2讲电路电路的基本规律(含解析)
第2讲电路电路的基本规律主干梳理对点激活知识点1 电阻的串联、并联I1. 串、并联电路的特点2.电流表、电压表的改装(1) 小量程电流表(表头)①工作原理:主要由磁场和放入其中可转动的互线圈组成。
当线圈中有电流通过时,线圈在安培力作用下带动指针一起偏转,电流越大,指针偏转的角度|15 越大,从表盘上可直接读出电流值。
-----------②二个参数:满偏电流I g,表头内阻R g,满偏电压U g,它们的关系:U g= I g R g。
(2) 电压表、电流表的改装电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。
它们的改装原理见下表:知识点电源的电动势和内阻1. 电动势⑴定义:电动势在数值上等于_01非静电力把1 C的正电荷在_02电源内部从负极移送到正极所做的功。
⑵表达式:E= _03罟o⑶物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
⑷特点:大小由04非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关。
2. 内阻:电源内部也是由导体组成,也有电阻,叫做电源的_05内阻,常用r 表示,它是电源的另一重要参数。
知识点3 闭合电路的欧姆定律n1 •闭合电路欧姆定律(i)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成Loi正比,跟内、外电路的电阻之和成02反比。
⑵公式①I二_03R^(只适用于纯电阻电路);②E= 04 U外+ lr(适用于所有电路)2 •路端电压与外电阻的关系一般情况U —IR—口 | R—R+r1+丄1十R 当R增大时,Uo5增大特殊情况①当外电路断路时,I—0,U —|E②当外电路短路时,i短—[07=,U—03•路端电压跟电流的关系⑴关系式:U = 08 E- lr。
⑵用图象表示如图所示,其中纵轴截距为_09电动势,横轴截距为10短路电流,斜率的绝对值为电源的内阻。
4. 电路的功率和效率⑴电源的功率P总=J2EI。
⑵电源内部损耗功率P内=卫丘。
(3)电源的输出功率P出=丄4U!o⑷电源的效率n= gx 100%= 卫¥ X100%。
2020版高考物理一轮复习第八章第2讲电路电路的基本规律教案新人教版
第2讲 电路 电路的基本规律考点1 电阻的串、并联及应用1.串、并联电路的几个常用结论(1)当n 个等值电阻R 0串联或并联时,R 串=nR 0,R 并=1nR 0.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻.(3)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和.2.电压表、电流表的改装U =I R +I R ,I R =(I -I )R ,(2018·全国卷Ⅱ)某同学组装一个多用电表.可选用的器材有:微安表头(量程100 μA ,内阻900 Ω);电阻箱R 1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R 2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干.要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA 的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V 的直流电压表.组装好的多用电表有电流1 mA 和电压3 V 两挡.回答下列问题:(1)在虚线框内画出电路图并标出R 1和R 2,其中*为公共接线柱,a 和b 分别是电流挡和电压挡的接线柱.(2)电阻箱的阻值应取R 1=_______Ω,R 2=_______Ω.(保留到个位)[审题指导] 根据题意,本题应先改为量程为1 mA 电流表,再将此电流表改为量程为3 V 的电压表.【解析】 本题考查电表的改装.将量程为100 μA 的微安表头改装成量程为1 mA 的直流电流表,应并联一个分流电阻,分流电阻的阻值为I g R gI -I g=100 Ω,选用R 1;再串联一分压电阻可改装成量程为3 V 的电压表,分压电阻的阻值为U -I g R g I =3-900×10-410-3Ω=2 910 Ω,选用R 2.【答案】 (1)如图所示 (2)100 2 9101.(2019·云南师大附中模拟)利用如图所示电路可测量待测电阻R x 的阻值.定值电阻R 1、R 2阻值已知,闭合电键S ,调节电阻箱的阻值为R 3时,电流表示数为零,则R x 的阻值为( D )A .R 2 B.R 1R 2R 3 C.R 1R 3R 2D.R 3R 2R 1解析:设通过R 1和R 2的电流为I 1,通过R 3和R x 的电流为I 2,根据串、并联电路特点及欧姆定律可得:I 1(R 1+R 2)=I 2(R x +R 3),由于电流表示数为零,则说明G 两端的电势相等,则一定有:I 1R 1=I 2R 3,两式联立可得R x =R 3R 2R 1,D 项正确.2.(多选)四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个电压表,安培表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,把它们按图接入电路中( AC )A.A1读数比A2读数大B.A1指针偏转角度比A2指针偏转角度大C.V1读数比V2读数大D.V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大解析:电流表改装成安培表是并联一个较小的电阻,并联的电阻越小,量程越大,所以安培表A1的内阻小,A2的内阻大.当它们并联时,则流过A1的电流要大一些,所以安培表A1的读数较大,因为是由两个同样的电流表改装而成的,并联在电路中,所以指针偏转角度一样大,选项A正确,B错误;同理改装成电压表,串联在电路中时,两表的指针偏转角度也是一样大,选项D错误;电压表V1的量程大,说明串联的电阻大,V1的内阻大于V2的内阻,串联分压大,所以V1读数比V2读数大,选项C正确.无论是将表头改装成电流表还是电压表,都没有改变表头的参数,即表头的满偏电流、满偏电压都不发生变化,只是由分压电阻或者分流电阻承担了部分电压或电流.考点2 闭合电路动态分析1.判定总电阻变化情况的常用方法(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动端分别滑至两个极端去讨论.(多选)如图,电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器的滑片向下滑动,理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3,理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ,则( )A .A 的示数增大B .V 2的示数增大C .ΔU 3与ΔI 的比值大于rD .ΔU 1大于ΔU 2[审题指导] 先分析电路的结构,当滑动变阻器连入电路的阻值变化时,会引起V 1、V 2、V 3、A 表的变化,结合图形得出ΔUΔI的含义.【解析】 变阻器滑片向下滑动,连入电路中的电阻R 变减小,由I =ER +R 变+r,A 表示数增大,故A 正确;V 2表测量的是电源的输出电压,U 2=E -Ir 减小,故B 错误;由于R 是定值电阻,则ΔU 1ΔI =R ,如图甲所示,又由U 2=E -Ir ,则ΔU 2ΔI =r ,如图乙所示,所以,ΔU 1=ΔI ×R ,ΔU 2=ΔI ×r ,又因R >r ,得ΔU 1大于ΔU 2,故D 正确;同理,U 3=E -I (r +R ),ΔU 3ΔI=r +R ,故C 正确.【答案】 ACD3.(2019·河北唐山摸底)如图所示电路,当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,下列说法正确的是( C )A.R2的功率增大B.R3两端的电压减小C.电流表的示数变大D.通过R1的电流增大解析:当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,其接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流I减小,路端电压U增大,R3两端的电压等于路端电压,则知R3两端的电压增大,则通过R3的电流增大,通过R2的电流减小,其功率减小,电压U2也减小;R1、R4并联电压增大,故通过电流表的电流增大,电流表示数增大,通过R1的电流减小,只有C项正确.4.(2019·湖南郴州质检)如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等.当滑动变阻器R4的滑片向b 端移动时( C )A.电压表读数增大B.电流表读数减小C.电源的输出功率逐渐增大D.质点P将向上运动解析:解法1:质点P处于静止状态,其所受向上的电场力等于向下的重力,当R4的滑片向b端移动时,R4接入电路的电阻减小,则外电路总电阻减小,干路电流I增大,电容器两板间电压等于R3两端的电压,由闭合电路欧姆定律知R3两端电压U3=E-I(r+R1)减小,则电容器两板间场强减小,质点P所受的电场力减小,所以质点P将向下运动,D错误.电流表读数I A=I-I3,I增大,I3减小,则I A增大,B错误.R4两端的电压U4=U3-I A R2,U3减小,I A增大,则U4减小,电压表读数减小,A错误.因R1=r,则R外>r,当R外减小时,电源的输出功率逐渐增大,故C项正确.解法2:可依据结论“串反并同”进行分析.R3与R4有并联关系,r、R1、R2与R4有串联关系,当R4接入电路的电阻减小时,U r、U1、U2、I1、I2增大,U3、I3减小,而E不变,则U4减小,U C减小,E C减小,质点P向下运动.在分析电路动态变化时,一般是根据局部电路变化(滑动变阻器,传感器)推导整体电路总电阻、总电流的变化,然后根据闭合电路欧姆定律推导所求电阻的电压和电流的变化(或者电流表,电压表示数的变化),也就是从局部→整体→局部.考点3 电源的功率和效率(2018·北京卷)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电.改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化.(1)以U 为纵坐标,I 为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R 变化过程中U I 图象的示意图,并说明U I 图象与两坐标轴交点的物理意义.(2)a.请在图2画好的U I 关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;b .请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件.(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和.[审题指导] (1)本题外电路只有变阻器,其两端电压与电源电压相等,即电源的外电压.(2)变阻器消耗的功率即电源的输出功率. 【解析】 (1)U I 图象如图所示图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流 (2)a.如图所示 b .电源输出的电功率P =I 2R =(ER +r )2R =E 2R +2r +r 2R当外电路电阻R =r 时,电源输出的电功率最大,为P max =E 24r(3)电动势定义式E =Wq根据能量守恒,在题图1所示电路中,非静电力做功W 产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即W =I 2rt +I 2Rt =Irq +IRq E =Ir +IR =U 内+U 外【答案】 见解析5.如图所示为某闭合电路电源的输出功率随电流变化的图象,由此图象可以判断( D )A .电源的内阻消耗的功率最大为9 WB .电源的效率最大为50%C .输出功率最大时,外电路的总电阻为4 ΩD .电源的电动势为12 V解析:由题图可知,当电流为1.5 A 时电源的输出功率最大,这时内阻消耗的功率等于输出功率,为9 W ,电源的效率为50%,这时电源的总功率为18 W ,根据P =IE ,可求得电源的电动势为12 V ,D 项正确;由P r =I 2r 可知,电源的内阻为4 Ω,由于不确定外电路是不是纯电阻电路,因此C 项错误;随着电流的增大,内阻消耗功率增大,A 项错误;随着电流的减小,电源的效率增大,B 项错误.6.(2019·北京昌平月考)(多选)锂电池因能量高、环保无污染而广泛使用在手机等电子产品中,现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图所示,充电器电源的输出电压为U ,输出电流为I ,手机电池的内阻为r ,下列说法正确的是( AC )A .电能转化为化学能的功率为UI -I 2r B .充电器输出的电功率为UI +I 2r C .电池产生的热功率为I 2r D .充电器的充电效率为IrU×100%解析:充电时,电能转化为化学能和热能,根据能量守恒定律,有UI =I 2r +P 化,故电能转化为化学能的功率P 化=UI -I 2r ,选项A 正确;充电器输出的电功率为P =UI ,选项B 错误;电池产生的热功率为P 热=I 2r ,选项C 正确;充电器的充电效率为η=P -P 热P×100%=U -IrU×100%,选项D 错误.学习至此,请完成课时作业28。
高三物理一轮复习 第八章 第2讲 电路的基本规律及应用导学案(含答案)
第八章恒定电流第2讲 电路的基本规律及应用一、电阻的串联与并联二、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电荷量的比值. (2)定义式:E =Wq,单位为V .(3)大小:电动势在数值上等于在电源内部非静电力把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. 三、闭合电路的欧姆定律 1.闭合电路的欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比. (2)公式:①I =ER +r (只适用于纯电阻电路); ②E =U 外+Ir (适用于所有电路).2.路端电压与外电阻的关系一般情况U =IR =E R +r·R =E 1+r R ,当R 增大时,U 增大特殊情况(1)当外电路断路时,I =0,U =E (2)当外电路短路时,I 短=Er,U =0考点一 电路的动态分析自主学习型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).串联电路并联电路电路图基本 特点电压 U =U 1+U 2+U 3 U =U 1=U 2=U 3 电流I =I 1=I 2=I 3I =I 1+I 2+I 3 总电阻R 总=R 1+R 2+R 31R 总=1R 1+1R 2+1R 3(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](2020·上海市嘉定区质量调研)如图所示电路,在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中,电压表、电流表的示数变化情况为()A.两电表示数都增大B.两电表示数都减小C.电压表示数减小,电流表示数增大D.电压表示数增大,电流表示数减小2.[开关变化引起的动态分析问题](2020·安徽“江南”十校联考)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R,电压表为理想电表,S为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时,下列说法中正确的是()A.电压表读数将变小B.L1亮度不变,L2将变暗C.L1将变亮,L2将变暗D.电源内阻的发热功率将变小3.[含容电路的动态分析问题](2020·河北石家庄模拟)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是()A.电压表示数变小B.电流表示数变小C.电容器C所带电荷量增多D.a点的电势降低考点二电源的功率和效率师生互动型1.四组基本概念电源总功率任意电路:P总=EI=P出+P内纯电阻电路:P总=I2(R+r)=E2R+r电源内部消耗的功率P内=I2r=P总-P出电源的输出功率任意电路:P出=UI=P总-P内纯电阻电路:P出=I2R=E2R(R+r)2电源的效率任意电路:η=P出P总×100%=UE×100% 纯电阻电路:η=RR+r×100%2.P 出与外电阻R 的关系图象的三点说明 (1)当R =r 时,输出功率最大,P m =E 24r.(2)当R “接近”r 时,P 出增大,当R “远离”r 时,P 出减小.(3)当P 出<P m 时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1和R 2,且R 1R 2=r 2.[典例1] (2020·陕西西安模拟)如图所示,E =8 V ,r =2 Ω,R 1=8 Ω,R 2为变阻器接入电路中的有效阻值,问: (1)要使变阻器获得的电功率最大,则R 2的取值应是多大?这时R 2的功率是多大?(2)要使R 1得到的电功率最大,则R 2的取值应是多大?R 1的最大功率是多大?这时电源的效率是多大? (3)调节R 2的阻值,能否使电源以最大的功率E 24r 输出?为什么?4.[电源的效率] (2020·湖北七市联考)有一个电动势为3 V 、内阻为1 Ω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( )A .0.5 ΩB .1 ΩC .1.5 ΩD .2 Ω5.[电源的功率] (多选)如图所示,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,E 为电源电动势,r 为电源内电阻,以下说法中正确的是( )A .当R 2=R 1+r 时,R 2上获得最大功率B .当R 2=R 1+r 时,R 1上获得最大功率C .当R 2=0时,R 1上获得最大功率D .当R 2=0时,电源的输出功率最大6.[电源的P -R 图象的应用] 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 ΩC .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%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 图象的比较图象上 的特征物理意义电源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中电流的变化关系 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Ⅰ、Ⅱ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Ⅲ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11∶7B .在这两种连接状态下,电源的效率之比是5∶3C .在这两种连接状态下,电源输出功率之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶27.[对电源U -I 图象的理解] (多选)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 V B .电源的内阻为12 Ω C .电源的短路电流为0.5 A D .电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω8.[电源U -I 图象与电阻U -I 图象的结合] (多选)如图所示,直线A 是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B 、C 分别是电阻R 1、R 2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )A .R 1接在电源上时,电源的效率高B .R 2接在电源上时,电源的效率高C .R 2接在电源上时,电源的输出功率大D .电源的输出功率一样大电路故障问题的处理方法——科学思维能力的培养1.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:2.检查方法(1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路;(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程;(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路.在运用欧姆表检测时,被检测元件应与电源断开;(4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理.[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,则( )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 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操作步骤现象9.如图所示,电源电动势为6 V ,当开关S 接通时,灯泡L 1和L 2都不亮,用电压表测得各部分电压是U ad =0,U cd =6 V ,U ab =6 V ,由此可判定( )A .L 1和L 2的灯丝都断了B .L 1的灯丝断了C .L 2的灯丝断了D .变阻器R 断路10.在如图所示的电路中,闭合开关S 后,L 1、L 2两灯泡都正常发光,后来由于某种故障使L 2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是( )A .L 1灯丝烧断B .电阻R 2断路C .电阻R 2短路D .电容器被击穿短路11.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( ) A .R 1短路B .R 2断路C .R 2短路D .R 3短路第2讲 电路的基本规律及应用1.D 解析:当滑动变阻器的滑片P 向a 端滑动时,接入电路的电阻增大,与R 2并联的电阻增大,外电路总电阻R 总增大,总电流I 减小,则电压表的示数U V =E -I (r +R 1),则U V 增大;流过R 2的电流I 2=U VR 2增大,电流表的读数为I A =I -I 2,则电流表示数减小,故A 、B 、C 错误,D 正确.2.A 解析:开关在位置1时,外电路总电阻R 总=32R ,电压表示数U =32R R +32RE =35E ,同理,每个灯泡两端的电压U 1=U 2=15E ,电源内阻的发热功率为P 热=(25E )2R =4E 225R;开关在位置2时,外电路总电阻R 总′=23R ,电压表示数U ′=23R R +23RE =25E ,灯泡L 1的电压U 1′=15E ,L 2的电压U 2′=25E ,电源内阻的发热功率为P 热′=(35E )2R =9E 225R .综上所述,电压表读数变小,故A 正确;L 1亮度不变,L 2将变亮,故B 、C 错误;电源内阻的发热功率将变大,故D 错误.1 S 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3.D 解析:在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I 增大,电阻R 1两端电压增大,则电压表示数变大.电阻R 2两端的电压U 2=E -I (R 1+r ),I 增大,则U 2变小,电容器两板间电压变小,其带电荷量减小.根据外电路中顺着电流方向,电势降低,可知a 点的电势大于零,a 点的电势等于R 2两端的电压,U 2变小,则a 点的电势降低.通过R 2的电流I 2减小,通过电流表的电流I A =I -I 2,I 增大,I 2减小,则I A 增大,即电流表示数变大.故A 、B 、C 错误,D 正确.[典例1] [解析] (1)将R 1和电源(E ,r )等效为一新电源,则新电源的电动势E ′=E =8 V内阻r ′=r +R 1=10 Ω,且为定值,利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R 2=r ′=10 Ω时,R 2有最大功率,即P 2max =E ′24r ′=824×10W =1.6 W.(2)因R 1是定值电阻,所以流过R 1的电流越大,R 1的功率就越大.当R 2=0时,电路中有最大电流,即I max =E R 1+r =0.8 A ,R 1的最大功率P 1max =I 2max R 1=5.12 W ,这时电源的效率η=R 1R 1+r×100%=80%. (3)不能.因为即使R 2=0,外电阻R 1也大于r ,不可能有E 24r 的最大输出功率.本题中,当R 2=0时,外电路得到的功率最大.4.C 解析:由闭合电路欧姆定律得I =E R +r ,电源效率η=IRI (R +r )×100%,电阻的功率P =I 2R .将四个选项代入分析得,只有C 符合题目要求,故C 正确.5.AC 解析:在讨论R 2的电功率时,可将R 1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R 2与电动势为E 、内阻为(R 1+r )的电源(等效电源)连成的闭合电路,如图所示,R 2的电功率是等效电源的输出功率,显然当R 2=R 1+r 时,R 2获得的电功率最大,选项A正确.在讨论R 1的电功率时,由I =ER 1+R 2+r及P 1=I 2R 1可知,R 2=0时,R 1获得的电功率最大,故选项B 错误,选项C 正确.当R 1+R 2=r 时,电源的输出功率最大,由于题目没有给出R 1和r 的具体数值,所以当R 2=0时,电源输出功率并不一定最大,故选项D 错误.6.B 解析: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 Ω,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R =5 Ω 可知,电流I =PR =3 A ,电源电动势E =I (R +r )=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.[典例2]A [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E 1=E 2;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r 1=107 Ω,r 2=1011Ω,所以r 1r 2=117,故A 正确.灯泡分别接Ⅰ、Ⅱ时效率之比η1η2=U 1I 1E 1I 1U 2I 2E 2I 2=U 1U 2=35,故B 错误.由题图知,电源1的U 与I关系为U =-107I +10(V),电源2的U 与I 关系为U =-1011I +10(V),故当灯泡两端电压为U 1=3 V 时,I 1=4.9 A ,当U 2=5 V 时,I 2=5.5 A ,则P 1P 2=U 1I 1U 2I 2=3×4.95×5.5≠12,R 1R 2=U 1I 1U 2I 2=34.955.5≠12,故C 、D 错误.7.AD 解析:虽然该电源的U I 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E =6.0 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 =|ΔU ΔI |=|5.0-6.00.5-0| Ω=2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I =0.3 A 时,外电阻R =EI -r =18 Ω.故选项A 、D 正确.8.AC 解析:电源的效率η=P 出P 总×100%=UI EI ×100%=UE ×100%,当R 1与R 2分别接到电源上时,U R 1>U R 2,故R 1接在电源上时,电源的效率高,A 正确,B 错误;由题图可知,R 2与电源的内阻相等,R 1>R 2,所以R 2接在电源上时,电源的输出功率大,C 正确,D 错误.电路故障问题的处理方法——科学思维能力的培养[典例展示]C[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.9.C 解析:根据电路发生断路的特点可以判断.因U ab =6 V ,则说明电源没有问题,是外电路出现故障,而U cd =6 V ,则说明L 1、R 完好,又U ad =0,则说明L 2的灯丝断了,故C 正确.10.D 解析:若L 1灯丝烧断,则总电阻增大,总电流减小,L 2两端电压减小,L 2变暗,选项A 错误;若R 2断路,则总电阻增大,电压表读数增大,总电流减小,L 1与R 1并联部分两端的电压减小,故L 2两端的电压增大,L 2变亮,选项B 错误;若电阻R 2短路,则通过L 2的电流为零,L 2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,L 2变亮,选项D 正确.11.D 解析: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R 3短路符合条件.故应选D.。
高考物理一轮总复习 第8章 恒定电流 第2讲 电路 电路的基本规律(2021年最新整理)
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电路电路的基本规律时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。
其中1~6为单选,7~10为多选)1.[2016·武汉调研]电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。
如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac间的电阻是cd间电阻的(n-1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为U,则输入端的电压为( )A.nU B.U nC.(n-1)U D。
错误!答案A解析R ac与R cd串联,电流I=U abR ac+R cd,对输出端电压U cd=U=IR cd=错误!=错误!,即输入端电压为U ab=nU。
2.[2016·河北衡水一模]在某控制电路中,需要连成如图所示的电路,主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是红、绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时,下列说法中正确的是()A.L1、L2两个指示灯都变亮B.L1、L2两个指示灯都变暗C.L1变亮,L2变暗D.L1变暗,L2变亮答案B解析根据电路图可知电位器的触头逆时针从中点开始滑向a端的过程中,其连入电路的阻值变小,则可以判断总电阻变小,干路电流变大,内阻分担电压变大,路端电压变小,则L1支路电流I1变小,L1变暗,R1所在支路中电流变大,R1两端电压变大,那么L2、R2两端电压变小,L2变暗。
2021届高考物理粤教版一轮学案:第八章第2讲 闭合电路欧姆定律 Word版含解析
第2讲闭合电路欧姆定律知识要点一、电源的电动势和内阻1.电源电源是把正电荷从负极搬到正极的一种装置;从能的转化角度看,电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:E =W q。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
3.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数。
二、闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
图13.路端电压与外电阻的关系一般情况U=IR=ER+rR=E1+rR,当R增大时,U增大特殊情况当外电路断路时,I=0,U=E;当外电路短路时,I短=Er,U =04.路端电压U与电流I的关系(1)关系式:U=E-Ir。
(2)U-I图象如图2所示。
①当电路断路时,即I=0时,纵坐标的截距为电动势。
②当外电路电压U=0时,横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
图2基础诊断1.下列关于电源电动势的说法正确的是()A.在某电池的电路中,每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多解析根据电动势定义,由E=Wq得E=2 V,选项A错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质决定,选项B错误,C正确;电源的电动势大,所提供的能量不一定大,电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积,选项D错误。
答案 C2.(2019·江苏卷,3)如图3所示的电路中,电阻R=2 Ω。
断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为()图3A.1 ΩB.2 ΩC.3 ΩD.4 Ω解析 当S 断开后,电压表读数为U =3 V , 则电动势E =3 V当S 闭合后,由闭合电路的欧姆定律知 E =U ′+Ir ,且I =U ′R整理得电源内阻r =(E -U ′)RU ′=1 Ω,选项A 正确。
2021高三物理人教版一轮学案:第八单元 第2讲 电路 电路的基本规律 Word版含解析
第2讲电路电路的基本规律
知识点一电阻的串联、并联
知识点二电动势和内阻
1.电动势
(1)定义:电荷在电源内部移动过程中,非静电力对电荷做的功与移动电荷的电荷量的比值.
(2)定义式:E =W q ,单位为V . (3)大小:电动势在数值上等于在电源内部非静电力把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.
知识点三 闭合电路的欧姆定律
1.闭合电路的欧姆定律 (1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比.
(2)公式
①I =E R +r
(只适用于纯电阻电路); ②E =U 外+Ir (适用于所有电路).
2.路端电压与外电阻的关系
一般
情况
U =IR =E R +r ·R =E 1+r R ,当R 增大时,U 增大 特殊
情况 (1)当外电路断路时,I =0,U =E (2)当外电路短路时,I 短=E r ,U =0
3.路端电压U 与电流I 的关系
(1)关系式:U =E -Ir .
(2)U -I 图象如图所示.
①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.。
高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电路的基本规律和应用学案
第2讲电路的基本规律和应用微知识1 电路的连接1.串、并联电路的特点2.几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻变大时,总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻,任意一个电阻变大时,总电阻变大。
(3)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
微知识2 闭合电路欧姆定律1.闭合电路(2)内、外电压的关系:E=U内+U外。
2.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式:I=ER+r(只适用于纯电阻电路)。
3.路端电压与外电阻的关系4.路端电压跟电流的关系(1)关系式:U=E-Ir。
(2)用图象表示如图所示,其中纵轴截距为电动势,横轴截距为短路电流,斜率的绝对值为电源内阻。
一、思维辨析(判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
)1.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
(√)2.无论是串联电路还是并联电路,只要其中某一个电阻的阻值变大,总电阻就变大。
(√) 3.闭合电路中外电阻越大,路端电压越大,电源输出功率越大。
(×)4.电源的输出功率越大,电源的效率越高。
(×)5.含电容器的直流电路稳定时,电容器所在的电路为断路状态。
(√)二、对点微练1.(电动势)下列关于电源电动势的说法正确的是( )A.在某电池的电路中,每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB .电源的路端电压增大时,其电源提供的电能一定也增大C .无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变D .电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多解析 根据电动势定义,由E =Wq得E =2 V ,选项A 错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质决定,选项B 错误,选项C 正确;电源的电动势大,所提供的能量不一定大,电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积,选项D 错误。
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第2讲 电路 电路的基本规律主干梳理 对点激活知识点 电阻的串联、并联 Ⅰ1.串、并联电路的特点2.电流表、电压表的改装 (1)小量程电流表(表头)①工作原理:主要由磁场和放入其中可转动的□14线圈组成。
当线圈中有电流通过时,线圈在安培力作用下带动指针一起偏转,电流越大,指针偏转的角度□15越大,从表盘上可直接读出电流值。
②三个参数:满偏电流I g ,表头内阻R g ,满偏电压U g ,它们的关系:U g =I g R g 。
(2)电压表、电流表的改装电流表、电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。
它们的改装原理见下表:知识点 电源的电动势和内阻 Ⅰ1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于□01非静电力把1 C 的正电荷在□02电源内部从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式:E =□03W q。
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
(4)特点:大小由□04非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关。
2.内阻:电源内部也是由导体组成,也有电阻,叫做电源的□05内阻,常用r 表示,它是电源的另一重要参数。
知识点闭合电路的欧姆定律 Ⅱ1.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成□01正比,跟内、外电路的电阻之和成□02反比。
(2)公式①I =□03E R +r (只适用于纯电阻电路); ②E =□04U 外+Ir (适用于所有电路)。
2.路端电压与外电阻的关系3.路端电压跟电流的关系 (1)关系式:U =□08E -Ir 。
(2)用图象表示如图所示,其中纵轴截距为□09电动势,横轴截距为□10短路电流,斜率的绝对值为□11电源的内阻。
4.电路的功率和效率 (1)电源的功率P 总=□12EI 。
(2)电源内部损耗功率P 内=□13I 2r 。
(3)电源的输出功率P 出=□14UI 。
(4)电源的效率η=P 出P 总×100%=□15U E×100%。
一 思维辨析1.无论是串联电路还是并联电路,只要其中电阻变大,总电阻就变大。
( ) 2.电流计改装电压表时,串联的电阻越大,改装的电压表的量程越大。
( ) 3.电源的电动势与外电路无关,由电源中非静电力的性质决定,但与电源的体积有关。
( )4.闭合电路中外电阻越大,路端电压越大。
( ) 5.外电阻越大,电源的输出功率越大。
( ) 6.电源的输出功率越大,电源的效率越高。
( ) 答案 1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.×二 对点激活1.(人教版选修3-1·P 45·T 3改编)(多选)下列关于电池的说法正确的是( ) A .同一种干电池,旧电池比新电池的内阻大、容量小B .电源电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示电源内部静电力的功率C .1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大D .当通过同样的电荷量时,电动势为2 V 的蓄电池比电动势为1.5 V 的干电池提供的电能多答案 AD解析 同一种干电池,不论是1号还是5号,其电动势皆为1.5 V ,但体积大的电池容量较大;电池使用时间越长,容量越小,内阻越大,故A 正确,C 错误。
电源的电动势表示的是非静电力做功的本领,也就是电源将其他形式的能转化为电能的本领,非静电力做的功大小等于电源将其他形式的能转化为电能的多少,W =Eq ,电动势越大,通过相同的电荷量时非静电力做的功越多,电源提供的电能越多,电动势E 与通过电源的电流I 的乘积EI 表示在电源内部非静电力的功率,故B 错误,D 正确。
2. (人教版选修3-1·P 52·T 4改编)如图是有两个量程的电压表,当使用a 、b 两个端点时,量程为0~10 V ,当使用a 、c 两个端点时,量程为0~100 V 。
已知电流表的内阻R g 为500 Ω,满偏电流I g 为1 mA ,则电阻R 1、R 2的值为( )A .9500 Ω 90000 ΩB .90000 Ω 9500 ΩC .9500 Ω 9000 ΩD .9000 Ω 9500 Ω答案 A解析 接a 、b 时,由串联电路特点有R 总=R 1+R g =U 1I g 得R 1=U 1I g-R g =9500 Ω。
接a 、c 时,同理有R 总′=R 1+R 2+R g =U 2I g 得R 2=U 2I g-R g -R 1=90000 Ω。
3.(人教版选修3-1·P 63·T 1改编)一个电源接8 Ω电阻时,通过电源的电流为0.15 A ,接13 Ω电阻时,通过电源的电流为0.10 A ,则电源的电动势和内阻分别为( )A .2 V 1.5 ΩB .1.5 V 2 ΩC .2 V 2 ΩD .1.5 V 1.5 Ω答案 B解析 由闭合电路欧姆定律得E =I 1(R 1+r ),E =I 2(R 2+r ),代入数据联立得r =2 Ω,E =1.5 V 。
4.如图所示的三个电路图,________是串联电路,________是并联电路。
答案 A B 、C解析 判断电路是串联的还是并联的,最好的办法是从图中电源的正极出发,用铅笔轻轻地沿电流的路径“走”上一圈,回到电源的负极。
在这一圈中,如果一直没有“分岔”,即出现支路,则为串联电路;如果“分岔”,各支路电流汇合后又流回负极,则为并联电路。
5.(人教版选修3-1·P 63·T 5改编)用电动势为1.5V 、内阻为1.0 Ω的干电池5节串联,给一个“6.0 V 0.6 W”的用电器供电。
(1)求该用电器的额定电流;(2)若要使该用电器在额定电压下工作,电路中还需要串联一个阻值多大的电阻? (提示:串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和;串联电池组的内阻等于各个电池内阻之和。
)答案 (1)0.1 A (2)10 Ω解析 (1)用电器的额定电流I 0=P 0U 0=0.66A =0.1 A 。
(2)设5节干电池串联,总电动势为E ,总内阻为r ,串联的电阻阻值为R ,其两端电压为U ,则E =5E 0=5×1.5 V=7.5 V ,r =5r 0=5×1 Ω=5 Ω,根据闭合电路欧姆定律得E =I 0(R +r )+U 0,代入数据解得R =10 Ω。
考点细研 悟法培优考点1 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)。
(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)在如图甲所示分压电路中,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。
(4)在一个定值电阻R 和一个可变电阻R 0组成的如图乙所示的电路中,若R 0≥R ,则当两个并联支路的电阻值相等时,a 、b 两端的总电阻最大;若R 0<R ,则两支路电阻值越接近,a 、b 间的总电阻越大。
即“阻差小,总阻大;阻差大,总阻小”。
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 →变化支路。
(2)“串反并同”结论法①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
即:⎭⎪⎬⎪⎫U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→⎩⎪⎨⎪⎧U 并↑I 并↑P 并↑(3)极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题,可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况,此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化,滑片移动过程中是否有极值情况出现。
(4)特殊值法对于某些电路问题,可以代入特殊值进行判定,从而得出结论。
例1 (多选)如图所示,四个电表均为理想电表,当滑动变阻器的滑动触头P 向左端移动时,下列说法中正确的是()A .电压表V 1的读数减小,电流表A 1的读数增大B .电压表V 1的读数增大,电流表A 1的读数减小C .电压表V 2的读数减小,电流表A 2的读数增大D .电压表V 2的读数增大,电流表A 2的读数减小 解题探究 画出等效电路。
提示:尝试解答 选BC 。
当滑动变阻器的滑动触头P 向左端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,干路中的电流减小,电源内阻及R1分的电压减小,电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小,A错误,B正确;由于电压表V1的读数增大,由部分电路欧姆定律可得通过R3的电流增大,则电流表A2的读数增大,由I1=I R3+I R2可知通过R2的电流减小,则电压表V2的读数减小,C正确,D错误。
总结升华电路动态分析的一般步骤(1)弄清局部电路变化所引起的局部电路电阻的变化。
(2)根据局部电路电阻的变化,确定整个电路的外电阻如何变化。
(3)根据闭合电路欧姆定律I总=ER外总+r,确定电路总电流如何变化。
(4)由U内=I总r确定电源内电压如何变化。
(5)由U=E-U内确定路端电压如何变化。
(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。
[变式1-1] (2019·福建福州期末质检)(多选)如图所示,电源电动势E和内阻r 一定,R1、R2是定值电阻,R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增大而变小),电流表和电压表均为理想电表。
闭合开关,当照射到R3的光照强度变化时,R2功率变大,以下判断正确的是( )A.电流表示数一定变小B.电压表示数一定变小C.R3的功率一定变大D.照射到R3的光照强度一定增大答案BD解析由于R2功率变大,根据P=I2R可知通过R2的电流增大,根据“串反并同”可得R3的阻值减小,照射到R3的光照强度一定增大,电路总电阻减小,电路总电流增大,电源内电压增大,路端电压减小,所以电压表示数减小,电流表示数增大,故B、D正确,A错误;R3的阻值减小,通过R3的电流增大,由于R3与r、R1、R2的定量关系不确定,R3的功率变化无法确定,不一定变大,故C错误。
[变式1-2] 如图所示,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。
闭合开关,电路稳定后,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,下列说法错误的是( )。