2019届高考物理江苏专版一轮复习课件：第七章 第2节 闭合电路欧姆定律及其应用

1.5 W，A正确。 答案：A
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3．[多选]一个T形电路如图所示，电路中
的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40
Ω。另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计。
则
()
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V
的绝对值
D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量 的绝对值
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解析：P向a移动，R2连入电路的电阻减小，根据“并同串 反”可知V2示数减小，V1示数增大，U内增大，A正确；同 理，B错误；由E＝U内＋U外＝U内＋UV1＋UV2，电源电动势 不变可得：U内示数改变量绝对值与V1示数改变量绝对值之 和等于V2示数改变量绝对值，C正确；同理，D错误。 答案：AC
[答案] R＝0 P0max＝8 W
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[多维探究]
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[变式1] 例题中条件不变，求当电阻箱R读数为多少时， 电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值。
解析：这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以 上结论，当R＝R0＋r即R＝(1＋0.5) Ω＝1.5 Ω时，PRmax＝ 4r＋E2R0＝4×621.5 W＝6 W。
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
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解析：当cd端短路时，R2与R3并联再与R1串联，ab之间 的等效电阻为40 Ω，A正确；同理可得B错误；当ab两 端接通测试电源时，R1、R3串联，R2无效，cd两端的电 压就等于R3分得的电压，可以求得为80 V，C正确；同 理可得D错误。 答案：AC
方法二：采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源
R1∶R2＝1∶3，A正确；根据公式R＝ρ
l S
可得，把A拉长为原
来的3倍后，横截面积减小为原来的13，所以电阻变为原来的9
倍，B错误；串联电路电流相等，将A与B串联后接于电源
上，根据公式P＝I2R可得，消耗的功率之比P1∶P2＝1∶3， C正确；并联电路电压相等，电流之比等于电阻之反比，所
以将A与B并联后接在电源上，通过二者的电流之比I1∶I2＝ 3∶1，D错误。 答案：AC
答案：R＝1.5 Ω PRmax＝6 W
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[变式2] 在例题中，若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并
求这个最大值。
解析：把R0＝5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内
阻r等为6 Ω，而电阻箱R的最大值为3 Ω，小于6 Ω，P＝R＋Er等
示导体A的电阻，设为R1，图线2表示导体 B的电阻，设为R2，则下列说法正确的是
() A．R1∶R2＝1∶3 B．把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2 C．将A与B串联后接在电源上，二者消耗的功率之比P1∶
P2＝1∶3 D．将A与B并联后接于电源上，通过二者的电流之比I1∶
I2＝1∶3
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解析：根据I-U图像知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以
不能忽略，电流表、电压表均可视为
理想电表，在滑动变阻器R的触头从a
端滑到b端的过程中
()
A．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数增大
B．电压表V的示数先增大后减小，电流表A的示数减小
C．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数增大
D．电压表V的示数先减小后增大，电流表A的示数减小
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解析：当滑动头从a端滑到中点时，变阻器左右并联的电阻 增大，分担的电压增大，变阻器右边电阻减小，则通过电流 表的电流增大。外电路总电阻增大，干路电流减小，电源的 内电压减小，路端电压增大，则电压表的示数增大；当滑动 头从中点滑到b端时，变阻器左右并联的电阻减小，分担的 电压减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，而通过变阻 器左侧的电流减小，则通过电流表的电流增大。电源的内电 压增大，路端电压减小。所以电压表的示数先增大后减小， 电流表示数一直增大，故A正确。 答案：A
第2 节
闭合电路欧姆定律及其应用
1 课前回顾·基础速串 2 课堂提能·考点全通 3 课后演练·逐点过关
课 前 回顾·基础速串
宏观整合，微观提醒，回顾旧知短平快
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宏观 ·循图忆知
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微观·易错判断
(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的
物理量。
(√ )
(2)电动势就等于电源两极间的电压。
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[典例] 如图所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 Ω， 保护电阻R0＝0.5 Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，保护电阻 R0消耗的电功率最大，并求这个最大值。
[解析]
保护电阻消耗的功率为P0＝
E2R0 r＋R＋R02
，因R0
和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R＝0
时，P0max＝rE＋2RR002＝621×.502.5 W＝8 W。
B．通过R3的电流减小 D．R消耗的功率减小
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解析：当R处温度降低时，热敏电阻RT阻值变大，由闭合 电路欧姆定律可知，左侧电路中的电流减小，通过小灯泡 L的电流减小，小灯泡L的光照强度减小，光敏电阻RG的 阻值变大，对右侧电路，由闭合电路欧姆定律可知，通过 R2的电流变小，右侧电路中的电源E2的路端电压变大，R 两端电压变大，通过R的电流也变大，R消耗的功率变 大，通过R3的电流变小，选项B、C正确。 答案：BC
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能力解法一(结论法)：由于R3减小，R2与R3并联，则
U2、I2均减小，而UC＝U2，Q＝CUC知Q减小，C错误；Uab＝
U2＝φa－φb＝φa减小，D正确；因为R1间接与R3串联，故I1、
U1均增大，故
示数增大，A错误；根据IA＝I1－I2知IA增
大，B正确。
能力解法二(极限法)：设滑片P滑至b点，则R3＝0，φa＝ φb＝0，D正确；R2上电压为零，则C上电压也为零，Q＝0， C错误；当R3＝0时，总电阻最小，总电流最大，R1上电压最 大，故A错误；由于IA＝I1－I2，此时I1最大，I2＝0最小，故 IA最大，B正确。
串联电路
并联电路
电流
I＝I1＝I2＝…＝In
电压
UR11＝UR22＝…＝URnn
总电阻 R总＝R1＋R2＋…＋Rn
I＝I1＋I2＋…＋In I1R1＝I2R2＝…＝InRn
U1＝U2＝…＝Un R1总＝R11＋R12＋…＋R1n
功率分配
RP11＝RP22＝…＝RPnn
P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
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(二)3法比较 (1)“程序法”：较繁琐，准确度高，学生易掌握。 (2)“结论法”：较简单，要求学生要准确判断电路中各 元件的串、并联关系。 (3)“极限法”：较简单，仅适用于物理量单调变化的情 况，如果电阻先增大后减小或先减小后增大，则不宜用该方 法。
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[集训冲关]
1．(2018·苏州期末)如图所示，电源内阻
2R＝
E2 R－Rr等2＋4r等
，则不能满足R＝r等，当电阻箱R的电阻取3
Ω时，R消耗功率最大，最大值为：P＝R＋Er等2R＝43 W。 答案：R＝3 Ω P＝43 W
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[变式3] 例题中条件不变，求电源的最大输出功率。
解析：由电功率公式P出＝
E R外＋r
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2．三个有用的结论 (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。
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[题点全练] 1．[多选](2018·盐城模拟)如图所示，图线1表
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突破点(三) 闭合电路的功率及效率问题(多维探究类)
电源总功率
电源内部消耗 的功率
电源的输出功 率
任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝RE＋2 r
P内＝I2r＝P总－P出
任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝RE＋2Rr2
P出与外电阻R 的关系
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解析：方法一：PR＝
U2 R
，根据闭合电路欧姆定律，路端
电压
R0R U＝E·r＋R0R＋R0＋0RRR＝rR0＋ErRR0＋R R0R，
所以PR＝rR0＋Er2RR0＋2RR0R2，
代入数据整理得PR＝R4 ＋91R6＋12，
当R＝23 Ω时，R上消耗的功率最大，PRmax＝23 W。
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即：
U串↓
U并↑
I串↓ ←R↑→I并↑
P串↓
P并↑
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。
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[典例] [多选](2018·大连模拟)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
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2．(2018·宁德质检)电阻R1和R2分别标有
“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω 0.5 A”，将它们串联后接入电路
中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A．1.5 W
B．3.0 W
C．5.0 可知，两电阻串联后能通过的最大电流为I
＝0.5 A，则电路允许消耗的最大电功率为P＝I2(R1＋R2)＝
电源的效率
任意电路：η＝PP出总×100%＝UE×100%
纯电阻电路：η＝R＋R r×100%
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由P出与外电阻R的关系图像可知 ①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝E4r2。 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时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2， 且R1R2＝r2。
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突破点(二) 闭合电路的动态分析(方法模型类)
1．程序法
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。
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(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。
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2．[多选](2018·湖北省公安县期末)如图所
示电路中，电源内阻不能忽略，两个电
压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的
滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列
判断正确的是
()
A．P向a移动，V1示数增大、V2的示数减小 B．P向b移动，V1示数增大、V2的示数减小 C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量
阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，
为理想电流表和
电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下
列说法中正确的是
()
A．电压表示数减小 C．电容器C所带电荷量增多
B．电流表示数增大 D．a点的电势降低
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[方法应用] (一)由题明 3 法 基础解法(程序法)：P 由 a 端向 b 端滑动，其阻值减小，则 总电阻减小，总电流增大，电阻 R1 两端电压增大， 示数变大， A 错误；电阻 R2 两端的电压 U2＝E－I 总(R1＋r)，I 总增大，则 U2 减小，I2＝UR22，I2 减小， 的示数 IA＝I 总－I2 增大，B 正确； 由于电容器的电压 UC＝U2 减小，由 Q＝CUC 知 Q 减小，C 错误； Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故 φa 降低，D 正确。
2R外＝
E2 R外R－外 r2＋4r
，当
R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω时，P出max＝E4r2＝4×621
W＝9 W。 答案：9 W
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[变式4] 如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝1 Ω， 电阻R0＝2 Ω，可变电阻的阻值范围为0～10 Ω。求可变电阻 为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？
(× )
(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小。
(× )
(4)在闭合电路中，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。
(×)
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课 堂 提能·考点全通
易点速过，难点精研，时间用到增分点上
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突破点(一) 电阻的串、并联(自主悟透类)
1．串、并联电路的特点
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3．[多选](2017·黄山二模)某温度检测、光电控制加热装置原
理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高阻值减小)，
用来探测加热电阻丝R的温度，RG为光敏电阻(随光照强
度增大阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除RT、RG外，
其他电阻均为定值电阻。当R处温度降低时
()
A．L变亮 C．E2的路端电压增大