第8讲-电路专题—(考情+知识+典例+真题)2021届上海物理高考专题复习讲解课件

R1
R2
U
A4
R3 A3
A5
R4
R5
新的基础概念： 1．外电路和内电路：电源外部的电路为外电路，外电路的电压称为外电压或路端电压；电源内部的 电路为内电路，内电路的电压成为内电压。 2．电源电动势：单位正电荷流过电源时非静电力做的功（即提供的电能）叫做电源的电动势。用E 表示，单位为V。电动势是标量。 如。 （1）电动势1.5V的物理意义是当1库正电荷从负极经内电路移动到正极时，能够把1.5J的其它形式 的能转化为电能电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的能力的大小。电压反映的是将电能 转化为其他形式的能的能力。可见电动势与电压正好反映了两个相反方向的能量转化过程。 （2）电源的电动势仅取决于电源本身，与接入的外电路无关，与接不接入外电路无关。 （3）电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压，等于内外电路的电压之和。 3．电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，叫电源的内电阻，简称内阻。符号：r 单位：Ω 物理意义：电源本身对电流的阻碍作用。内阻由电源本身特性决定，与外电路无关。 电源内电阻是纯电阻，电流流过电源时对电源做的功完全转化为内能。当电流过大，产生大量电热， 使电源温度升高，从而会损坏电源。
【答案】D
例5、一节干电池的电动势为1.5V，这表示该电池（ ） A、能将1.5J的化学能转变成电能 B、接入电路工作时两极间的电压恒定为1.5V C、它存储的电能比电动势为1.2V可充电电池存储的电能多 D、将1C电量的电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功 【答案】D
例6、关于电动势，下列说法中正确的是 ( ) A、在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加 B、对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大 C、电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多 D、电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多
(3) P=P1+P2+ P3 +···= U I (适用范围:各种类型电路)
(4)并联用电器:总电压满足用电器中最小的额定电压
例1. 如图所示电路中a、b两端电压Uab不变，已知 R1=R3=R5=5Ω,电压表示数V1=6.5V,V2=3.5V.不考虑电表 内阻对电路的影响，求电流表的示数IA。
1.n个相同电源串联,每个电动势为0,内电阻为r0, 电动势为=n 0 等效内电阻为r= n r0 2.n个相同电源并联,每个电动势为0,内电阻为r0, 电动势为 = 0 等效内电阻为r = r0 /n
则等效 则等效
3.一个电动势为0,内电阻为r0的电池与一个电阻R0串联组 成的等效电源的等效电动势为 = 0 等效内电阻为r = r0 + R0
C
9.2.5 串联电池组
B
考情分析
考纲解读与考 点分析
题型与分值018年
题号
分值
题号
分值
18
10
12
4
2019年
题号
分值
17
4
考点分布
测电源电动势及内阻
动态电路
闭合电路欧姆定律
复习策略
从整体试卷来看，多以选择、填空题及实验题的形式出现，所占分值不 大。此章节重难点是混联电路的化简及其动态，和测电源电动势及内阻 的DIS实验。注意节点法与等效的应用。
,r’
,r
R1
B
R2
A
K
R3
例7.如图所示虚线框内有一电源（电动势为= 18V，内电阻为r=3） 和一个电阻R，且R=6 。现在ab间接一定值电阻，该电阻阻值为多少 欧时，其电功率最大，并求此最大电功率。
【答案】 2 ，18W
提示：将虚线框看作一个等效电源，a,b便是该等效电
a
源的两个极。则该等效电源的电动势’= _1_2__V_，内
R1 R2 R3
②I=I1=I2=I3= ···
U
(2)三个重要性质: (适用范围:纯电阻电路)
①R=R1+R2+R3+··· ②U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3= ···=I ③P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3= ···=I2 (3) P=P1+P2 + P3 +···= U I (适用范围:各种类型电路) (4)串联用电器:总电流满足用电器中最小的额定电流
2.并联电路: (1)两个基本特点: (适用范围:各种类型电路)
①U=U1=U2=U3=··· ②I=I1+I2+I3+ ··· (2)三个重要性质: (适用范围:纯电阻电路)
R1
。 R2 。
R3
①1/R=1/R1+1/R2+1/R3+···
U
②IR=I1R1=I2R2=I3R3= ···=U
③PR=P1R1=P2R2=P3R3= ···=U2
注：两等势点间的电阻可省去或视作短路。
等势法：以图2为例。 设电势A高B低，由A点开始，与A点等势 的点没有，由此向下到C点，E点与C点等势， 再向下到D点，F、B点与D点等势，其关系 依次由图3所示。
例3.如图所示,电阻R1=10，R2=4 ，R3=6 ，R4=3 ， 电压UAB=12V且保持不变，如在a,b间接一内电阻很大的 电压表，其读数为__9__V，流过R3的电流方向为__d___c__.如 在a,b间接一不计内阻的电流表，其读数为_3_._3_A。流过R3 的电流方向为_c_____d_.
【答案】AC
二、闭合电路欧姆定律： 内容：闭合电路里的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
I E Rr
适用条件：纯电阻电路。 在闭合电路里，电源电动势等于内、外电压之和，即：E=U外+U内。
路端电压与外电阻的关系：
（1）当外电阻 R 增大时，根据 I E 可知，电流 I 减小（E 和 r 为定值），内电压 Ir 减小， Rr
若外电路为纯电阻电路，还有 P出=I2R
2、电源效率 在电路中，电源的有用功率一般指外功率。
（4）电源的效率： P U R （最后一个等号只适用于纯电阻电路） PE E R r
P出
电源的输出功率 P E 2 R 4Rr E 2 E 2
R r2 R r2 4r 4r
Pm
①当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为 Pm
例3、关于电源电动势的说法，正确的是（ ） A.非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功等于电源的电动势 B.电场力把正电荷从电源正极移送到负极所做的功等于电源电动势 C.电源把其它形式的能转化为电能越多电动势就越高 D.电源电动势一定等于路端电压
【答案】A
例4、在闭合电路中，下列叙述正确的是( ) A.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 B.当外电路断开时，路端电压等于零 C.当外电路短路时，电路中的电流趋近于∞ D.当外电阻增大时，路端电压也增大
根据 U=E-Ir 可知路端电压 U 增大。
特例：当外电路断开时，R=∞，I=0，Ir=0，U=E。
（2）当外电阻 R 减小时，根据 I E 可知，电流 I 增大（E 和 r 为定值），内电压 Ir 增大， Rr
根据 U=E-Ir 可知路端电压 U 减小。
特例：当外电阻 R=0（短路）时， I E ，内电压 Ir E ，路端电压 U=0。 r
E2 4r
P1=P2 O R1 R=r R2
R
η＝ R ＝ 1 ，当 R 增大时，效率 η 提高，当 R＝r，电源有最大输出功率时，效率仅为 50%，效率并 R r 1 r R
不高。
②当外电阻分别为R1和R2，且R1R2=r2时电源有相同的输出功率P1=P2
例题精讲
3、等效电源的电动势及内阻
电阻r’=_2____
R , r
b
等效电源的电动势’为a,b两端不接用电器时的电压
’= R/(R+r)=12V
等效电源内电阻r’为从a,b两端向里看时的电阻 r’=Rr/(R+r)= 2
规律小结 等效电动势，等效内电阻
原则:等效电动势为系统输出端不接外电路时两端的电压;
等效内电阻为从系统输出端向里看的总电阻.
R1
R2
A UAB c
R3 d
B a
R4
b
例2.如图所示,有五个阻值都为12的电阻,与五个相同的 理想电流表组成的电路.接入恒定电压U=42V的电源两端, 则每个电流表的示数分别为多少?
答:I A1 =1.5A I A2 =1A I A3 =0.5A I A 4=2A I A 5=2.5A
A1
A2
目录
目录
1
考情分析
2
知识讲解
3
例题精讲
4
真题拾遗
考情分析
基础型课程 拓展型课程
电路学习内容
学习水平
9.1.1 简单的串联、并联组合电路及其应用
C
9.1.2 电功 电功率
B
9.1.3 电能的利用
A
9.2.1 电动势
B
9.2.2 闭合电路中的能量转化
A
9.2.3 闭合电路的欧姆定律
C
9.2.4 用DIS侧低昂电源电动势及内阻（学生实验）
V1
答: IA=2A
R2
R3
R1
V2
R4
A
R5
a
b
例2.如图所示,有五个阻值都为12的电阻,与五个相同的 理想电流表组成的电路.接入恒定电压U=42V的电源两端, 则每个电流表的示数分别为多少?
需要先简化电路图
A1
A2
R1
R2
U
A4
R3 A3
A5
R4
R5
一、混联电路的化简：“节点法” “节点法”化简复杂混联直流电路的具体方法： 1. 在原电路中标识出端点、节点。 2. 正确判断出相同节点。 3. 电流表视为短路，化简前先用导线代替，化简后再对应位置接入。电压表视为断路，化简前直接去掉，化简后对
提示:1.可变电阻上的最大功率的条件为可变电阻的值等于 (或接近)等效电源内电阻的值. 2.固定电阻上的最大功率 的条件为固定电阻上的电压或电流为最大值
知识讲解
基础概念回顾
一.电路中的物理量
1.电流I：定义: I=q/t (1库=1安·秒)（有方向,非矢量）
2.电压U：定义: U=W/q (1伏=1焦/库) 3.电阻R：定义: R=U/I (1欧=1伏/安) (纯电阻定义) 4.电阻定律：R= L/S (随温度变化) 5.欧姆定律： I=U/R (适用范围:纯电阻电路) 6.电功W：定义:W=UIt(适用范围:各种类型电路) 计算公式:W=U2t/R=I2 Rt(适用范围:纯电阻电路)
1、闭合电路中的电功率： 闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路的反映.
（1）电源的总功率： P=EI=I（U+U
若外电路是纯电阻电路，还有 P=I2（R+r)= E 2 Rr
（2）电源内部消耗的功率：
U 2
P 内=I2r=U′I=
r
（3）电源的输出功率： P出=P总-P内=EI-I2r=UI
应位置接入即可。 4. 化简过程：在草稿纸上罗列原电路中的端点和节点，关键步骤为：
①端点和节点的标识字母与原电路中的一一对应。 ②端点标在两端，节点标在中间。 ③相同节点必须标在同列，并用导线联接。 ④把原电路中的元件分别对应联入排列好的端点和节点间，连接时以美观、直观的连接方法原则，不出现斜线连 接的情况。 ⑤所以元件联接完成后，电路结构就会一目了然。
4.一个电动势为0,内电阻为r0的电池与一个电阻R0并联组 成的等效电源的等效电动势为 = 0 R0/( r0 + R0) 等效内 电阻为r = R0 r0/ ( r0 + R0)
例8.如图所示电路中,变阻器R1的变化范围为0-10欧姆,电源电动势 =6伏. 电源的内电阻r=1 ,电阻R2 =5. R3 =4.求:(1) R1 取何值时, R1 有最大 功率?此时R1 的最大功率为多少? (2) R1 取何值时, R2 或R3有最大功率? (3) R1 取何值时,电源 有最大输出功率?此时电源的最大输出功率为多少
例4.如图所示的电路中，已知电源电动势 =10伏， 内阻r=0.4欧， R1=3.6欧，当开关K断开和闭合时，A,B间电路消耗的电功率都为4瓦。 求(1) R2，R3 (2)当开关K断开和闭合时,通过R2的电流各为多少.
提示:1.等效电源内阻r’= r+ R1 2.. R2R并=r’2时电源有相同的 “输出功率” 答: (1) R2 =16欧;R3= 16/15欧 (2)当开关K断开时I2=0.5安 K闭合时I’2=0.125安
7.电功率P：定义:P=UI(适用范围:各种类型电路) 计算公式:P=U2/R=I2 R(适用范围:纯电阻电路)
8.焦耳定律： (电热) Q= I2 Rt (适用范围:各种类型电路 中由电阻产生的热量)
二.电路中的串、并联关系
1.串联电路: (1)两个基本特点: (适用范围:各种类型电路)
①U=U1+U2+U3+···