高考物理一轮复习部分电路的规律
高考物理一轮复习恒定电流电路的基本概念与规律习题新人教
第八章第1讲电路的基本概念与规律1．(2020·湖南株洲质检)如图所示为某控制电路的一部分，已知AA′的输入电压为24V，如果电阻R＝6kΩ，R1＝6kΩ，R2＝3kΩ，则从BB′不可能输出的电压是导学号 21992527( D )A．12V B．8VC．6V D．3V[解析] 根据串、并联电路的知识可知，当仅S1闭合时，有U BB′U AA′＝R1R1＋R＝12，解得U BB′＝12V，选项A 是可能的；当S1、S2均闭合时，有U BB′U AA′＝R1R2R1＋R2R＋R1R2R1＋R2＝14，解得U BB′＝6V，选项C是可能的；当仅S2闭合时，U BB′U AA′＝R2R2＋R＝13，解得U BB′＝8V，选项B是可能的，所以选项D是不可能的。
2．(2020·浙江模拟)如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机。
小灯泡L上标有“9V 9W”字样，电动机的线圈内阻R M＝1Ω。
若灯泡正常发光时，电源的输出电压为15V，此时导学号 21992528( B )A．电动机的输入功率为36W B．电动机的输出功率为5WC．电动机的热功率为6W D．整个电路消耗的电功率为15W[解析] 灯泡正常发光，则电路中电流为I＝I L＝P LU L＝1A，电动机两端的电压为U M＝U－U L＝15V－9V＝6V，，故电动机的输入功率为P入＝U M I＝6×1W＝6W；电动机的热功率为P Q＝I2R M＝12×1W＝1W，电动机的输出功率为P出＝P入－P Q＝6W－1W＝5W，故B正确，A、C错误；电源的输出电压为15V，电源内阻不可忽略，已知电路电流，无法求出电源的电动势，所以无法求出整个电路消耗的电功率，故D错误。
3．(2020·北京朝阳区一模)骑自行车有很多益处，可缓解交通压力，可节能减排；骑自行车时，人做功要消耗体能，还可强身健体。
成人在平路上骑自行车时所受阻力约为20N。
人教版新高考物理一轮总复习--电路的基本概念和规律
的长度,S 是垂直电流方向的横截面积,ρ 是材料的电阻率。
Δ
Δ
2.对线性元件 R= = Δ ;对非线性元件 R= ≠ Δ ,即非线性元件的电阻不等
于 U-I 图像某点切线的斜率。
3.某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点。
(1)导体的电阻率不变,因其由导体材料本身决定。
不一定小。
(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关。
2.公式 R= 与 R= 的比较
比较项
l
R= S
意义
电阻的决定式
理解
U
R=
I
电阻的定义式
提供了一种测量电阻的方法(伏
说明导体的电阻由 ρ、l、S 决定,
安法),不能认为 R 与 U 成正比,
即与 l 成正比,与 S 成反比
与 I 成反比
只适用于粗细均匀的金属导体或
2
B.
D.
解析:金属棒的电阻
R=ρ ,金属棒中的电流
故棒两端电压 U=IR=ρnevl,电场强度大小
I=neSv,
E= =ρnev,选项
C 正确。
2.如图所示,M和N是形状相同的玻璃容器,厚度相同,上、下表面为正方
形,但M和N的尺寸不同,M、N的上表面边长关系为a1>a2。现将相同的电
4.本章中物理实验较多,实验难度较大,学习时要注意熟练掌握相关的实验
原理,加强对基本仪器使用方法的掌握,重视实验原理与方法的迁移,重视
科学探究素养的提升。
内
容
索
引
01
第一环节
必备知识落实
02
第二环节
高考物理一轮总复习(固考基+抓细节+重落实)7-2 电路 电路的基本规律课件(含13高考、14模拟)
(4)由 U 内＝I 总 r 确定电源的内电压如何变化． (5)由 U 外＝E－U 内确定路端电压如何变化． (6) 由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的 电压如何变化．
【迁移应用】 1. (多选)(2012· 北京西城期末)电源、开关 S、定值电阻 R1、光敏电阻 R2 和电容器连接成如图 7－2－7 所示的电路， 电容器的两平行板水平放置．当开关 S 闭合，并且无光照射 光敏电阻 R2 时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的 M 点．当用强光照射光敏电阻 R2 时，光敏电阻的阻值变小，则 ( )
并联分流 I 总的变化→ U 端的变化→固定支路 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． U并↑ U串↓ I串 ↓ ← R↑→I并 ↑ P并↑ P串↓
第2讲
电路
电路的基本规律
电路的串联、并联 1．特点对比
串联 电流 I＝ I1＝I2＝…＝In 电压 U＝
并联 I＝ I1＋I2＋…＋In U＝ U1＝U2＝…＝Un
1 1 1 1 R ＋R ＋„＋R 2 n ＝ 1 R
U1＋U2＋…＋Un
R1＋R2＋…＋Rn 电阻 R＝
2.两个重要的结论 (1)串联电路的总电阻 大于 电路中任意一个电阻，电路 中任意一个电阻值变大或变小时， 串联的总电阻变大或变小． (2)并联电路的总电阻 小于 电路中任意一个电阻，任意 一个电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小 ．
部分电路欧姆定律 1．内容 导体中的电流跟导体两端的电压 U 成 正比 ，跟导体的 电阻 R 成 反比． U I＝ R 2．公式： 3．适用条件 适用于 金属导体 和 电解质溶液 导电， 适用于 纯电阻 电 路．
2024版高考物理一轮复习专题基础练专题九恒定电流考点1电路的基本概念和规律作业课件
C.3.5×侧的电势差从-70 mV变为30 mV,则流过该细胞膜的电荷量为q=C·ΔU=1×10-8×[30-(-70)]×10-3 C=
1×10-9 C,则电流的平均值为I= =
1×10−9
2×10
-7 A,D正确,ABC错误。
A=5×10
动机提供的牵引力大小为F=f+mg=5 N+2×10 N=25 N,所以vm=
输
=
33.6
25
方向起飞时电动机提供的牵引力恒为28 N,则无人机的加速度大小为a=
时,无人机的速度大小为v= 输′ =
确。
33.6
28
m/s=1.344 m/s,故C错误;若无人机沿竖直
′−−
=1.5
m/s2,当电动机达到额定功率
热功率P=I2R=7.5×10-2 W,故B错误;由题图甲可知电解液长为L=a=0.4 m,横截面积为S=bc=0.02 m2,当电压U=15 V
时,根据R=ρ,解得ρ=150 Ω·m,故C正确;由题图乙可知,电压增大,电解液的阻值减小,所以电解液的电阻率随电压
的增大而减小,故D正确。
经典3+2
经典3+2
答案
5.AD 6 000 mAh表示智能电池充满一次电后所储存的电荷量,所以该无人机充满一次电能正常工作的时间为
t=
=
6000×10−3
4
h=1.5 h,故A正确;该无人机的额定功率为P额=UI=12×4 W=48 W,故B错误;电动机的输入功率为
P入=P额-P=48 W-6 W=42 W,输出功率为P输=ηP入=80%×42 W=33.6 W,该无人机以最大速度vm竖直上升飞行时,电
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 。
高考物理第一轮复习__闭合电路欧姆定律
0U E O I I 第Ⅱ单元 闭合电路欧姆定律●知识梳理 1.电动势（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.（2）大小：等于电路中通过1 C 电荷量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E =U 外+U 内.2.闭合电路的欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I = r R E+.常用表达式还有：E = IR ＋Ir =U +U ′和U = E －Ir .3.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：（1）外电路的电阻增大时，I 减小，路端电压升高； （2）外电路断开时，R =∞，路端电压U =E ；（3）外电路短路时，R =0，U =0，I =r E（短路电流）.短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r 一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾.4.路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U =E －Ir ，E 和r 可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U 与总电流I 的关系图线，如图10－2－1所示.依据公式或图线可知：（1）路端电压随总电流的增大而减小.（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E .在图象中，U －I 图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I =r E .图线斜率绝对值在数值上等于内电阻. （4）电源的U －I 图象反映了电源的特征（电动势E 、内阻r ）. 5.闭合电路中的几种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中的反映. 由E =U ＋U ′可得EI =UI +U ′I 或 EIt = UIt +U ′It（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 =I 2（R +r ）=rR E +2（2）电源内部消耗的功率：P 内=rU I U r I 22'='=（3）电源的输出功率：P 出= P 总－P 内= EI －I 2r = UI 若外电路为纯电阻电路，还有P 出=I 2R . ●疑难突破电源的输出功率为P 出=I 2R =R R r E 22)(+=Rr r R R E 4)(22+-=rR r R E 4/)(22+-，当R =r 时，P 出有最大值，即P m =R E 42=r E 42.P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图10－2－2的图象定性地表示.由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R 1和R 2.由图象还可知：当R ＜r 时，若R 增加，则P 出增大；当R ＞r 时，若R 增大，则P 出减小.值得注意的是，上面的结论都是在电源的电动势和内电阻r 不变的情况下适用.r PR 12出R PRO 153VE ,r R R R 112342R R R R L E S L Aa 1132R R R L E Sc132Er RR S R A ABCE rP RG电源的效率η=)(22r R I R I +=r R R+=Rr +11，所以当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%，效率并不高.●典例剖析【例1】 （2002年全国）在如图10－2－3所示的电路中R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r 0.设电流表A 的读数为I ，电压表V 的读数为U .当R 5的滑动触点向图中a 端移动时A.I 变大，U 变小B. I 变大，U 变大C.I 变小，U 变大D.I 变小，U 变小 说明：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，应根据电路的结构，由局部到整体的思路，得到总电流的变化情况，然后再由局部分析出电压和支路电流的变化情况.【例2】 （2001年上海）如图10－2－4所示的电路中，闭合电键，灯L 1、L 2正常发光.由于电路出现故障，突然发现灯L 1变亮，灯L 2正变暗，电流表的读数变小.根据分析，发生的故障可能是A.R 1断路B.R 2断路C.R 3短路D.R 4短路【例3】 如图10－2－6电路中，电阻R 1=9 Ω，R 2=15Ω，电源电动势E =12 V ，内电阻r =1 Ω.求：（1）当电流表示数为0.4 A 时，变阻器R 3的阻值多大? （2）R 3阻值多大时，它消耗的电功率最大? （3）R 3阻值多大时，电源的输出功率最大?说明：此题重点考查电阻上消耗的功率、电源输出功率等概念以及电源输出功率随外电阻变化而变化的规律，同时还考查用数学知识解决物理问题的能力.【例4】 如图10－2－7所示电路，将电动势E =1.5 V 、内阻r =0.5 Ω的电源与一粗细均匀的电阻丝相连，电阻丝的长度l =0.3 m ，电阻R =100 Ω.当滑动触头以v =5×10－3m/s 的速度向右滑动时，电流表G 的读数为多少?并指出电流表的正负极.已知电容器的电容C =2 μF.剖析：根据全电路欧姆定律，电阻丝上的电压U AB =rR E+R .设电阻丝单位长度上的降压为ΔU ，则ΔU =lU AB =l r R ER)(+. 设在时间Δt 内滑动触头P 向右移动的距离Δl =v Δt . 所以，时间Δt 内电容器两端的电压减少量为ΔU =U AB Δl =l r R l ER )(+∆=lr R tERv )(+∆.时间Δt 内电容器上的带电荷量减少量为：ΔQ =C ΔU =lr R tCERv )(+∆.则流过电流表G 的电流为：3I =t Q ∆∆=tl r R t CERv ∆+∆)(=3.0)5.0100(1051005.110236⨯+⨯⨯⨯⨯⨯-- A=4.9×10－8 A.电流表左边接负极，右边接正极，通过电流表的电流方向是由右向左.教学点睛（3）要让学生知道，闭合电路的欧姆定律实质上就是能的转化与守恒定律在闭合电路中的体现.通过对闭合电路欧姆定律的恒等变换，写成E Ｉt =UIt +U ′It 的形式，让学生从能的转化与守恒的角度来认识上式中各项（包括“＝”“+”）的物理意义.（4）含有电容器的直流电路问题，在近几年的高考题中时有出现，不可忽视.在本单元及后面的素质能力检测中都安排了此类的练习题.可提取集中起来，作为一个小专题进行讲解训练.分析此类问题应抓住以下两点：①分析电容器在电路中的连接，找电容器每个极的等势点，从而确定电容器两极间的电压；②在电容器两极电压不变时，电容器连接处相当于电路断开；在电容器两极电压变化时，电容器将充放电.2.本单元配置了4个例题.通过例1应掌握电路分析的基本思路.例2主要说明等效电路的画法及电路故障分析的方法.例3说明电路最大功率问题的分析，不能盲目地套公式，应分析条件，抓住实质.例4是含容电路的动态分析问题.拓展题例【例1】 电池甲和乙的电动势分别为E 1和E 2，内电阻分别为r 1和r 2.若用甲、乙电池分别向某个电阻R 供电，则在这个电阻上所消耗的电功率相同.若用甲、乙电池分别向某个电阻R ′供电，则在R ′上消耗的电功率分别为P 1和P 2.已知E 1＞E 2，R ′＞R ，则A.r 1＞r 2B.r 1＜r 2C.P 1＞P 2D.P 1＜P 2 解析：将一电动势为E 、内电阻为r 的电源与一阻值为R 的电阻组成一闭合回路，路端电压U 和干路电流I 的关系为U =E －Ir .在U －I 直角坐标系中作U －I 图线， 则该图线为一条在纵轴上截距为E 、斜率为－r 的直线.这条线可被称为电源的伏安特性曲线.如果再在此坐标系中作出外电阻R 的伏安特性曲线为过原点的直线，斜率为R ，则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态.此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率.U U U I I I R R1212E 'α1E 21α2O依题意作电池甲和乙及电阻R 的伏安特性曲线.由于两电池分别接R 时，R 消耗的电功率相等，故这三条线必相交于一点，如上图所示，由于α1＞α2，所以r 1＞r 2.作R ′的伏安特性曲线，由图可知：当甲电池接R ′时，P 1=U 1I 1；当乙电池接R ′时，P 2=U 2I 2.由于U 1＞U 2，I 1＞I 2，所以P 1＞P 2.选A 、C 两项.说明：本题为有关全电路电阻、功率关系的半定量问题，采用图线方法求解为较简捷的思路.把电源和外电阻的伏安特性曲线合在一个坐标轴上比较，给运算带来方便.【例2】 在图（A ）所示的电路中，电源电动势E =8 V ，内阻一定，红、绿灯的电阻分别为R r =4 Ω，R g =8 Ω，其他电阻R 1=4 Ω，R 2=2 Ω，R 3=6 Ω，电压表读数U 0=6.0 V ，经过一段时间发现红灯变亮，绿灯变暗.问：（1）若电压表读数变为U 1=6.4 V ，试分析电路中R 1、R 2、R 3哪个电阻发生了断路或短路故障.（2）若红灯变亮、绿灯变暗而电压表读数变为U 2=5.85 V ，试分析电路中R 1、R 2、R 3哪个电阻发生了断路或短路故障.V V(A )(B )1 R 2R R 3r gR R 1R 2R R 3E rE r rR gR A BABCC解析：这个电路较为复杂，先将它等效变换成串、并联明显的电路如图（B ）所示，再进行分析.问题（1）中由电压表读数变大可知路端电压增大，说明外电阻增大，即电阻发生断路；又红灯变亮、绿灯变暗，说明红灯所处部分电阻增大，即R AB 变大.由于只有一个电阻，即为R 1断路.由问题（2）知路端电压减小，说明外电阻减小，即电阻发生短路；又红灯变亮，绿灯变暗，说明绿灯所处的那部分电路电阻减小了，即R BC 减小，故R 2、R 3中必有一个短路，究竟是哪一个？在没有其他测试条件下可通过计算求得：电池内阻r =R U U E 00-=6668-Ω=2 Ω 再求出R BC ，E U 2=r R R R R BC AB BC AB +++=885.5 解得R BC =3.4 Ω，判断为R 2短路.说明：本题先进行正确的等效变换，再利用电路进行计算后判断.【例3】 在如下图所示电路中，直流发电机E =250 V ， r =3Ω， R 1=R 2=1 Ω，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200 V ，额定功率为1 000 W ，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化.问：+-......R RR1 21R E rABn ,（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?（2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大? （3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?（4）当接通几只电热器时，电阻R 1、R 2上消耗的功率最大?（5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大?解析：不计用电器电阻随温度的变化，则每只电热器的电阻R 0=00012002Ω=40 Ω，每只电热器的额定电流I 0=2000001A=5 A.（1）要使用电器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200 V ，因此干路电流I =210R R r U E ++-=113200250++- A=10 A 而每只电热器额定电流为5 A ，则电热器的只数n 1=510=2.（2）要使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内电阻，由此可得电热器总电阻为 R =r －（R 1＋R 2）=3 Ω－（1＋1）Ω=1 Ω 故有n 2=R R 0=140=40.5（3）要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器组得到的电功率最大.有的同学错误地认为电热器接得越多，总功率越大，这是没有考虑到外电阻的变化会影响电源输出功率的变化.这里，要注意到A 、B 两点间得到最大功率的条件，相当于把R 1、R 2视为等效（电源）内电阻，要使电热器的总功率最大，必须使其总电阻为R ′=R 1＋R 2＋r =（1＋1＋3）Ω= 5 Ω所以n 3=R R 0=540=８. （4）要使R 1、R 2上消耗功率最大，必须使通过它们的电流为最大，由此电路中总电阻必须最小.即当50只电热器全接通时，可满足要求，所以n 4=50.（5）要使实际使用的每只电热器中电流最大，则在保证U AB 不超过200 V 的前提下使其值尽量地大.由第（1）问的讨论可知，n 1=2时U AB =200 V ，若n 5=1，看似通过它的电流达到最大，但实际情况是：电热器被烧坏而无法工作.因此仍要取n 5=2.说明：在涉及到用电器、电机等有关功率的计算时，一定要注意它们的额定值，否则可能会得出一些没有实际意义的数据.。
2022年高考物理一轮复习考点归纳电路及其应用
八电路及其应用一、基本概念和规律1．电阻和电阻率(1)电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
(2)电阻的定义式：R＝U I。
(3)电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与横截面积成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。
表达式：R＝ρL S。
(4)电阻率是反映导体导电性能的物理量，其特点是随着温度的改变而变化。
金属的电阻率随温度升高而增大。
2．电功和电功率(1)电功：电流做功的实质是电场力对电荷做功。
电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能。
电功W＝qU＝UIt，这是计算电功普遍适用的公式。
(2)电功率：单位时间内电流做的功叫电功率，P＝Wt＝UI，这是计算电功率普遍适用的公式。
3．电热和焦耳定律(1)电热：电流通过电阻时产生的热量，Q＝I2Rt，这是普遍适用的电热计算公式。
(2)焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比。
(3)电功和电热、电功率和热功率的比较(1)内容：闭合电路的电流跟电源电动势成正比，跟内、外电路电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路欧姆定律。
(2)表达式①电流表达式I＝ER＋r；②电动势表达式E＝IR＋Ir＝U＋U r。
(3)适用范围：外电路是纯电阻的电路。
6．路端电压U外电路两端的电压，即电源的输出电压，U＝E－Ir。
(1)当外电阻增大时，电流减小，内电压减小，路端电压增大。
当外电路断开时，I＝0，U＝E。
(2)当外电阻减小时，电流增大，内电压增大，路端电压减小。
当电源两端短路时，外电阻R＝0，I＝Er，U＝0。
(3)路端电压也可以表示为U＝IR＝ERR＋r＝E1＋rR，也可以得到路端电压随外电阻增大而增大的结论。
7．闭合电路的U －I 图象闭合电路的U －I 图象如图所示，由U ＝E －Ir 知，图线为一条直线，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，图线的斜率的绝对值等于电源内阻。
8．闭合电路中的功率和效率问题 (1)闭合电路中的功率①电源的总功率：P 总＝IE ＝IU ＋IU r ＝P 出＋P 内。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版)：电路的基本概念及规律
考情分析闭合电路欧姆定律及其应用2022·北京卷·T132022·江苏卷·T22020·北京卷·T122020·江苏卷·T6含容电路的电流和电压2022·北京卷·T92020·全国卷Ⅰ·T17电阻定律2020·浙江1月选考·T6含电动机的电路2019·浙江4月选考·T8测电阻类实验2022·全国甲卷·T222022·全国乙卷·T232022·北京卷·T152022·广东卷·T122022·山东卷·T142021·山东卷·T142021·浙江6月选考·T182021·广东卷·T122021·北京卷·T162020·全国卷Ⅰ·T222018·全国卷Ⅰ·T232018·全国卷Ⅲ·T23实验：测量电源的电动势和内阻2022·湖北卷·T132021·全国乙卷·T232021·天津卷·T102021·湖南卷·T122020·山东卷·T142020·浙江7月选考·T18电表改装实验：用多用电表测量电学中的物理量2022·辽宁卷·T112022·河北卷·T122022·湖南卷·T122021·辽宁卷·T122019·全国卷Ⅰ·T232019·全国卷Ⅲ·T232018·全国卷Ⅱ·T22试题情境生活实践类家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等学习探究类电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用多用电表测量电学中的物理量第1讲 电路的基本概念及规律目标要求 1.了解电流的定义及I ＝qt ，会推导电流的微观表达式.2.理解电阻的概念，掌握电阻定律.3.掌握串并联电路的特点，理解电表改装的原理.4.理解电功、电功率、焦耳定律，会区分纯电阻电路和非纯电阻电路．考点一 电流的概念及表达式1．电流电荷的定向移动形成电流，I ＝qt.2．电流形成的条件：导体中有自由电荷；导体两端存在电压．3．电流的标矢性：电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．1．由I ＝qt 可知，I 与q 成正比，与t 成反比．( × )2．虽然电流有方向，但电流为标量．( √ )3．电荷定向移动产生电流，所以电荷的移动速率就是电流的传导速率．( × )电流的三种表达式及其比较公式 适用范围字母含义公式含义I ＝q t一切电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量qt反映了I 的大小，但不能说I ∝q 、I ∝1tI ＝nqS v一切电路n ：导体单位体积内的自由电荷数q ：每个自由电荷的电荷量 S ：导体横截面积 v ：电荷定向移动速率从微观上看，n 、q 、S 、v 决定了I 的大小I ＝U R金属、电解液U ：导体两端的电压 R ：导体本身的电阻I 由U 、R 决定，I ∝U 、I ∝1R考向1 公式I ＝q /t 的应用例1 (2023·安徽芜湖市模拟)如图所示，电解池内有一价的电解液，t 时间内通过溶液内面积为S 的截面的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下说法中正确的是( )A ．当n 1＝n 2时电流大小为零B ．当n 1＜n 2时，电流方向从B →A ，电流大小为I ＝(n 2－n 1)et C ．当n 1＞n 2时，电流方向从A →B ，电流大小为I ＝(n 1－n 2)etD ．溶液内电流方向从A →B ，电流大小为I ＝(n 1＋n 2)et答案 D解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同，则溶液内电流方向从A 到B ，t 时间内通过溶液截面S 的电荷量为q ＝n 1e ＋n 2e ，则根据电流的定义式可得I ＝q t ＝n 1e ＋n 2e t ＝(n 1＋n 2)e t ，A 、B 、C 错误，D 正确．考向2 电流的微观表达式例2 在长度为l 、横截面积为S 、单位体积内自由电子数为n 的金属导体两端加上电压，导体中就会产生匀强电场．导体内电荷量为e 的自由电子在电场力作用下先做加速运动，然后与做热运动的阳离子碰撞而减速，如此往复，所以我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v (不随时间变化)的定向运动．已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v 成正比，即F f ＝k v (k 是常量)，则该导体的电阻应该等于( ) A.kl neS B.kl ne 2S C.kS nel D.kSne 2l答案 B解析 电子定向移动，由平衡条件得k v ＝e U l ，则U ＝k v l e ，导体中的电流I ＝neS v ，电阻R ＝UI ＝klne 2S，选项B 正确． 考点二 欧姆定律及电阻定律1．部分电路欧姆定律(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：金属导电和电解质溶液导电，不适用于气态导体或半导体元件． 2．对U －I 图像和I －U 图像的理解(如图甲、乙所示)(1)图线a 、e 、d 、f 表示线性元件，b 、c 表示非线性元件．(2)图线b 的斜率不断变小，电阻不断变小；图线c 的斜率不断变大，电阻不断变小． (3)图中R a >R e ，R d <R f .(选填“>”“<”或“＝”)(4)对于非线性元件，应根据R ＝UI 计算某点的电阻，而不是该点切线的斜率(或斜率的倒数)．3．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关． (2)公式：R ＝ρlS.其中l 是导体的长度，S 是导体的横截面积．ρ是导体的电阻率，其国际单位是欧·米，符号为Ω·m . (3)电阻率①物理意义：反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性． ②电阻率与温度的关系金属：电阻率随温度升高而增大；负温度系数半导体：电阻率随温度升高而减小；超导体：一些金属和合金在温度低到临界温度时，电阻可以降到0.1．由R ＝UI 知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比．( × )2．由ρ＝RSl 知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的长度成反比．( × )3．电阻率越大，导体对电流的阻碍作用就越大．( × ) 4．U －I 图像斜率的变化反映阻值的变化．( √ )电阻的决定式和定义式的区别公式R ＝ρl SR ＝U I区别电阻的决定式 电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测电阻的方法，并不说明电阻与U 和I 有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解质溶液适用于任何纯电阻导体考向1 欧姆定律的理解和应用例3 小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线在P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，则下列说法中错误的是( )A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2C ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2－I 1D ．对应P 点，小灯泡的功率等于图中矩形PQOM 所围的面积 答案 C解析 由题图可知，U 越大，小灯泡的电阻越大，故A 说法正确；R ＝UI 中的U 、I 与小灯泡所处状态下的电压、电流相对应，故B 说法正确，C 说法错误；对应P 点，小灯泡的功率P ＝U 1I 2，与题图中PQOM 所围的面积相等，故D 说法正确．考向2 电阻定律的理解和应用例4 两根材料相同的均匀导线x 和y ，其中x 长为l ，y 长为2l ，串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，那么x 和y 两导线的电阻之比和横截面积之比分别为( )A ．3∶1 1∶6B ．2∶3 1∶6C ．3∶2 1∶5D ．3∶1 5∶1答案 A解析 由题图可知导线x 两端的电压U 1＝6 V ，导线y 两端的电压U 2＝2 V ，由串联电路特点可知，x 和y 两导线的电阻之比为R 1∶R 2＝U 1∶U 2＝3∶1，故B 、C 错误；由R ＝ρlS 可知，x和y 两导线的横截面积之比S 1∶S 2＝l R 1·R 22l＝1∶6，故A 正确，D 错误．考点三 串、并联电路的特点 电流表、电压表的改装原理串、并联电路的特点串联电路 并联电路 电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I n 电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝…＝U n 电阻R ＝R 1＋R 2＋…＋R n 1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n 功率分配P 1R 1＝P 2R 2＝…＝P n R nP 1R 1＝P 2R 2＝…＝P n R nP 总＝P 1＋P 2＋…＋P n1．串联电路的总电阻一定大于其中任一部分电路的电阻．( √ ) 2．并联电路的总电阻一定大于其中某一支路的电阻．( × )3．串联电路中某一电阻增大，总电阻增大，并联电路中某一电阻增大，总电阻减小．( × ) 4．若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压．( × )1．串、并联电路的几个推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． (3)无论是串联电路还是并联电路，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大． 2．电表的两种改装的比较改装成大量程电压表改装成大量程电流表内部电路改装原理 串联分压 并联分流 所需电阻阻值 R ＝UI g －R gR ＝U gI －I g改装后的量程U ＝I g (R g ＋R )I ＝R ＋R gR I g校准电路例5 如图所示，当电路a 、b 两端接入100 V 电压时，则c 、d 两端输出电压为20 V ；当电路c 、d 两端接入100 V 电压时，则a 、b 两端输出电压为50 V ．据此可知R 1∶R 2∶R 3为( )A ．4∶2∶1B ．2∶1∶1C．3∶2∶2 D．1∶1∶2 答案 A解析当a、b两端接入电压时，根据欧姆定律得20 V＝100 V2R1＋R2R2，解得R1∶R2＝2∶1；当c、d两端接入电压时，有50 V＝100 V2R3＋R2R2，解得R2∶R3＝2∶1，联立得R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，故A正确，B、C、D错误．例6(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示连接法连入电路，则()A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角答案AD解析电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成，并联在电路中，电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同，电流表A1的量程较大，则电流表A1的读数较大，A正确，B错误；电压表V1与电压表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成，串联在电路中，通过表头的电流相同，故指针的偏转角相同，因V1量程较大，所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C错误，D正确．例7(2023·河南灵宝市第一中学模拟)如图所示，某学习小组进行电表改装的实验，已知表头内阻为100 Ω，满偏电流为300 mA，使用OA接线柱时它是量程为0～3 A的电流表，使用OB接线柱时它是量程为0～0.6 A的电流表，使用OC接线柱时它是量程为0～60 V的电压表，则图中的R1＝________ Ω，R2＝________ Ω，R3＝________ Ω.答案208050解析 使用OA 接线柱时，量程为0～3 A ， 则有I OA ＝3 A ＝I g ＋I g (R g ＋R 2)R 1使用OB 接线柱时，量程为0～0.6 A ， 则有I OB ＝0.6 A ＝I g ＋I g R gR 1＋R 2其中I g ＝0.3 A ，R g ＝100 Ω 联立解得R 1＝20 Ω，R 2＝80 Ω 使用OC 接线柱时，量程为0～60 V ， 则有U OC ＝60 V ＝I OBR g R 1＋R 2R g ＋R 1＋R 2＋I OB R 3，解得R 3＝50 Ω.考点四 电功、电功率 电热、热功率1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功． (2)公式：W ＝qU ＝IUt (适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：电能转化成其他形式能的过程． 2．电功率(1)定义：单位时间内电流所做的功，表示电流做功的快慢． (2)公式：P ＝Wt ＝IU (适用于任何电路)．3．焦耳定律(1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比． (2)公式：Q ＝I 2Rt (适用于任何电路)．1．公式W ＝UIt ＝U 2R t ＝I 2Rt 适用于所有电路．( × )2．在非纯电阻电路中P ＝UI ＝I 2R ＋P 其他．( √ )3．焦耳定律只适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路．( × )考向1 纯电阻电路中的功率例8 如图所示，当AB 间加上电压时，R 1、R 2、R 3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R 1∶R 2∶R 3为( )A ．1∶1∶4B ．1∶1∶1C ．1∶1∶2D ．2∶2∶1答案 A解析 因R 1与R 2串联，电流相等，且消耗的功率相等，根据P ＝I 2R 可知R 1＝R 2；因R 1和R 2与R 3并联，支路电压相等，上面支路的功率等于R 3功率的2倍，根据P ＝U 2R 可知，R 3＝2(R 1＋R 2)＝4R 1，即R 1∶R 2∶R 3＝1∶1∶4，选项A 正确．电功率P ＝IU 和热功率P ＝I 2R 的比较1．不论是纯电阻电路还是非纯电阻电路，电流的电功率均为P 电＝IU ，热功率均为P 热＝I 2R .只有在纯电阻电路中P 电＝P 热，IU ＝I 2R ＝U 2R才成立．2．对于非纯电阻电路：P 电＝P 热＋P 其他，即IU ＝I 2R ＋P 其他，I ≠UR (欧姆定律不适用)．考向2 非纯电阻电路中的功和功率例9 一台小型电动机在3 V 电压下工作，用此电动机提升重力为4 N 的物体时，通过它的电流是0.2 A ，在30 s 内可使该物体被匀速提升3 m ．若不计一切摩擦和阻力，求： (1)电动机的输入功率；(2)在提升重物的30 s 内，电动机线圈所产生的热量； (3)电动机线圈的电阻． 答案 (1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω 解析 (1)电动机的输入功率为 P 入＝UI ＝3×0.2 W ＝0.6 W (2)物体被匀速提升的速度v ＝x t ＝330 m/s ＝0.1 m/s电动机提升物体的机械功率 P 机＝F v ＝G v ＝0.4 W根据能量关系有P 入＝P 机＋P Q 产生的热功率 P Q ＝0.2 W电动机线圈在30 s 内产生的热量Q ＝P Q t ＝0.2×30 J ＝6 J (3)由焦耳定律得Q ＝I 2Rt 电动机线圈电阻R ＝5 Ω.课时精练1.某一导体的伏安特性曲线如图中AB 段(曲线)所示，以下关于导体的电阻说法正确的是( )A ．B 点对应的电阻为12 Ω B ．B 点对应的电阻为40 ΩC ．工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响改变了1 ΩD ．工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 答案 B解析 B 点时导体电阻为R B ＝U B I B ＝60.15Ω＝40 Ω，故A 错误，B 正确；A 点时导体电阻为R A ＝U A I A ＝30.1 Ω＝30 Ω，工作状态从A 变化到B 时，导体的电阻因温度的影响改变ΔR ＝R B－R A ＝10 Ω，故C 、D 错误．2．(2023·浙江省模拟)在我国边远乡村的电路上常用熔断保险丝．当电路中有较强电流通过时，保险丝会快速熔断，及时切断电源，保障用电设备和人身安全．经测量，有一段电阻为R 、熔断电流为2 A 的保险丝，直径约0.5毫米．若将这段保险丝对折后绞成一根，那么保险丝的电阻和熔断电流将变为( ) A.14R 、4 A B.12R 、4 A C.14R 、0.5 A D.12R 、1 A 答案 A解析 根据r ＝ρlS 可知，对折后电阻为R ′＝ρ12l 2S ＝14R ，而两段最大电流为2 A 的保险丝并联，其允许通过的最大电流I ′＝2I max ＝4 A ，故选A.3.电阻R 1、R 2的I －U 图像如图所示，则下列说法正确的是( )A ．R 1∶R 2＝3∶1B ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则电压比U 1∶U 2＝1∶3C ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1∶I 2＝1∶3D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则功率比P 1∶P 2＝1∶3 答案 B解析 由题图可知，当I ＝1 A 时，U 1＝1 V ，U 2＝3 V ，所以R 1＝U 1I ＝1 Ω，R 2＝U 2I ＝3 Ω，则R 1∶R 2＝1∶3，A 错误；R 1与R 2串联时，U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝1∶3，B 正确；R 1与R 2并联时，I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝3∶1，P 1∶P 2＝R 2∶R 1＝3∶1，C 、D 错误．4.一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示，a 、b 、c 是三个接线端点，设ab 、ac 、bc 间的功率分别为P ab 、P ac 、P bc ，则( )A ．P ab >P bcB ．P ab ＝P acC ．P ac ＝P bcD ．P ab <P ac答案 D解析 电压接ab ，则电路的总电阻为R ab ＝9R (R ＋9R )R ＋9R ＋9R ＝90R19；电压接ac ，则电路的总电阻为R ac ＝R (9R ＋9R )R ＋9R ＋9R ＝18R19；电压接bc ，则电路的总电阻为R bc ＝9R (R ＋9R )R ＋9R ＋9R ＝90R 19；由题可知，不管接哪两个点，电压不变，为U ＝24 V ，根据P ＝U 2R可知P ab ＝P bc <P ac ，故选D.5．(2020·全国卷Ⅰ·17)图(a)所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压U C .如果U C 随时间t 的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R 两端电压U R 随时间t 变化的图像中，正确的是( )答案 A解析 电阻R 两端的电压U R ＝IR ，其中I 为线路上的充电电流或放电电流．对电容器，Q ＝CU C ，而I ＝ΔQ Δt ＝C ΔU C Δt ，由U C －t 图像知，1～2 s 内，电容器充电，令I 充＝I ；2～3 s 内，电容器电压不变，则电路中电流为0；3～5 s 内，电容器放电，则I 放＝I2，I 充与I 放方向相反，结合U R ＝IR 可知，电阻R 两端的电压随时间的变化图像与A 对应，故选A.6．如图所示，同种材料制成且厚度相等的长方体合金块A 和B ，上表面为正方形，边长之比为2∶1.A 、B 分别与同一电源相连，电源内阻忽略不计，则( )A ．通过A 、B 的电流之比为2∶1 B ．通过A 、B 的电流之比为1∶2C ．A 、B 中自由电荷定向移动速率之比为2∶1D ．A 、B 中自由电荷定向移动速率之比为1∶2解析 设正方形边长为L ，厚度为d ，则R ＝ρL Ld ＝ρd ，可知R A ＝R B ，与同一电源相连时，通过A 、B 的电流之比为1∶1，A 、B 错误；根据I ＝nqS v ，因S A ∶S B ＝2∶1，则v A ∶v B ＝1∶2，C 错误，D 正确．7.(2023·湖北恩施市模拟)如图所示为示波器衰减电路的示意图，ab 之间为信号电压的输入端，cd 为衰减电路的输出端，P 是和衰减旋钮固连在一起的开关，R 1、R 2、R 3、R 4为四个定值电阻，当P 接通1时电压没有被衰减，当P 分别接通2、3、4时电压被衰减10倍、100倍、1 000倍(即输出电压变为输入电压的0.1、0.01、0.001)，若某个示波器的衰减电路中，R 4＝1 Ω，不计导线电阻，则其他电阻的阻值分别为( )A ．R 1＝900 Ω，R 2＝90 Ω，R 3＝9 ΩB ．R 1＝999 Ω，R 2＝99 Ω，R 3＝9 ΩC ．R 1＝10 Ω，R 2＝100 Ω，R 3＝1 000 ΩD ．R 1＝1 000 Ω，R 2＝100 Ω，R 3＝10 Ω 答案 A解析 当P 接通4时，输出电压变为输入电压的0.001，即R 4R 1＋R 2＋R 3＋R 4＝11 000，解得R 1＋R 2＋R 3＝999 Ω，当P 接通3时，输出电压变为输入电压的0.01，即R 3＋R 4R 1＋R 2＋R 3＋R 4＝1100，当P 接通2时，输出电压变为输入电压的0.1，即R 2＋R 3＋R 4R 1＋R 2＋R 3＋R 4＝110，只有A 均满足要求，故A 正确，B 、C 、D 错误．8．一根横截面积为S 的铜导线，通过电流为I .已知铜的密度为ρ，铜的摩尔质量为M ，电子电荷量为e ，阿伏加德罗常数为N A ，设每个铜原子只提供一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动速率为( ) A.MI ρN A Se B.MIN A ρSe C.IN A MρSeD.IN A Se Mρ解析 设自由电子定向移动的速率为v ，导线中自由电子从一端定向移动到另一端所用时间为t ，对铜导线研究，每个铜原子只提供一个自由电子，则铜原子数目与自由电子的总数相等，为n ＝ρS v t M N A ，t 时间内通过导线横截面的电荷量为q ＝ne ，则电流大小为I ＝q t ＝ρS v eN AM ，得 v ＝MIρN A Se，故B 、C 、D 错误，A 正确．9．(多选)(2023·福建省厦门一中模拟)如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为100 Ω，下列说法正确的是( )A ．由甲图可知，该表头满偏电流I g ＝2 mAB ．甲图是改装成的双量程电压表，其中b 量程为9 VC ．乙图中R 1＝109 Ω，R 2＝10 ΩD ．乙图中R 1＝5 Ω，R 2＝45 Ω 答案 BC解析 由题图甲可知I g ＝U R g ＋R ＝3100＋2.9×103 A ＝0.001 A ＝1 mA ，b 的量程为U ′＝I g (R g＋R ＋R ′)＝0.001×(100＋2.9×103＋6×103) V ＝9 V ，故A 错误，B 正确；在题图乙中，改装为I 1＝10 mA ＝0.01 A 电流表时，并联电阻的分流电流为I ′＝I 1－I g ＝10 mA －1 mA ＝9 mA ＝0.009 A ，分流电阻的阻值为R 1＋R 2＝I g R g I ′＝0.001×1000.009 Ω＝1009 Ω，改装为I 2＝100 mA ＝0.1 A 电流表时，可得分流电阻的阻值R 1＝I g (R g ＋R 2)I 2－I g ，联立解得R 1＝109 Ω，R 2＝10 Ω，故D错误，C 正确．10．在图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V ，内阻不计，灯L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关闭合后，下列说法中正确的是( )A ．灯泡L 1的电流为灯泡L 2电流的2倍B ．灯泡L 1的电阻为7.5 ΩC ．灯泡L 2的电阻为12 ΩD ．灯泡L 3两端的电压为1.5 V 答案 D解析 灯泡L 2、L 3串联，灯泡规格相同，故电压U 2＝U 3＝1.5 V ，由题图乙读出其电流I 2＝I 3＝0.20 A ，灯泡L 1的电压U 1＝3.0 V ，由题图乙读出其电流I 1＝0.25 A ，所以I 1I 2＝1.25，故A错误，D 正确；灯泡L 1的电阻R 1＝U 1I 1＝12 Ω，故B 错误；灯泡L 2的电阻为R 2＝U 2I 2＝7.5 Ω，故C 错误．11.如图所示的电路中，电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为2 Ω.电流表内阻不计，在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，电流表的示数为( )A ．0B ．1 AC ．1.5 AD ．2 A 答案 B解析 电流表内阻不计，则A 、C 两点相当于用导线连在一起，当在B 、C 两点间加上6 V 的电压时，R 2与R 3并联，然后与R 1串联，电流表测量的是通过电阻R 2的电流，等效电路图如图所示．电路中的总电阻R 总＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝3 Ω，干路中的电流为I 总＝U R 总＝63 A ＝2 A ，由于R 2与R 3阻值相等，所以电流表的示数为1 A ，B 正确．12．(多选)恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变；恒压源也是一种特殊的电源，其输出的电压能始终保持不变．图甲所示的电路中电源是恒流源，图乙所示的电路中电源是恒压源，两图中的滑动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是()A．图甲中R1两端的电压减小B．图乙中R1两端的电压减小C．图甲中流过R2的电流保持不变D．图乙中流过R2的电流保持不变答案ABD解析题图甲中两个支路的电压始终相等，所以支路电流与电阻成反比，即I2R2＝I1(R1＋R0)，且I1＋I2＝I是定值，滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时，R0增大，由以上两式可知I1减小，I2增大，R1两端的电压U1＝I1R1减小，故A正确，C错误；题图乙中两个支路的电压始终相等且为定值，支路电流与电阻成反比，即I2R2＝I1(R1＋R0)＝U(定值)，滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时，R0增大，由上式可知I1减小，I2不变，R1两端的电压U1＝I1R1减小，故B、D正确．。
物理高考一轮总复习电路分析技巧
物理高考一轮总复习电路分析技巧电路分析是物理高考中的重要内容之一，对于学生来说，掌握电路分析技巧是十分关键的。
在电路分析过程中，通过运用合适的方法和技巧，可以更加有效地解决问题。
本文将为大家介绍一些物理高考一轮总复习电路分析的技巧，帮助大家提高对电路分析的理解和应用能力。
一、电路的基本概念和定律在开始电路分析之前，首先需要掌握一些基本的概念和定律。
例如，电阻、电流、电压和电源等基本概念，欧姆定律、基尔霍夫定律和电功率定律等基本定律。
这些基本概念和定律是电路分析的基础，对于学生来说，熟练掌握它们是至关重要的。
二、简化电路的方法在电路分析中，有时会遇到复杂的电路，给分析带来不小的困难。
因此，掌握简化电路的方法是十分必要的。
在简化电路时，可以运用串联电路和并联电路的简化方法，将复杂的电路化简成简单的电路，从而更加便于分析。
三、电路等效替换电路等效替换是电路分析中常用的方法之一。
通过将一个复杂的电路转换成等效的简单电路，可以更加有效地解决问题。
在电路等效替换时，可以运用电阻的串联和并联的等效原理，将复杂的电路化简为简单的电路进行分析。
四、电路分析的数学方法在电路分析过程中，数学方法是必不可少的工具之一。
学生需要熟练掌握电路的节点电流法和电路的回路电流法，通过建立方程组和运用高中数学知识，解出电路中的未知量，从而得到问题的解答。
五、运用模型分析电路在电路分析中，运用模型分析电路可以帮助学生更直观地理解电路的工作原理。
例如，根据电容特性，可以将电容等效为开路和短路，对电路进行简化；根据电感特性，可以将电感等效为导线和开路，进一步简化电路。
运用这些模型可以提高学生对电路分析的把握能力。
六、多做电路分析题在学习电路分析的过程中，多做电路分析题是非常重要的。
通过不断练习和总结，可以提高对电路分析技巧的掌握程度。
建议在复习阶段，学生可以多做一些历年高考真题和模拟试题，从中发现问题、分析问题，并提高解题能力。
综上所述，物理高考一轮总复习电路分析技巧对于学生来说是至关重要的。
2024高考物理一轮复习--交变电流的产生和描述
交变电流一、交变电流的产生规律1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ①B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。
①线圈平面与中性面垂直时，S ①B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。
(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。
2．产生正弦交流电的四种其他方式 (1)线圈不动，匀强磁场匀速转动。
(2)导体棒在匀强磁场中做简谐运动。
(3)线圈不动，磁场按正弦规律变化。
(4)在匀强磁场中导体棒的长度与时间成正弦规律变化。
3．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)4．书写交变电流瞬时值表达式的步骤(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m ＝nωBS 求出相应峰值。
(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。
①线圈从中性面位置开始计时，则i －t 图像为正弦函数图像，函数表达式为i ＝I m sin ωt 。
①线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i －t 图像为余弦函数图像，函数表达式为i ＝I m cos ωt 。
二、交变电流有效值的求解方法1．有效值的规定交变电流、恒定电流I 直分别通过同一电阻R ，在交流电的一个周期内产生的焦耳热分别为Q 交、Q 直，若Q 交＝Q 直，则交变电流的有效值I ＝I 直(直流有效值也可以这样算)． 2．有效值的理解(1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；(2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值； (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值； (4)没有特别加以说明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的2倍”仅适用于正(余)弦式交变电流． 3．有效值的计算(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间(周期整数倍)”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解．(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量． (3)利用两个公式Q ＝I 2Rt和Q ＝U 2Rt 可分别求得电流有效值和电压有效值．(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I ＝I m 2、U ＝U m2求解．4．几种典型交变电流的有效值三、交变电流“四值”的理解和计算交变电流“四值”的比较四、针对练习1、如图所示，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，电阻为r ，处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴OO ′以角速度ω匀速运动。
高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律
课题：闭合电路的欧姆定律知识点总结：一、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）。
（3） 在外电路中，沿电流方向电势降低．二、．路端电压与外电阻的关系1．路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小，但不呈线性变化．2．U －I 图像中，直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻r ＝|ΔU ΔI|． 典例强化例1、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U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大例2、如图所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω，电压表读数为U 2＝5 V ．求：电源的电动势E 和内阻r ．例3、如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中（ ）A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小一般情况 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 ＝0B ．电压表的示数减小，电流表的示数增大C ．电压表与电流表的示数都增大D ．电压表与电流表的示数都减小例4、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则（ ）A ．电容器中的电场强度将增大B ．电容器的电容将减小C ．电容器上的电荷量将减少D ．液滴将向上运动例5、如图所示为某一电源的U －I 图线，由图可知（） A ．电源电动势为2 V B ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 A D ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A例6、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A ．阴影部分的面积表示电源输出功率B ．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C ．当满足α＝β时，电源效率最高D ．当满足α＝β时，电源效率小于50% 知识巩固练习1．下列关于电动势的说法正确的是（） A ．电动势就是电压，就是内、外电压之和B ．电动势不是电压，但在数值上等于内、外电压之和C ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D ．电动势的大小与外电路的结构无关2．电动势为E ，内阻为r 的电源，向可变电阻R 供电，关于路端电压说法正确的是（）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U ＝IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大C ．因为U ＝E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小D ．若外电路断开，则路端电压为E3．．某电路如图所示，已知电池组的总内阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝5 Ω，理想电压表的示数U ＝3．0V，则电池组的电动势E等于（）A．3．0 V B．3．6 V C．4．0 V D．4．2 V4．如图所示电路，电源内阻不可忽略。
天津2021届高考物理一轮章节复习精讲精练之电路 电路的基本规律Word版含答案
第七章第2讲电路电路的基本规律一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．) 1．(2022·上海市七校调研联考)如图7－2－21所示的电路中，电电动势为E，内电阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可以视为不变)，R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值的大小随照射光强度的增加而减小．闭合开关S后，将照射光强度增加，则()图7－2－21A．R1两端的电压将增大B．R2两端的电压将增大C．灯泡L将变暗D．电路的路端电压将增大【解析】闭合开关S后，将照射光强度增加，光敏电阻R3的阻值减小，灯泡L将变亮，R2两端的电压将减小，R1两端的电压将增大，电路的路端电压将减小，选项A正确．【答案】 A2.如图7－2－22所示的电路中，电流表和电压表均可视为抱负电表．现闭合开关S后，将滑动变阻器滑片P向左移动，正确的是()图7－2－22A．电流表的示数变小，电压表的示数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减小D．电的总功率变大【解析】将滑动变阻器滑片P向左移动，电阻R2接入电路部分电阻增大，电流表的示数变小，电压表的示数变大，选项A正确；电输出电流减小，小灯泡L中电流变小，小灯泡L变暗，选项B错误；电容器两端电压增大，电容器C上电荷量增大，选项C错误．电输出电流减小，电的总功率变小，选项D错误．【答案】 A3．如图7－2－23所示的电路中，灯泡A和B原都是正常发光．突然灯泡B比原变暗了些，而灯泡A比原变亮了些，则电路中消灭断路故障的是(设只有一处消灭了故障)()图7－2－23A．R2B．R3C．R1D．灯B【解析】依题意，整个电路只有一处发生了断路，下面分别对不同区域进行争辩：①若R1断路．电路中总电阻变大，电流变小，路端电压上升，A、B两灯均变亮，不合题意．②若R3断路．B与R3并联，该段电路中电阻变大，电压上升，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意．③若R2断路，A与R2并联，这段电路中电阻变大，A灯两端电压上升，A中电流增大，A 灯变亮；因B灯两端电压减小，B灯中电流变小，B灯变暗，与题中条件相符．④若B灯断路，则B灯不能发光，不合题意．【答案】 A4.(2021·湖南浏阳一中模拟)某导体中的电流随其两端电压的变化如图7－2－24所示，则下列说法中正确的是()图7－2－24A ．加5 V 电压时，导体的电阻约是5 ΩB ．加12 V 电压时，导体的电阻约是1.4 ΩC ．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断增大 【解析】【答案】 A5.如图7－2－25所示，电电动势E ＝8 V ，内电阻为r ＝0.5 Ω，“3 V 3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联接在电上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻R 0＝1.5 Ω.下列说法中正确的是( )图7－2－25A ．通过电动机的电流为1.6 AB ．电的输出功率是8 WC ．电动机消耗的电功率为3 WD ．电动机的输出功率为3 W【解析】 “3 V 3 W ”的灯泡L 与电动机M 串联，说明通过灯泡与电动机的电流相等，其电流大小为I L ＝P L U L＝33 A ＝1 A ；路端电压U ＝E －Ir ＝8 V －1×0.5 V ＝7.5 V ，电的输出功率P出＝UI ＝7.5×1 W ＝7.5 W ；电动机消耗的功率为P M ＝P 出－P L ＝7.5 W －3 W ＝4.5 W ；电动机的热功率为P 热＝I 2L R 0＝12×1.5 W ＝1.5 W ；电动机的输出功率为P M －P 热＝4.5 W －1.5 W ＝3 W ；正确选项为D.【答案】 D6．(2022·南开中学模拟)在如图7－2－26所示的电路中，电的负极接地，其电动势为E ，内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，电流表和电压表均为抱负电表．滑动变阻器滑头P 自a 端向b 端滑动的过程中，下列说法中正确的是 ( )图7－2－26A ．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【解析】 在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，并联部分电阻变小，总电阻变小，总电流变大，R 2的电流变小．电流表示数变大，电压表示数变大，a 点的电势降低，选项A 、B 错误，D 正确；电容器两端电压减小，电容器C 所带电荷量减小，选项C 错误．【答案】 D7.(2022·浙江效实中学检测)小灯泡通电后其电流I 随所加电压U 变化的图线如图7－2－27所示，P 为图线上一点，PN 为图线过P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线．则下列说法中正确的是( )图7－2－27A ．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R ＝U1 I 2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1 I2－I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积【解析】随着所加电压的增大，灯丝温度上升，小灯泡的电阻增大，选项A正确；对应P点，由欧姆定律知，小灯泡的电阻为R＝U1I2，选项B正确，C错误；依据电功率定义式P＝UI，对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积，选项D正确．【答案】ABD8．(2022·无锡一中检测)在如图7－2－28甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时()甲乙图7－2－28A．L1的电压为L2电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75 WC．L2的电阻为12 ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1【解析】电路中的总电流为0.25 A，L1中电流为0.25 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压为3.0 V，L1消耗的电功率为P＝UI＝0.75 W，选项B正确．依据并联电路规律，L2中电流为0.125 A，由小灯泡的伏安特性曲线可知电压大约为0.3 V，L1的电压大约为L2电压的10倍，选项A错误．由欧姆定律，L2的电阻为R＝U/I＝0.30.125Ω＝2.4 Ω，选项C错误．L2消耗的电功率为P＝UI＝0.3×0.125 W＝0.0375 W，L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1，选项D正确．【答案】BD9.(2022·沈阳模拟)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7－2－29所示，充电器电的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()图7－2－29A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为IrU×100%【解析】充电器将电能转化为锂电池的化学能和电池产生的热能，即UIt＝E化＋I2rt，充电器输出的电功率为UI，电池产生的热功率为I2r，据此可知，电能转化为化学能的功率为UI－I2r，充电器的充电效率为(1－IrU)×100%，所以只有选项A、C正确．【答案】AC10.(2022·唐山一中质检)如图7－2－30所示，A板发出的电子经加速后，水平射入水平放置的两平行金属板间，金属板间所加的电压为U，电子最终打在光屏P上，关于电子的运动，则下列说法中正确的是()图7－2－30A．滑动触头向右移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升B．滑动触头向左移动时，其他不变，则电子打在荧光屏上的位置上升C．电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变D．电压U增大时，其他不变，则电子打在荧光屏上的速度大小不变【解析】滑动触头向右移动时，其他不变，加速电压增大，电子速度增大，则电子打在荧光屏上的位置下降，选项A错误；滑动触头向左移动时，其他不变，加速电压减小，电子速度减小，则电子打在荧光屏上的位置上升，选项B正确；电压U增大时，其他不变，则电子从发出到打在荧光屏上的时间不变，电子打在荧光屏上的速度增大，选项C正确，D错误．【答案】BC二、非选择题(本大题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11.(14分)(2022·西安一中质检)如图7－2－31所示，R3＝6 Ω，电内阻r为1 Ω，当S合上且R2为2 Ω时，电的总功率为16 W，而电的输出功率为12 W，灯泡正常发光，求：图7－2－31(1)电灯的电阻及功率；(2)S断开时，为使灯泡正常发光，R2的阻值应调到多少欧？【解析】(1)由P总＝IE，P总＝P输＋I2r可得：I＝2 A，E＝8 V电的路端电压U＝E－Ir＝6 V，可得：I灯＝1 A，U灯＝4 V所以：R灯＝U灯I灯＝4 Ω，P灯＝I灯U灯＝4 W.(2)S断开，灯泡正常发光时，电路中的总电流为I灯＝1 A，由I灯＝Er＋R′2＋R灯可得：R′2＝3 Ω.【答案】(1)4 Ω 4 W(2)3 Ω12．(16分)在图7－2－32甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器，当其滑片P从左端滑至右端时，测得电的路端电压随电中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：甲乙图7－2－32(1)电的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值．【解析】(1)将乙图中AB线延长，交U轴于20 V处．交I轴于1.0 A处，所以电的电动势为E＝20 V，内阻r＝EI短＝20 Ω.(2)当P滑到R3的右端时，R1被短路，电路参数对应乙图中的B点，即U2＝4 V，I2＝0.8 A，得R2＝U2I2＝5 Ω.(3)当P滑到R3的左端时，由乙图知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A所以R外＝U外I总＝80 Ω由于R外＝R1R3R1＋R3＋R2所以R3＝300 Ω.【答案】(1)20 V20 Ω(2)5 Ω(3)300 Ω。
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__
2015高考物理一轮复习课件：7-2 电路的基本规律及应用
考点二
闭合电路欧姆定律
3．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，但使该电源的效率大于 50%的 是( ) A．0.5 Ω C．1.5 Ω B． 1 Ω D．2 Ω
E IR 解析：由闭合电路欧姆定律得 I＝ ，电源效率 η＝ R＋ r IR＋r ×100%，电阻的功率 P＝I2R.将四个选项代入分析得，只有 C 符 合题目要求，故 C 正确．
22 非静电力做 不同类电源，电动势不同，且电动势越大，□ 功本领越大．
2．闭合电路欧姆定律 23 电动势 (1)内容：闭合电路中的电流跟电源的□ 24 电阻之和 跟内、外电路的□ 25 (2)公式：I＝□ 成反比． 成正比，
E 26 I(R＋r) ＝□ 27 U 内＋U 外． ，或 E＝□ R＋ r
二、闭合电路欧姆定律 1．电动势 19 把其他形式的能转化为电能 本领 (1)物理意义： 反映电源□ 大小的物理量． (2)大小： 等于电路中通过 1 C 电荷量时电源所提供的电能的 20 电压 数值；等于电源没有接入电路时两极间的□ 21 内外电路电势差 路中等于□ ；在闭合电
之和，即 E＝U 内＋U 外．
40 100－40 解析： 串联电路中， 电流相等， 则 ＝ R ， 解得 R＝120 Ω， 80 故只有 A 正确．
答案：A
2．如图 7－2－2 所示，额定电压都是 110 V，额定功率分别 为 PA＝100 W、PB＝40 W 的两灯泡，接在 220 V 电路上使用，使 电灯能够正常发光， 且电路中消耗电能最小的电路是哪一个( )
3．几个有用的结论 15 大于 电路中任意一个电阻， (1)串联电路的总电阻□ 电路中 16 变大 任意一个电阻变大时，串联总电阻□ 17 小于 电路中任意一个电阻， (2)并联电路的总电阻□ 任意一 18 变大 个电阻变大时，总电阻□ (3)无论电阻怎样连接，每一段电路消耗的电功率 P 总等于 各个电阻消耗的电功率之和．
高考物理一轮复习课件闭合电路欧姆定律及其应用
解题思路梳理
1 2
理解闭合电路欧姆定律
掌握闭合电路欧姆定律的基本内容，理解其物理 意义，明确电阻、电流和电压之间的关系。
分析电路结构
根据题目所给电路图，分析电路的结构，确定电 源、电阻、电流表等元件的连接方式。
3
应用闭合电路欧姆定律
将闭合电路欧姆定律应用于具体电路，列出电流 、电压和电阻之间的关系式，进而求解未知量。
串联电路中应用
01
02
03
串联电路特点
电流处处相等，总电压等 于各电阻两端电压之和。
欧姆定律应用
根据欧姆定律，可求得串 联电路中某一电阻的电压 或电流，进而求得整个电 路的电压、电流和功率。
解题技巧
在求解串联电路问题时， 可优先考虑使用欧姆定律 ，结合串联电路的特点， 简化计算过程。
并联电路中应用
电源等效变换法
将复杂电路中的电源进行等效变 换，如电压源与电流源的互换等 ，以简化电路分析过程。
01
等效电阻法
将复杂电路中的某些部分等效为 一个简单的电阻，从而简化电路 结构。
02
03
网孔电流法
针对具有多个网孔的复杂电路， 可设定每个网孔的电流，通过联 立方程求解电路问题。
04
04
闭合电路欧姆定律在生活实践中应 用
高考物理一轮复习课件闭 合电路欧姆定律及其应用
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 闭合电路欧姆定律基本概念 • 闭合电路欧姆定律实验验证 • 闭合电路欧姆定律在串并联电路中应用 • 闭合电路欧姆定律在生活实践中应用 • 解题技巧与案例分析 • 知识拓展与前沿动态
01
闭合电路欧姆定律基本概念
2023年高考物理一轮复习讲义——闭合电路的欧姆定律
第2讲 闭合电路的欧姆定律目标要求 1.了解电动势的物理意义，理解并掌握闭合电路的欧姆定律.2.会用闭合电路欧姆定律分析电路的动态变化.3.会计算涉及电源的电路功率.4.掌握路端电压和电流的关系及电源的U －I 图像．考点一 闭合电路欧姆定律及应用1．电动势(1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫电动势．(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．闭合电路欧姆定律(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：I ＝ER ＋r (只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir (适用于任意电路)．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．电动势就是电源的路端电压．( × )3．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．( √ )4．在电源电动势及内阻恒定的闭合电路中，外电阻越大，路端电压越大．( √ )1．路端电压与外电阻的关系(1)纯电阻电路：U ＝IR ＝E R ＋r·R ＝E1＋r R ，当R 增大时，U 增大；(2)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 ＝0.2．动态分析常用方法(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路． ①分析步骤(如图)：②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系 (2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零．①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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．考向1 闭合电路的有关计算例1 (2019·江苏卷·3)如图所示的电路中，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( )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．3 ΩD ．4 Ω答案 A解析 当断开S 后，电压表的读数等于电源的电动势，即E ＝3 V ；当闭合S 后，有U ＝IR ，又由闭合电路欧姆定律可知，I ＝E R ＋r ，联立解得r ＝1 Ω，A 正确，B 、C 、D 错误．考向2 闭合电路的动态分析例2 如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中( )A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案 A解析当滑片下移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，即电流表示数减小，A正确．考向3电路故障分析例3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．R1短路B．R2断路C．R2短路D．R3短路答案 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错误．因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，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R3短路符合条件，故选项A、C错误，D正确．例4如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为U ab＝6 V，U ad＝0 V，U cd＝6 V，由此可断定()A．L1和L2的灯丝都烧断了B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．滑动变阻器R断路答案 C解析由U ab＝6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由U cd＝6 V可知，灯泡L1与滑动变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2断路，选项C正确．电路故障检测方法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，或并联部分短路；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．在用欧姆表检测时，应断开电源．考点二闭合电路的功率及效率问题1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2 R＋r.2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝E2R (R＋r)2.4．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%(2)纯电阻电路：η＝RR ＋r×100%1．外电阻越大，电源的输出功率越大．( × ) 2．电源的输出功率越大，电源的效率越高．( × ) 3．电源内部发热功率越大，输出功率越小．( × )1．纯电阻电路中电源的最大输出功率(如图) P 出＝UI ＝I 2R ＝E 2(R ＋r )2R ＝E 2R (R －r )2＋4Rr ＝E 2(R －r )2R＋4r 当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r.2．提高纯电阻电路效率的方法η＝P 出P 总×100%＝R R ＋r×100%＝11＋r R×100%，R 增大，η越高．例5 (多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、电源内部的发热功率P r 和输出功率P R 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．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P A ＝P B ＋P CB ．b 、c 图线的交点与a 、b 图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C ．电源的最大输出功率P m ＝9 WD ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 Ω 答案 ABD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P E 等于输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，故A 正确；图线c 表示电路的输出功率与电流的关系图线，很显然，最大输出功率小于3 W ，故C 错误；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E R ＋r ＝E 2r ，输出功率的大小为E 24r ，a 、b 图线的交点表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时电源短路，所以此时电流的大小为Er ，功率的大小为E 2r ，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故B 正确；当I ＝3 A 时，P R ＝0，说明外电路短路，根据P E ＝EI 知电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝EI ＝1 Ω，故D 正确．例6 (2022·湖南省长郡中学高三月考)如图甲所示的电路，其中电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝2 Ω，定值电阻R ＝4 Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P 与其接入电路的阻值R P 的关系如图乙所示．则下列说法中正确的是( )A ．图乙中滑动变阻器的最大功率P 2＝2 WB ．图乙中R 1＝6 Ω，R 2＝12 ΩC ．滑动变阻器消耗功率P 最大时，定值电阻R 消耗的功率也最大D ．调整滑动变阻器R P 的阻值，可以使电源的输出电流达到2 A 答案 B解析 由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电路外电阻等于内阻r 时，输出功率最大，最大值为P m ＝E 24r ，把定值电阻看成电源内阻的一部分，由题图乙可知，当R P ＝R 1＝R ＋r ＝6 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P 2＝E 24(R ＋r )＝1.5 W ，A 错误；滑动变阻器的阻值为3 Ω时与阻值为R 2时消耗的功率相等，有(E 3 Ω＋R ＋r )2×3 Ω＝(ER 2＋R ＋r )2R 2，解得R 2＝12 Ω，B 正确；当回路中电流最大时，即R P ＝0时定值电阻R 消耗的功率最大，C 错误；当滑动变阻器R P 的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为I m ＝E R ＋r ＝64＋2A ＝1 A ，则调整滑动变阻器R P 的阻值，不可能使电源的输出电流达到2 A ，D 错误．等效电源把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”“内阻”如下： (1)两点间断路时的电压等效为电动势E ′.(2)两点短路时的电流为等效短路电流I 短′，等效内电阻r ′＝E ′I 短′.常见电路等效电源如下：考点三 电源的U －I 图像两类U －I 图像的比较电源的U －I 图像 电阻的U －I 图像 图像表述的物理量的关系电源的路端电压与电路电流的关系电阻两端电压与流过电阻的电流的关系图线与坐标轴交点①与纵轴交点表示电源电动势E过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零②与横轴交点表示电源短路电流Er图线的斜率－r (r 为内阻) 表示电阻大小(电阻为纯电阻时)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 图线上每一点坐标比值UI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表示此电阻的阻值大小例7 (多选)如图所示，图甲中M 为一电动机，开关S 闭合后，当滑动变阻器R 的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表V 1和V 2的读数随电流表A 读数的变化情况如图乙所示，已知电流表A 读数在0.2 A 以下时，电动机没有转动．不考虑电表内阻，以下判断正确的是( )A ．图线①为V 2示数随电流表读数的变化图线B ．电路中电源电动势为3.4 VC ．此电路中，电动机的最大输入功率是0.9 WD ．滑动变阻器的最大阻值为30 Ω 答案 AC解析 由题图甲知，电压表V 2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图线①表示V 2的示数与电流的关系，故A 正确；图线①的斜率大小等于电源的内阻，为r ＝ΔU ΔI ＝3.4－3.00.3－0.1 Ω＝2 Ω，当电流I 1＝0.1 A 时，U 1＝3.4 V ，则电源的电动势E ＝U 1＋I 1r ＝(3.4＋0.1×2) V ＝3.6 V ，故B 错误；当I 2＝0.3 A 时，U 2＝3 V ，电动机输入功率最大P ＝U 2I 2＝3×0.3 W ＝0.9 W ，故C 正确；若电流表A 示数小于0.2 A ，由题图乙知，电动机不转动，电动机的电阻r M ＝0.8－0.40.1Ω＝4 Ω，当I 1＝0.1 A 时，电路中电流最小，滑动变阻器的电阻为最大值，所以R 与R 0并联电阻的最大值R 并＝E I 1－r －r M ＝(3.60.1－2－4) Ω＝30 Ω，则滑动变阻器的最大阻值大于30 Ω，故D 错误．考点四 含容电路的分析1．电路简化把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上． 2．电容器的电压(1)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压，相当于导线． (2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压． 3．电容器的电荷量及变化(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．(2)如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q 1－Q 2|； (3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q 1＋Q 2.例8 阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A.25B.12C.35D.23 答案 C解析 S 断开时等效电路图如图甲所示．甲电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路图如图乙所示．乙电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确．例9 (多选)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .电路中的R 2、R 3均为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是( )A ．只逐渐增大R 1的光照强度，电阻R 0消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流B ．只将滑动变阻器R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只将滑动变阻器R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开开关S ，带电微粒向下运动 答案 AD解析 只逐渐增大R 1的光照强度，R 1的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电阻R 0消耗的电功率变大，滑动变阻器R 2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器下极板的带电荷量变大，所以电阻R 3中有向上的电流，故选项A 正确；电路稳定时，电容器所在支路相当于断路，只将滑动变阻器R 3的滑动端P 2向上端移动时，对电路没有影响，故选项B 错误；只将滑动变阻器R 2的滑动端P 1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E ＝Ud 可知电场强度变大，带电微粒向上运动，故选项C 错误；若断开开关S ，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的静电力减小，带电微粒将向下运动，故选项D正确．课时精练1.(多选)(2020·江苏卷·6)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时()A．车灯的电流变小B．路端电压变小C．电路的总电流变小D．电源的总功率变大答案ABD解析汽车启动时，车灯变暗，I灯减小，U灯减小，路端电压变小，则电路的总电流变大，故A、B正确，C错误；由P＝IE知电源的总功率变大，故D正确．2.(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的阻值为1 ΩC．电源的输出功率为4 WD．电源的效率为50%答案ABC解析由题图中图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V，内阻为r＝EI短＝0.5 Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1 Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2 A，路端电压U＝IR＝2 V，电源的输出功率为P＝UI＝4 W，电源的效率为η＝UIEI×100%≈66.7%，故选项A、B、C正确，D错误．3．(多选)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，由此推断，以下故障可能的是()A．L1灯丝烧断B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容器被击穿短路答案BD解析若L1灯丝烧断，会使电路总电阻变大，总电流变小，电阻R2与L2并联电压变小，L2会变暗，故A错误；若电阻R2断路，会使电路的总电阻增大，总电流减小，R1并联部分电压与内电压之和减小，使L2两端的电压增大，L2会变亮，故B正确；若R2短路，L2会因被短路而熄灭，故C错误；若电容器被击穿短路，由于电路的总电阻减小，总电流增大，电阻R2与L2并联电压变大，L2会变亮，故D正确．4．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是()A．电源的输出功率一定变小B．电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小C．电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小D．电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小答案 C解析当内、外电阻相等时电源的输出功率最大，由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故A错误；当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可得，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大，电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量，则I2减小，即电流表A2的读数变小，因总电流增大，不变，则U1减小，A2的读数为I2＝U1R3则通过R2的电流增大，则U2变大，即电压表V2示数变大，故C正确，B、D错误．5.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%答案 B解析由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率，由题图可知，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；电阻箱所消耗功率P最大值为45 W时，电阻箱读数为R＝5 Ω，则电流I＝P＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱R所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误．6．(多选)如图甲所示，不计电表内阻，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化规律分别如图乙中a、b所示，下列判断正确的是()A ．图线a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源电动势B ．图线b 斜率的绝对值等于电源的内阻C ．图线a 、b 交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率D ．图线a 、b 交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R 0消耗的功率 答案 ACD解析 题图乙中图线b 是电压表V 2示数的变化情况，图线a 是电压表V 1示数的变化情况；V 1测的是路端电压，则a 的延长线与纵轴交点的纵坐标值为电源的电动势，A 正确；图线b 斜率的绝对值等于电阻R 0的阻值，B 错误；图线a 、b 交点的横、纵坐标之积既等于此状态下电源的输出功率，也等于电阻R 0消耗的功率，C 、D 正确．7．(2022·江苏淮安市车桥中学高三开学考试)如图所示电路，电源内阻为r ，两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ，D 为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表．闭合S 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动．现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ，电流表示数变化量为ΔI ，则下列说法中错误的是( )A ．两灯泡逐渐变亮B ．油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI ＝R ＋r D ．ΔU 2>ΔU 1 答案 B解析 滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A 正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V 1的示数减小，而L 1的电压变大，所以L 2与滑动变阻器部分的电压减小，所以V 2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q 不变，则由C ＝Q U ＝εr S 4πkd ，E ＝Ud 得E ＝4πkQεr S ，可知E 不变，油滴静止不动，选项B 错误；把L 1电阻R 看作电源内阻一部分，ΔU 2就是R ＋r 两端电压的增加量，则ΔU 2ΔI ＝R ＋r ，选项C 正确；由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI ＝r ，所以ΔU 2>ΔU 1，选项D 正确．8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图像．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )A ．5.5 ΩB ．7.0 ΩC ．12.0 ΩD ．12.5 Ω答案 A解析 由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U ＝2.5 V ，电流为I ＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U I ＝3.6－2.50.2 Ω＝5.5 Ω，故A 正确．9．(多选)在如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，各理想电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )A.U 1I 不变，ΔU 1ΔI 不变 B.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 变大 C.U 2I 变大，ΔU 2ΔI 不变 D.U 3I 变大，ΔU 3ΔI不变 答案 ACD解析 由题图电路图可知，U 1、U 2分别是R 1、R 2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U 3是路端电压，由欧姆定律可知R 1＝U 1I ＝ΔU 1ΔI (因R 1是定值电阻)，故A 正确；U 2＝E－I (R 1＋r )(因E 、R 1、r 均是定值)，U 2I ＝R 2，R 2变大，U 2I 变大，ΔU 2ΔI 的大小为R 1＋r ，保持不变，故B 错误，C 正确；U 3I ＝R 1＋R 2，因R 2变大，则U 3I 变大，又由于U 3＝E －Ir ，可知ΔU 3ΔI 的大小为r ，保持不变，故D 正确．10．(2022·宁夏银川市银川一中模拟)在如图所示的电路中，定值电阻R 1＝3 Ω、R 2＝2 Ω、R 3＝1 Ω、R 4＝3 Ω，电容器的电容C ＝4 μF ，电源的电动势E ＝10 V ，内阻不计．闭合开关S 1、S 2，电路稳定后，则( )A ．a 、b 两点的电势差U ab ＝3.5 VB ．电容器所带电荷量为1.4×10－6 CC ．断开开关S 2，稳定后流过电阻R 3的电流与断开前相比将发生变化D ．断开开关S 2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为2.4×10－5 C 答案 D解析 设电源负极的电势为0，则电源正极的电势为φ＝10 V ，又因为φ－φa ＝ER 1＋R 2R 1，代入数据可解得φa ＝4 V ，同理有φ－φb ＝ER 3＋R 4R 3，解得φb ＝7.5 V ，故U ab ＝φa －φb ＝－3.5 V ，选项A 错误；由Q ＝CU ，可知此时电容器所带电荷量为Q ＝4×10－6×3.5 C ＝1.4×10－5 C ，选项B 错误；由电路知识可知，断开开关S 2，稳定后流过电阻R 3的电流与断开前相比不会发生变化，选项C 错误；断开开关S 2，稳定后a 点的电势为φa ′＝10 V ，b 点电势仍为φb ＝7.5 V ，故此时U ab ′＝φa ′－φb ＝2.5 V ，且上极板带正电，故上极板带电荷量的变化量为ΔQ ＝C ΔU ，即ΔQ ＝4×10－6×6 C ＝2.4×10－5 C ，选项D 正确．11．在如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3是一滑动变阻器，当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R 2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值．答案 (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率大小等于电源的内阻，则有内阻 r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝16－40.8－0.2 Ω＝20 Ω 电源的电动势为E ＝U ＋Ir取电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ， 代入解得E ＝20 V(2)当滑片P 滑到最右端时，R 1被短路，外电路的电阻最小，电流最大．此时电压U 2＝4 V ， 电流I 2＝0.8 A ， 则定值电阻R 2＝U 2I 2＝5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小， 此时路端电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ， 外电路总电阻为R ＝U 1I 1＝80 Ω又R ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3代入解得R 3＝300 Ω.12.如图所示，电源电动势E ＝2 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 0＝2 Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时，R 上消耗的功率最大，最大值为多少？答案 23 Ω 23W解析 法一 由公式P R ＝U 2R ，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U ＝E ·R 0RR 0＋R r ＋R 0RR 0＋R ＝ER 0R rR 0＋rR ＋RR 0，所以P R ＝E 2R 02R (rR 0＋rR ＋R 0R )2，代入数据整理得P R ＝164R ＋9R ＋12，当R ＝23 Ω时，R 上消耗的功率最大，P R max ＝23W.法二 采用等效电源法分析，把定值电阻等效到电源的内部，即把电源和定值电阻看作等效电源，为E ′＝R 0R 0＋r E ，内阻为r ′＝R 0r R 0＋r 的电源，当R ＝r ′＝R 0rR 0＋r 时，电源对外电路R的输出功率最大为P R max ＝E ′24r ′.把数值代入各式得：E等＝E ′＝R 0R 0＋rE ＝43 V ；r等＝r ′＝R 0r R 0＋r ＝23 Ω.所以P R max ＝E 等24r 等＝23W.。
届高考物理一轮复习学案第8章第2节电路闭合电路的欧姆定律
第2节电路闭合电路的欧姆定律一、电路的串联、并联串联并联电流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 1R＝1R1＋1R2＋…＋1R n功率分配P1R1＝P2R2＝…＝P nR n P1R1＝P2R2＝…＝P n R n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＝W q。
(3)物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。
2．内阻：电源内部导体的电阻。
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＝ER＋r。
(只适用于纯电阻电路)(2)E＝U内＋U外。
(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－Ir。
(适用于任何电路)(2)U-I图象①当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。
②当外电路电压为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。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大。
(√)(2)电动势就是电源两极间的电压。
(×)(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。
(√)(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。
(×)2．(人教版选修3－1P 63T 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] B3．(人教版选修3－1P 52T 2改编)(多选)如图画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。
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高考物理一轮复习部分电路的规律【考点整合】一、电流1、电流的产生：电荷的定向移动形成电流.2、产生持续电流的条件：〔1〕内因：存在自由电荷；〔2〕外因：导体两端存在电势差导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动，形成电流. 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.3、电流的方向：规定正电荷移动的方向为电流的方向.〔1〕在金属导体中，电流的方向与自由电荷〔电子〕的定向移动方向相反.在电解液中，电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反.〔2〕在外电路中正→负，内电路中负→正〔3〕电流是标量，它的运算不遵循平行四边形定则.4、电流的强弱—电流强度I〔1〕定义：过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值，〔2〕单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，相应的单是基本单位，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A，通常单位还有毫安、微安1A=103mA=106μA5、电流的微观表达式： I=nqSvn单位体积内的电荷数，q为每个自由电荷的电荷量，S为导体的横截面积，v为电荷定向移动的速率6、归纳一下和电流有关的各种表达式〔定义式〕 I=nqSv 〔微观表达式〕〔部分电路的欧姆定律〕〔闭合电路的欧姆定律〕〔和功率的关系〕〔安培力〕7、电流的分类：〔1〕直流电：方向保持恒定的电流.〔2〕恒定电流：大小和方向均保持不变的电流.〔3〕交流电：方向均随时间周期性变化的电流.〔4〕正弦交流电：大小方向均随时间按正弦规律变化的电流.二、电阻、电阻定律1、电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻.在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω.常用的电阻单位还有千欧〔kΩ〕和兆欧〔MΩ〕：1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω2、电阻定律：温度一定时导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比.这就是电阻定律.公式：R=〔决定式〕比例常数ρ跟导体的材料有关，是一个反映材料〔不是每根具体的导线的性质〕导电性能的物理量，称为材料的电阻率.3、电阻率：电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定，但受温度的影响．单位是:Ω·m①由导体的材料决定，与长度、横截面积无关②纯金属的电阻率小，合金的电阻率大③材料的电阻率与温度有关系金属的电阻率随着温度的升高而增大.〔可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大.〕铂较明显，电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化制成的.半导体的电阻率随温度的升高而减小〔可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高〕.有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC.我国科学家在1989年把TC提高到130K.现在科学家们正努力做到室温超导.锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小.利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻 4、半导体〔1〕金属导体的电阻率约为10-8~10-6Ω·m.绝缘体的电阻率约为108~1018Ω·m.半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随温度的增加而增加，反随温度的增加而减小.常见的半导体材料：锗、硅、砷化镓、锑化铟等.〔2〕半导体的特性：半导体的导电性能：介于导体和绝缘体之间； 半导体的热敏特性：当温度升高时，电阻变小； 半导体的光敏特性：当有光照时，电阻变小 半导体的掺杂特性：掺入杂质时，电阻变大. 〔3〕半导体的应用：利用半导体材料可以制成热敏电阻、光敏电阻、传感器、晶体二极管、晶体三极管等电子元件；〔2〕制成集成电路、超大规模集成电路，开辟了微电子技术的新时代 三、部分电路的欧姆定律1、内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比2、公式：或R U I =I U R =3、适用条件：纯电阻电路，包括金属导体，电解质溶液，不适用于空气导体和某些半导体器件．4、导体的伏安特性曲线：〔1〕伏安特性曲线：导体中的电流I 随导体两端的电压U 变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线. 如图所示，是金属导体的伏安特性曲线. 在I —U 图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数.即k=tanθ=.图线的斜率越大，电阻越小.〔2〕线性元件和非线性元件符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件.不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件.四、电功和电功率1、电功：导体内的自由电荷在导体内的电场中定向移动时电场力对其所做的功，也常说成电流做的功，简称电功.电功反映了电能和其它形式能的相互转化.电流做了多少功，就有多少电能转化为其它形式的能. 公式：W=UIt在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J. 电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h. 1kW·h=1000W×3600s=3.6×106J2、电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率，用P 表示，电功率表征电流做功的快慢.公式：P==UI ； 单位：瓦〔W 〕、千瓦〔kW 〕额定功率：用电器正常工作的〔最大〕功率.实际功率：用电器工作时其两端的电压往往不等于额定电压，此时用电器的功率即为实际功率，不等于额定功率.3、焦耳定律：电流通过导体时产生的热量〔电热〕，跟电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比，公式为Q=I2Rt热功率：单位时间内发热的功率叫做热功率RI P 2=热 4、纯电阻电路和非纯电阻电路在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，电功和电热相等，电功率和热功率相等.RI IU P P 2===热电在非纯电阻电路〔非纯电阻元件：电流通过用电器做功以转化为除内能以外的其它形式的能为目的，发热不是目的，而是不可避免的能量损失.电机、电风扇、电解槽等〕中，电功率和热功率不相等：由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用.注意：在非纯电阻电路中，欧姆定律不适用，因此，由欧姆定律推导出的一切公式都不适用了.这是我们判断公式使用范围的原则.五、串联电路与并联电路的特点1、串联电路①电路中各处电流相同．I=I1=I2=I3=……②串联电路两端的电压等于各电阻两端电压之和.U=U1+U2+U3…… ③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R1＋R2＋…＋Rn ④电压分配： 〔串联电阻具有分压作用——制电压表〕，⑤功率分配： 22211I R P R PR P nn ===2、并联电路①并联电路中各支路两端的电压相同． U=U1=U2=U3…… ②并联电路总电路的电流等于各支路的电流之和I=I1＋I2＋I3=……③ 并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和. 特别注意：总电阻比任一支路电阻小；在并联电路中，增加支路条数，总电阻变小；增加任一支路电阻，总电阻增大④电流分配：并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比〔并联电路具有分流作用——改装电流表〕⑤功率分配：并联电路中通过各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比22211U PR R P R P R P n n ====【要点探究&典例精讲】► 要点一 电路图的简化 1、 原则：无电流的支路除去； 电势相等的各点合并； 理想导线长度任意；理想电流表视为导线，零电阻； 理想电压表视为短路，电阻无穷大； 电容器稳定时视为短路 2、常用等效化简方法①电流分支法：a ．先将各结点用字母标上；b ．判定各支路元件的电流方向〔若电路原无电流，可假设在总电路两端加上电压后判断〕；c ．按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d ．将画出的等效图加工整理．例1、试将如图所示的电路进行等效变换〔S 未接通〕，画出等效电路图．例2、如图所示电路，当ab 两端接入100 V 电压时，cd 两端为20 V ；当cd 两端接入100 V 电压时，ab 两端电压为50 V ，则R1∶R2∶R3之比是〔 〕 A ．4∶2∶1 B ．2∶1∶1 C ．3∶2∶1 D ．以上都不对► 要点二 对电阻定律、欧姆定律的理解 1、 欧姆定律只适用于纯电阻电路2、 电阻定律反映了电阻是导体本身的性质，与电流、电压无关；电阻率由材料决定，与长度和横截面积无关例3、对于常温下一根阻值为R 的均匀金属丝，下列说法中正确的是 〔 〕 A ．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB ．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为R 14C ．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，则任一状态下的比值不变0U U ID ．把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零例4、材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0〔1＋αt 〕，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t ＝0 ℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常数．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0 ℃时，铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m ，碳的电阻率为3.5×10－5Ω·m ，附近，在0 ℃时，铜的电阻温度系数为3.9×10－3 ℃－1，碳的电阻温度系数为－5.0×10－4 ℃－1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m 的导体，要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度〔忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化〕．► 要点三 伏安特性曲线的应用 例5、小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图线过P 点的切线，PQ 为U 轴的垂线，PM 为I 轴的垂线，则下列说法正确的是〔 〕A ． 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B ．对应P 点，小灯泡的电阻为U1/I2C ．对应P 点，小灯泡的电阻为U1/〔I2-I1〕D ．对应P 点，小灯泡的功为矩形PQOM 的面积例6、如图所示，a 、b 分别表示由相同材料制成的两根长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是〔 〕A ．a 代表的电阻丝较粗B ．b 代表的电阻丝较粗C ．a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D ．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比► 要点四 纯电阻电路和非纯电阻电路中电功、电热的计算 1、纯电阻和非纯电阻的比较2.电动机的功率和效率〔1〕总功率〔输入功率〕：P 总＝UI ；〔2〕线圈上的热功率：P 热＝I2r ；〔3〕输出功率〔机械功率〕：P 出＝P 总－P 热＝UI －I2r ；〔4〕效率：η＝×100%.说明：电动机正常转动时，必须用上面的公式计算各物理量，欧姆定律不成立；当电动机通电后被卡住没有转动时，相当于纯电阻电路，欧姆定律成立.例7、微型吸尘器的直流电动机内阻一定．当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转．当加在电动机两端电压为2.0 V时，电流为0.8 A，这时电动机正常工作．则〔〕A．直流电动机的内阻为2.5 ΩB．电动机正常工作时，输出的机械功率为1.6 WC．电动机正常工作时，内阻的消耗的功率为0.09 WD．电动机正常工作时，电动机的效率为60%规格后轮驱动直流电动机车型26″电动自行车额定电压下的输出功率110 W整车质量30 kg额定电压36 V最大载重120 kg额定电流 3.5 Akg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f恒为车和人总重的0.02倍．若取g＝10m/s2，那么在此人行驶的过程中，求：〔结果保留两位有效数字〕〔1〕此车电动机在额定电压下正常工作的效率有多高？〔2〕在电动机以额定功率提供动力的情况下，此人骑车行驶的最大速度为多大？〔3〕在电动机以额定功率提供动力的情况下，当车速为v1＝1.0 m/s时，此人骑车的加速度为多大？〔4〕假设电动机正常工作时，损失的功率有80%是由于电机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻为多大？►要点五串并联电路的特点及电表的改装1、串并联电路的特点〔见考点整合部分〕2、串并联的应用——电表的改装电表的改装：微安表改装成各种表，关健在于原理〔1〕灵敏电流表G〔表头，也叫灵敏电流计〕〔小量程的电流表〕①表头的主要构造：常用的表头主要由永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动的线圈组成.②表头的工作原理当线圈中有电流通过时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转，通过线圈的电流越大，指针偏转的角度就越大，即θ∝I.这样根据指针的偏角就可以知道电流的大小.若在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了.③表头的几处参量〔Ⅰ〕满偏电流Ig：指表头的线圈准许通过的最大电流，很小，一般不超过几十微安到几毫安，用Ig表示.〔Ⅱ〕表头的内阻Rg：指表头的线圈电阻，一般为几欧到几百欧，用Rg表示.〔Ⅲ〕满偏电压Ug：指表头通过满偏电流时，加在它两端的电压，用Ug表示.据部分电路欧姆定律可知，三者之间关系为：Ug=IgRg结论：表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装.改装的原理是：电路中串联电阻起分压作用且电压分配与阻值成正比，电路中并联电阻起分流作用且电流分配与阻值成反比.〔3〕电压表的改装当加在表头两端的电压大于满偏电压时，通过表头的电流就大于满偏电流，可能将表头烧坏.利用串联电阻的分压作用，给表头G 串联一个适当的电阻R ，将表头改装成一个量程较大的电压表V ，用改装后的电压表V 就可以测量较大的电压.方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝，则根据分压原理，需串联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大. 〔4〕电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值，故量程扩大的倍数越高，并联电阻值越小.例9、如图所示，一个有3 V 和30 V 两种量程的电压表，表头内阻为15 Ω，满偏电流为1 mA ，求R1、R2的阻值各为多大？ 例10、如图所示，有一个表头G ，满偏电流Ig=500mA ，内阻Rg=200 Ω，用它改装为有1 A 和10 A 两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？► 探究点六 电路的故障分析 1.电路故障的种类特点〔1〕断路的特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流为零；若外电路中任意两点间的电压不为零〔等于电动势〕，则这两点间有断点，而这两点与电源间的连接是通路；〔2〕短路的特点：若干路中一处发生短路，表现为有电流通过干路而干路中短路部分两端的电压为零；若支路一处发生短路，表现为与支路并联的部分无电流通过，其两端的电压为零． 2.电路故障的分析方法 〔1〕仪器检测法①断路故障的判断：用电压表逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点．②短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压，再逐段与电源并联．若电压表示数为零，该电路被短路；若电压表示数不为零，则该电路不被短路或不完全被短路．〔2〕假设法已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可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故障．运用电路知识正向推理，推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路；直到找出发生故障的全部可能为止．亦称为排除法．分析电路故障时，要做出准确的判断，应明确： A.电流表无示数，说明与电流表连接的支路无电流．B.电压表无示数，说明与电压表相连的两点间无电势差；有示数则说明与电压表相连的两点间有电势差．判断电路中两点间有无电势差常利用下面的原则：a.有阻无流没有电压降；b.有流无阻没有电压降．例11、如图所示，灯泡A 、B 都能正常发光，后来由于电路中某个电阻发生断路，致使灯泡A 比原来亮一些，灯泡B 暗一些，则断路的电阻是〔 〕A ．R1B ．R2C ．R3D ．R41R G 2R - 1R G 2R 公共 10A 1A R g例12、如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是〔〕A．R1断路 B．R2断路C．R3短路 D．R4短路R4本讲习题精练1、关于电阻率，下列说法中不正确的是〔〕A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻2、已知如图，两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，100W”，另外有一只滑动变阻器R，将它们连接后接入220V的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路〔〕3、某实验小组用三只相同的小灯泡，联成如图所示的电路，研究串并联电路特点.实验中观察到的现象是〔〕A． k2断开，k1与a连接，三只灯泡都熄灭B ．k2断开，k1与b连接，三只灯泡亮度相同C ．k2闭合，k1与a连接，三只灯泡都发光，L1、L2亮度相同D ．k2闭合，k1与b连接，三只灯泡都发光，L3亮度小于L2的亮度4、根据经典理论，金属导体中电流的微观表达式为I=nvSe，其中，n为金属导体中每单位体积内的自由电子数，v为导体中自由电子沿导体定向移动的速率，S为导体的横截面积，e为自由电子的电荷量如图所示，两段长度和材料完全相同、各自粗细均匀的金属导线ab、bc，圆横截面的半径之比为，串联后加上电压U，则〔〕A．两导线内的自由电子定向移动的速率之比为:1:4 ab bcv v =B．两导线内的自由电子定向移动的速率之比为:4:1 ab bcv v=C．两导线的电功率之比为:4:1 ab bcP P =D．两导线的电功率之比为:16:1 ab bcP P=5、日常生活用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风可将头发吹干.设电动机线圈的电阻为，它与电热丝的电阻相串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，通过的电流为I，消耗的电功率为P，则以下选项正确的是〔〕A．IU＞P B．IU=PC． D．212()P I R R>+212()P I R R=+6、如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3、R4均为定值电阻，A、B为两个小灯泡．当电路中某电阻发生故障后，A灯变亮、B灯变暗，则该故障可能为〔〕A．R1短路 B．R2断路C．R3短路 D．R4断路7、一灵敏电流计，允许通过的最大电流〔满刻度电流〕为Ig=50μA，表头电阻Rg=1kΩ，若改装成量程为I m=1mA的电流表，应并联的电阻阻值为Ω.若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应再串联一个阻值为 Ω的电阻8、如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表.安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则：安培表A1的读数安培表A2的读数；安培表A1的偏转角安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角伏特表V2的偏转角；9、某电动机，当电压U1=10V时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A.当电压为U2=36V 时能带动A． B． C． D．负载正常运转，这时电流为I2=1A.不考虑电动机线圈的电阻随温度的改变，求这时电动机的机械功率是多大？10、环保汽车将2008年奥运会场馆服务.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量kg.当它在水平路面上以v=36km ／h 的速度匀速行驶时，驱动电机的输人电流I=50A ，电压U=300V.在此行驶状态下3310m =⨯ 〔1〕求驱动电机的输入功率；〔2〕若驱动电机能够将输人功率的90％转化为用于牵引汽车前进的机械功率，求汽车所受阻力与车重的比值〔g 取〕；11、如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V ，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为R1=2.4kΩ、R2=4.8k Ω，电容器的电容C=4.7μF ．闭合开关S ，待电流稳定后，用电压表测R1两端的电压，其稳定值为1.50V ． 〔1〕该电压表的内阻为多大?〔2〕由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少?。