人教版高中物理一轮复习课件：7.2电路 电路的基本规律

(2分)
解得E=4 V，R4+r=1 Ω
故只能求出电源电动势E，而不能求出内阻r.
(2分)
答案：(1)R2 (2)4 Ω (3)见规范解答
【总结提升】闭合电路欧姆定律应用问题的规范求解 1.一般解题步骤 (1)分析电路，将复杂的电路简化，分析各电阻的连接情况. (2)求出电路的总电阻，根据闭合电路欧姆定律求出总电流.若 电路发生变化，可以列出方程组. (3)应用串并联电路和部分电路欧姆定律研究各部分电路的情 况，可以求解各部分电路的电阻、电压、电流、电功率等. (4)根据计算所得结果，判断电路的工作情况，并分析结果的合 理性.
【解题指南】解答本题应把握以下三点： (1)弄清图线A、B、C的物理意义，分析图象交点坐标的含义. (2)当电源内阻和外电路电阻相等时，输出功率最大. (3)外电阻越大时，电源的效率越高.
【自主解答】选A.电源的效率
P出 P总
U，EII由 于UE UB>UC，故
R1接在电源上时，电源的效率高，A项正确,B项错误；将电阻接
闭合电路欧姆定律的应用 【例证3】(16分)如图所示电路，已知R3=4 Ω，闭合开关，电 流表读数为0.75 A，电压表读数为2 V，经过一段时间，一个电 阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.8 A，电压表读数变为 3.2 V，问：
(1)哪个电阻发生断路故障？ (2)R1的阻值是多少？ (3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不 能，说明理由.
A.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动， G中有从b到a的电流 B.在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运 动，G中有从b到a的电流 C.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G 中有从a到b的电流 D.在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过
Pm
E2 4r
.
②当R向接近r阻值的方向变化时， P出增大，当R向远离r阻值出 100% U 100% R 100%
P总
E
Rr
R越大，η越大，当R=r时，P出最大，η=50%.
可见，输出功率最大时,电源的效率并不是最高.
如图是一火警报警电路的示意图.其中R3为 用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻
②当外电路短路时，I短= ,U=0E
_r_
4.路端电压跟电流的关系 (1)关系式：U=_E_-_I_r_. (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_内__阻__).
1.电路动态变化问题的分析
(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→
串联
I=I_1_=__I_2_=_…__=__In U=U__1+__U_2_+_…__+__Un
并联
I=I_1_+_I_2_+_…___+_I_n U=U_1_=_U__2=__…__=_U_n
电阻 电压分配 电流分配 功率分配
串联
R=R__1+__R_2_+_…__+__Rn
U1= U2
_RR_，_12
1.欧姆定律的理解及应用 (1)适用范围：适用于金属导体、电解质溶液等纯电阻导电,对 于气体导电，电动机、电风扇等非纯电阻则不适用. (2)公式 I U 是电流的决定式，表示通过导体的电流I由加在导
R
体两端的电压U和导体的电阻R共同决定. (3)公式中I、U和R三个物理量必须对应同一段电路,并且U和I必 须是导体上同一时刻的电压和电流.
A.A
B.b
C.c
D.d
【解析】选A.因为在I-U图象中，图线的斜率 k I ， 1故斜
UR
率越大，电阻越小，因而a的电阻最小，故选A.
考点3 闭合电路欧姆定律
1.闭合电路
(1)组成
①电源内部是_内__电__路__. ②用电器、导线组成_外__电__路__.
(2)内、外电压的关系：E=_U_内_+_U_外__.
3.无论电阻怎样连接，电路中总耗电功率P总等于各个电阻耗电
功率之和
4.当n个等值电阻R0串联或并联时，R串
nR 0，R 并
1 n
R0
有四盏灯，如图所示连接在电路中，L1和L2都标有 “220 V 100 W”字样，L3和L4都标有“220 V 40 W”字样， 把电路接通后，最暗的是( )
A.L1
B.L2
C.L3
D.L4
【解析】选C.由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出
R1=R2<R3=R4，即R4>RRR2 21R>R3 3
.由串联电路功率的分配知
P4>P1>(P2+P3)，而P2与P3的大小可由并联电路的功率分配知
P2>P3，所以四盏灯消耗的实际功率大小关系为P4>P1>P2>P3，
率随温度的升高而增大.值班室的显示器为
电路中的电流表，电源两极之间接一报警器.
当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电
压U的变化情况是( )
A.I变大，U变小
B.I变小，U变大
C.I变大，U变大
D.I变小，U变小
【解析】选C.当传感器R3所在处出现火情时，由题意可知，R3 增大，回路总电阻增大，干路电流减小，路端电压U变大，而 UR2=E-I总(r+R1)，则R2两端电压增大，流过R2的电流变大，选项 C正确.
2.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、 外电路的电阻之和成_反__比__. (2)公式：I= E (只适用于纯电阻电路)
_R___r_
3.路端电压与外电阻的关系
一般情况 特殊情况
U IR
E Rr
R
E 1
r
当R增大时，U_____ R
增大
①当外电路断路时，I=0,U=E
故
最暗的灯是L3.
考点2 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__ 2.公式：I___UR__
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 4.导体的伏安特性曲线 用横轴表示_电__压__U_，纵轴表示_电__流__I_，画出I-U关系图线 (1)线性元件:伏安特性曲线为通过坐标原点的_直__线__的电学元件. (2)非线性元件:伏安特性曲线为_曲__线__的电学元件，即非线性元 件电流与电压_不__成__正__比__.
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.
U串↓
第2讲 电路 电路的基本规律
高考是人生中必经的一道坎！
开启高考成功之门，钥匙有三。 其一：勤奋的精神; 其二：科学的方法; 其三：良好的心态。
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。 天生我材必有用，千金散尽还复来。 祝大家都能考入心中理想的大学。
考点1 电阻的串联、并联
电路串、并联的比较
电流强度 电压
在电源上，电阻的U-I图象与电源两端电压与电流关系图象的交
点，表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流，从图象
中只可看出电流的数值，由于图线的斜率等于电阻的阻值，由 图象可知，R2与电源的内阻相等，所以接在电源上时，R2比R1消 耗功率大，故C、D错.
【总结提升】用图象分析电源输出功率和效率 (1)分析图象问题时，一定要明确图线的含义，即要确定两坐标 轴表示的物理意义. (2)对闭合电路的U-I图象，图线上每一点纵、横坐标的乘积为 电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点纵、横坐标的比 值为此时外电路的电阻. (3)注意电源输出功率最大与电源效率的区别，输出功率增大时， 效率不一定增大，当R=r时，电源有最大输出功率，而效率仅 为50%.
3.2 0.8
4
(4分)
(3)R2断路前，R3两端的电压为
U3 I1R1 U2 0.75 4 V 2 V 1 V(2分)
I3
U3 R3
1 4
A 0.25
A
(2分)
R2断路前后，根据闭合电路欧姆定律
E=0.75×4 V+(0.25+0.75)(R4+r)
(2分)
E=3.2 V+0.8(R4+r)
U并↑
即：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.
2.电源的输出功率和电源的效率
(1)输出功率.
根据闭合电路欧姆定律可以推出：P出
I2R
R
E2
r2
4r
R
①当R=r时，电源的输出功率最大，最大值
U= n U
Rn
__R_
P1 P2
=_RR_12_，
Pn P
=
Rn
_R__
并联
1
=
R
1 1 1
_R_1__R__2 ______R_n
I1 I2
=_RR_12_
，
I1 I
=
R
_R_1_
P1 P2
=_RR_12_，
P1 P
=
R
_R_1_
对串、并联电路电阻的四点说明 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，电路中任意一 个电阻变大时，总电阻变大
电路动态变化问题 【例证1】(2011·海南高考)如图，E为内阻不能忽略的电池， R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流 表.初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )
A. 的读数变大， 的读数变小 B. 的读数变大， 的读数变大 C. 的读数变小， 的读数变小 D. 的读数变小， 的读数变大
【解题指南】本题可用两种方法来考虑:
(1)程序法：S断开，相当于R2支路电阻增大，则可按以下程序 得出结论：
部分电
总电阻
总电流
路变化
变化
变化
路端电
各部分电压、
压变化
电流的变化
(2)“串反并同”结论法.
【自主解答】解法一.选B.当S断开时，外电阻变大，总电流I变 小，路端电压U外变大，所以电压表的示数变大；总电流变小， 电阻R1上的电压U1减小，而路端电压变大，则电阻R3上的电压变 大，所以电流表的示数变大.所以B项正确. 解法二.选B.S断开，相当于电阻变大，电流表 和电压表 都 和S所在支路并联，根据“串反并同”， 、 示数都变大，故 B正确.
【解题指南】解答此题时应注意以下三点： (1)电压表有示数表明电压表与电源相通. (2)电流表有示数表明其回路是相通的. (3)分析时可把R4看成电源内阻的一部分.
【规范解答】(1)由电压表和电流表示数都增大可以确定R2断
路.
(2分)
(2)R2断路后，电压表测量的是R1两端的电压，根据
R
U I
，R 1
【总结提升】程序法分析电路动态变化 (1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化. (2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R总如何变化. (3)根据闭合电路欧姆定律I总＝ E，确定电路的总电流如
R总 r
何变化.
(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. (7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化.
2.伏安特性曲线的意义 U-I图象与I-U图象的比较
图象
物理意义
注意问题
部分电路欧姆 定律U-I图象
U
O
I
反映U和I的正比 关系
图象的斜率表示导体的 电阻，斜率越大，电阻 越大
伏安特性曲 线I-U图象
I
反映导体的伏安特性
图象斜率的倒数表示导 体的电阻
O
U
有a、b、c、d四个电阻，它们的I -U 关系如图所示，其中电阻 最小的是( )
电源的输出功率和效率 【例证2】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R1、R2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.R1接在电源上时，电源的效率高 B.R2接在电源上时，电源的效率高 C.R1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
2.应注意的问题 (1)判断电路故障，要首先确定是断路还是短路.然后依据电压 表、电流表示数判断.例如断路故障，主要参考电压表示数，电 压表有示数，则与电压表并联的部分发生断路. (2)与电源串联的未知电阻可以等效为电源内阻，这是应用闭合 电路欧姆定律常用的方法.
考查内容
含电容电路综合问题
【例证】如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器 两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷 量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计.则以下说法正 确的是( )