第九章 第2讲 闭合电路欧姆定律（题库）-2023高考物理【步步高】大一轮复习讲义（新教材 教师word）津鲁琼辽鄂粤冀渝湘闽晋皖黑吉云

第2讲　闭合电路欧姆定律 一、串、并联电路的特点 1.特点对比 串联 并联 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝I1＋I2＋…＋In 电压 U＝U1＋U2＋…＋Un U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 R＝R1＋R2＋…＋Rn ＝＋＋…＋ 2.几个常用的推论 (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)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。 (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。 【自测1】 一个量程为0～150 V的电压表，内阻为20 kΩ，把它与一个大电阻串联后接在110 V电路的两端，电压表的读数是5 V。这个外接电阻是(　　) A.240 Ω B.420 kΩ C.240 kΩ D.420 Ω 答案　B 二、电源　闭合电路的欧姆定律 1.电源 (1)电动势 ①定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比。 ②计算：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，E＝。 (2)内阻：电源内部也存在电阻，内电路的电阻叫内阻。 2.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：I＝(只适用于纯电阻电路)。 (3)其他表达形式 ①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir。 ②功率表达式：IE＝IU＋I2r。 3.路端电压与负载的关系 (1)一般情况：U＝IR＝·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＝，U＝0。 【自测2】 电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V，若在外电路中分别并联一个6.0 Ω的电阻和串联一个6.0 Ω的电阻，则两种情况下的路端电压分别约为(　　) A.4.3 V　3.72 V B.3.73 V　4.3 V C.3.72 V　4.3 V D.4.2 V　3.73 V 答案　C 三、电路中的功率 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)＝。 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＝＝。 (3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系 ①当R＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝。 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。 【自测3】 (2020·北京市密云区下学期第一次测试)如图1所示，R为变阻箱，电压表为理想电压表，电源电动势E＝6 V，当变阻箱阻值为R＝4 Ω 时，闭合开关后，电压表读数U＝4 V，求： 图1 (1)电路中的电流I和电源内阻r； (2)电源的输出功率P和效率η； (3)试推导说明当R为多大时，电源的输出功率最大。 答案　(1)1 A　2 Ω　(2)4 W　66.67%　(3)见解析 解析　(1)电路中的电流I0＝＝ A＝1 A 根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir 解得内阻为r＝＝ Ω＝2 Ω。 (2)电源的输出功率P输＝I0U＝1×4 W＝4 W 效率为η＝×100%＝×100%≈66.67%。 (3)电源的输出功率为 P＝I2R＝R＝ 可知当R＝r＝2 Ω时，电源输出功率最大， 即P＝＝ W＝4.5 W。 命题点一　电路的动态分析 1.动态电路的特点 断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化。 2.电路动态分析的两种方法 (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→变化支路。 (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。 【例1】 (多选)(2020·江苏苏北四市第一次调研)智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图2所示的电路。闭合开关，下列说法正确的是(　　) 图2 A.仅光照变强，小灯泡变亮 B.仅光照变弱，小灯泡变亮 C.仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮 D.仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮 答案　AC 解析　仅光照变强，光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知总电流增大，灯泡的功率变大，灯泡变亮，A正确；同理分析，仅光照变弱，灯泡变暗，B错误；仅将滑片向a端滑动，接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，总电流增大