内容正文:
第九章
电 路
第2讲
闭合电路欧姆定律及其应用
高考总复习 一轮复习导学案 · 数学(提高版)
高考一轮复习·南方凤凰台·物理
1
夯实双基
基 础 梳 理
1. 闭合电路的组成
(1) 内电路
电源内部的电路,其电阻称为 内阻 ,内阻所降落的电压称为内电压.
(2) 外电路
电源外部的电路,其两端电压称为 外电压 或 路端电压 .
(3) 内、外电压的关系
E=U外+U内.
2. 闭合电路欧姆定律
闭合电路中的电流跟电源的电动势成 正比 ,跟内、外电路的电阻之和成 反比 .表达式为 I= .
内阻
外电压
路端电压
正比
反
比
I=
夯实双基
3. 路端电压与外电阻的关系
(1) 负载R增大→I减小→U内 减小 →U外 增大 .外电路断路(R=∞)时,I=0,U外=E.
(2) 负载R减小→I增大→U内 增大 →U外 减小 .外电路短路(R=0)时,I= ,U内=E.
减小
增大
增大
减小
夯实双基
4. U-I关系图像
由U=E-Ir可知路端电压随着电路中电流的增大而 减小 ;U-I关系图线如图所示.
(1) 当电路断路时,纵坐标的截距为 电动势E .
(2) 当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为 短路电流Im .
(3) 图线的斜率的绝对值为电源的 内阻r .
减小
电动势E
短路电流Im
内阻r
5. 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 .Q= I2Rt .
正比
正比
I2Rt
夯实双基
易 错 辨 析
1. 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. ( ✕ )
2. 闭合电路中外电阻越大,路端电压越大. ( ✕ ) 3. 外电阻越大,电源的输出功率越大. ( ✕ )
4. 电源的输出功率越大,电源的效率越高. ( ✕ )
√
√
✕
✕
夯实双基
素养发展
直流电路的动态分析
1. 程序法
素养发展
2. “串反并同”结论法
(1) “串反”,某一电阻增大时,与其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) “并同”,某一电阻增大时,与其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↓ 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.
素养发展
(2022·潮州质检)如图所示,电路中的电源内阻不可忽略,闭合开关S后( A )
A. 电流表的示数增大
B. 电流表的示数减小
C. 电压表的示数不变
D. 电压表的示数增大
解析:闭合开关后,外电路电阻变小,则总电阻减小,电路中总电流增大,电流表示数增大,故A正确,B错误;电路中总电流增大,电源的内电压增大,由闭合电路欧姆定律可知,路端电压减小,故电压表示数减小,故C、D错误.
A
素养发展
(2022·潮州二模)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的电路如图所示.当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,下列说法正确的是( A )
A. 车灯变暗
B. 路端电压变大
C. 电路的总电流变小
D. 电源的总功率变小
A
解析:当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,灯与电机并联,外电路总电阻减小,I=,可知电路总电流变大,由U=E-Ir可知,路端电压变小,再由I灯=可知,车灯电流变小,故车灯变暗,故A正确,B、C错误;电源总功率P=IE,总电流变大,故电源总功率变大,故D错误.
素养发展
电路中的功率及效率
电源总功率 P总=EI=P出+P内
纯电阻电路,P总=I2(R+r)=
电源内部消耗的功率 P内=I2r=P总-P出
电源的输出功率 P总=UI=P总-P内
纯电阻电路,P出=I2R=
P出与外电阻R的关系
素养发展
分析P出与外电阻R的关系图像.
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.
④当P出<Pm时,一个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1·R2=r2.
电源的效率 η=×100%=×100%
纯电阻电路,η=×100%
素养发展
(2023·广雅中学期中)如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,C为电容器,R1(R1>r)和R2为定值电阻,R3为光敏电阻,阻值随光照强度的增大而减小,A为理想电流表,G为灵敏电流表,当开关S闭合且电路稳定后,