第9章 第2讲 闭合电路的欧姆定律（word教参）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第2讲　闭合电路的欧姆定律 考点一　电动势、闭合电路的欧姆定律的理解(基础自研类) 1．电动势 (1)非静电力所做的功与所移动的电荷量的比叫作电动势。 (2)物理意义：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．闭合电路的欧姆定律 (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＝(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．【电动势的理解】 (多选)关于电动势，下列说法正确的是(　　) A．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势越大，说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 BD　[电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，故A错误；用电压表直接测量电源两极间电压时，电压表与电源构成一个闭合回路，电路中有电流，电源有内电压，则路端电压略小于电动势，即电压表的测量值略小于电动势，故B正确；电动势反映电源的特性，与外电路的组成无关，故C错误；电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势越大则转化本领越大，故D正确。] 2．【闭合电路的欧姆定律的理解】 (2019·江苏高考)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 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω A　[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＝，联立解得r＝1 Ω，A正确，BCD错误。] 3．【闭合电路的欧姆定律的简单应用】 (2022·江苏高考)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是(　　) A．R1 B．R2 C．R3 D．R4 A　[由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R并＝＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即经过R1的电流为I1＝I＝＝3 A，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则I2＝＝2 A，I3＝I4＝＝1 A，四个灯泡的实际功率分别为P1＝I12R1＝18 W，P2＝I22R2＝12 W，P3＝I32R3＝2 W，P4＝I42R4＝4 W，故四个灯泡中功率最大的是R1，故选A。] 路端电压与外电阻的关系 1．纯电阻电路：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。　　 考点二　闭合电路的功率和效率(重难共研类) 电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内 纯电阻电路：P总＝＝I2(R＋r) 内部功率 P内＝I2r＝P总－P出 输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝＝I2R＝ 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% P出与外电阻R的关系 P出随R的增大先增大后减小： ①当R＝r时，电源的输出功率最大Pm＝。 ②当R＜r时，P出随着R的增大而增大。 ③当R＞r时，P出随着R的增大而减小。 ④P出＜Pm时，对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 如图所示，已知电源电动势E＝6 V、内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω。 (1)求当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，最大功率是多少？ (2)求当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，最大功率是多少？ (3)求当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大，最大功率是多少？ (4)若电阻箱R的最大值为3 Ω，R0＝5 Ω，求当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，最大功率是多少？ 解析：　(1)保护电阻消耗的电功率为 P0＝ 因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝＝ W＝8 W。 (2)将电阻R0当作电源内阻的一部分，当R＝R0＋r即R＝0.5 Ω＋1 Ω＝1.5 Ω时，电阻箱R消耗的功率最大，PRmax＝＝ W＝6 W。 (3)电功率公式P出＝R外＝，则当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω 时，P出max＝＝ W＝9 W。 (4)把R0＝5 Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等