第35讲闭合电路欧姆定律-2024届高中物理一轮复习提升素养导学案（全国通用）

第35讲 闭合电路欧姆定律 学习目标 明确目标 确定方向 1. 闭合电路欧姆定律的内容 2. 路端电压和电阻的关系 3. 电路的功率问题 【知识回归】 回归课本 夯实基础 第一部分基础知识梳理 一、电源的电动势和内阻 1.电源 电源是把正电荷从负极搬到正极的一种装置；从能的转化角度看，电源是将其他形式的能转化为电能的装置。 2.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＝。 (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。 3.内阻 电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。 二、闭合电路欧姆定律 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。 图1 3.路端电压与外电阻的关系 一般情况 U＝IR＝R＝，当R增大时，U增大 特殊情况 当外电路断路时，I＝0，U＝E；当外电路短路时，I短＝，U＝0 4.路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝E－Ir。 (2)U－I图像如图2所示。 图2 ①当电路断路时，即I＝0时，纵坐标的截距为电动势。 ②当外电路电压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。 第二部分：闭合电路的功率及效率问题 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)＝ 电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出 电源的输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 纯电阻电路：P出＝I2R＝ P出与外电阻 R的关系 电源的效率 任意电路：η＝×100%＝×100% 纯电阻电路：η＝×100% 由P出与外电阻R的关系图象可知： 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，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。 【典例分析】 精选例题 提高素养 多选【例1】．如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，和均为定值电阻，且阻值与电源内阻相等。为滑动变阻器，当的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表、和V的示数分别为、和U，电表、和V的示数变化量绝对值为、和，将的滑动触点向b端移动的过程中，下列判断正确的是（　　） A．电源的输出功率一定增加 B．电源的效率一定增加 C．变化量小于变化量 D．比值一定不变 多选【例2】．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为。四个电阻的阻值已在图中标出，电容器的电容。闭合开关、，电路稳定后，则（　　）    A．电源的输出功率为12W B．电容器所带电荷量为 C．断开开关，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 D．断开开关，电源的输出功率增大 多选【例3】．如图（甲）所示，电动势为E、内阻为r的电源与R=8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图（乙）所示。下列说法正确的是（　　）    A．电源的电动势E=3.5V，内阻r=2Ω B．图（乙）中Rx=25Ω C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率先增加后减小 D．调整滑动变阻器RP的阻值，可以得到该电源的最大输出功率为1.28W 【巩固练习】 举一反三 提高能力 1．如图所示的电路中，当开关闭合时，灯L1不亮，灯L2亮，电流表和电压表均无示数，不计电源内阻。则故障原因可能是（　　） A．开关没有闭合好 B．灯丝断裂 C．短路 D．电压表短路 2．如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现增强照射电阻R3的光照强度，则（　　） A．电容器的电容减小 B．R2中有向右的电流 C．液滴向下运动 D．M点的电势增大 3．在如图所示的电路中，已知电