2024届高考物理一轮复习学案：27 闭合回路欧姆定律

物理一轮复习学案 闭合电路欧姆定律 学习目标： 1.理解和掌握闭合电路欧姆定律。 2.会利用闭合电路欧姆定律处理有关功率、动态分析、含容电路和故障分析等问题。 考点一 闭合电路欧姆定律及功率问题 情境一、如图所示为闭合电路的组成(纯电阻电路) 问题1、在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？ 问题2、若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内电源非静电力做功多少？内外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？ 问题3、闭合电路的电流I与电动势E，外电阻R和内电阻r的关系怎样？ 情境二、按照下面电路图连接好电路，根据闭合电路欧姆定律分析以下问题 问题1、当外电阻增大时，电路中的电流怎么变化，路端电压怎么变化？当外电阻减小时，电流怎么变化，路端电压怎么变化？ 问题2、根据闭合电路欧姆定律变形U＝E－Ir，以U为纵坐标，I为横坐标，作出U与I关系的函数图象，并思考以下问题。 （1） 外电路断开的状态对应于图中的哪个点？怎样看出这时路端电压与电动势的关系? （2） （2）电源短路的状态对应于图中的哪个点？怎样读出这时电流的大小? （3）电动势E和内阻r的大小对图像有什么影响？ 情境三、如图所示，电源电动势E＝3 V，内阻r＝3 Ω，定值电阻R1＝1 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10 Ω，思考以下问题并总结电源的输出功率与外电路电阻的关系 问题1、当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？ 问题2、当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？ 问题3、当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？ 问题4、三种情况下，电源的效率分别为多大？ 结合下面表格总结电源的输出功率与外电路电阻的关系。 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的关系图像可知： (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 。 (3)当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越 。 (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。 （补充）等效电源：把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”，其“电动势”、“内阻”如下： (1)两点间断路时的电压等效为电动势E′. (2)两点短路时的电流为等效短路电流I短′，等效内电阻r′＝. 常见电路等效电源如下： 考向1 闭合电路伏安特性曲线 1．在如图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线为某一小灯泡的伏安特性曲线，曲线与直线的交点坐标为，该点的切线与横轴的交点坐标为，用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路，由图像可知（　　） A．电源电动势为 B．电源内阻为 C．小灯泡接入电源时的电阻为 D．小灯泡实际消耗的电功率为 考向2 闭合电路的功率问题 2．闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示，曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线，曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势为 B．电源的内阻为 C．曲线A的最大功率为 D．外电阻取时外电阻的功率是外电阻取时外电阻的功率的 3．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器接入电路的有效阻值为Rp，已知定值电阻R0为4Ω，R为8Ω，滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rp的关系如右图所示，下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势E=4V B．电源的内阻r=2Ω C．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，R消耗的功率先增大后减小 D．滑动变阻器的滑片从右向左移动时，电源的输出功率一直增大 考点二 电路的动态分析问题 情境四、如图所示电路,电源内阻不可忽略， 问题1、试分析电路中各元件的连接方式？ 问题2、开若关S闭合后,在滑动变阻器R0的滑片向下滑动，电阻中的总电阻如何变化？通过电阻R0和R1的电流分别如何变化？电流表和电压表的示数如何变化？ 电路动态分析的方法： 1．程序法 2．结论法：用口诀表述为“串反并同”： (1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的