必修 第三册 第2单元 第2课时 闭合电路欧姆定律（PPT教学课件）-【百汇大课堂】2026年高考物理总复习下册·第1轮（浙江专用）

高考总复习 物理 必修　第三册 第2课时　闭合电路欧姆定律 第二单元　电路及其应用 电势能 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 正比 反比 Ir 任意 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 BD 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 B 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 C 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 考点一　闭合电路欧姆定律及电路的动态分析 IE IU外 I2(R＋r) I2r 考点二　闭合电路的功率及效率问题 IU I2R 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 C 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点二　闭合电路的功率及效率问题 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 AD 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 D 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 C 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 C 考点三　电源U－I图像的理解及应用 AD 考点三　电源U－I图像的理解及应用 考点三　电源U－I图像的理解及应用 请完成：课时提升训练（7） 温馨提示 谢谢观看！ 目标 定位 1.掌握串、并联电路的特点，会分析有关问题。2.掌握闭合电路欧姆定律，会分析电路的动态问题。3.会计算闭合电路的功率问题和效率问题。4.掌握电源的U－I图像。 1．电动势 (1)非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫电动势。 (2)物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成_________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．闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成______，跟内、外电路的电阻之和成______。 (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＋______(适用于______电路)。 1．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。 2．动态电路分析常用方法 (1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。 ①分析步骤(如图)： ②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系。 (2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零。 ①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它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所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它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。 考向1 闭合电路欧姆定律的基本应用 [典例1] 在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝ 100 Ω，R2的阻值未知，R3是滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的。求： (1)电源的电动势和内电阻； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器R3的最大值。 答案：(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 解析：(1)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir， 将图线上A、B两点的U、I值代入得E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r，解得E＝20 V，r＝20 Ω。 (2)当R3的滑片自左向右滑动时，R3的有效阻值变小，电路中的总电阻变小，总电流变大，由此可知，图线上的A、B两点分别对应滑片位于最左端和最右端。当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路电阻即为R2，故由B点的U、I值得R2＝＝ Ω＝5 Ω。 (3)当滑片在最左端时，R3的有效阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路的电阻，再根据串、并联电路的规律求出R3的最大值，R外＝＝ Ω＝80 Ω，又R外＝＋R2， 代入数据，解得滑动变阻器的最大值R3＝300 Ω。 考向2 闭合电路的动态分析 [典例2] (多选)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电压表示数减小 B．电流表示数增大 C．电阻R2消耗的功率增大 D．a点的电势降低 解析：方法一：程序法 P由a端向b端滑动，R3接入电路的阻值减小，则总电阻减小，总电流增大，电阻R1两端电压增大，电压表示数变大，A错误；电阻R2两端的电压U2＝E－I总(R1＋r)，I总增大，则U2减小，I2＝，则I2减小，电流表的示数IA＝I总－I2，IA增大，B正确；由P2＝I22R2知，P2减小，C错误；Uab＝φa－φb＝φa＝U2，故φa降低，D正确。 方法二：结论法 由于R3减小，R2与R3并联，则U2、I2均减小，而P2＝I22R2，知P2减小，C错误；Uab＝U2＝φa－φb＝φa，则φa减小，D正确；因为R1间接与R3串联，故I1、U1均增大，故电压表示数增大，A错误；根据IA＝I1－I2知，IA增大，B正确。 方法三：极限法 设滑片P滑至b点，则R3＝0，φa＝φb＝0，D正确；R2上电压为零，则功率也为零，C错误；当R3＝0时，总电阻最小，总电流最大，R1上电压最大，A错误；由于IA＝I1－I2，此时I1最大，I2＝0，最小，故IA增大，B正确。 考向3 含容电路的动态分析 [典例3] (2024·温州联考)如图所示的电路，R1、R2、R3是定值电阻，R4是滑动变阻器，电源内阻不可忽略。闭合开关，在电路稳定后，将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动，下列说法正确的是(　　) A．电压表示数变小 B．电流从上往下通过R3 C．电源的输出功率变小 D．通过R2的电流变大 解析：触头由中点向上移动，R4变大，总电阻变大，所以电压表示数变大，通过R2的电流减小，A、D错误；电容器两端电压增大，所以要充电，电流从上往下通过R3，B正确；因内阻大小不确定，电源的输出功率变化情况无法判断，C错误。 解答闭合电路动态问题的基本思路 (1)“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化； (2)“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分； (3)“先定后变”——先分析电阻不变的支路，再分析阻值变化的支路。 考向4 电路故障分析 [典例4] 如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为Uab＝6 V，Uad＝0，Ucd＝6 V，由此可断定(　　) A．L1和L2的灯丝都烧断了 B．L1的灯丝烧断了 C．L2的灯丝烧断了 D．滑动变阻器R断路 解析：由Uab＝6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由Ucd＝6 V可知，灯泡L1与滑动变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2的灯丝烧断了，C正确。 电路故障检测方法 (1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联部分短路。 (2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置，在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程。 (3)电阻表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路。在用电阻表检测时，应断开电源。 1．电源的总功率 (1)任意电路：P总＝______＝______＋IU内＝P出＋P内。 (2)纯电阻电路：P总＝__________________＝。 2．电源内部消耗的功率 P内＝______＝IU内＝P总－P出。 3．电源的输出功率 (1)任意电路：P出＝______＝IE－I2r＝P总－P内。 (2)纯电阻电路：P出＝____________＝。 1．电源的输出功率P出与外电阻R的函数关系 对纯电阻外电路：P出＝UI＝I2R＝R＝＝，P出－R图像如图所示。 (1)当R“接近”r时，P出增大；当R“远离”r时，P出减小。 (2)当R＝r时，电源的输出功率最大，最大值Pmax＝。 2．电源的效率 (1)表达式：η＝×100%＝×100%。 (2)纯电阻电路中η＝×100%。 [典例5] (2025·宁波模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻电器的U－I图像。则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的(　　) A．内阻为6.5 Ω B．输出功率为12.5 W C．内耗功率为0.22 W D．效率为69.2% 解析：根据闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a与纵轴的交点读出电动势为E＝3.6 V，根据两图线交点处的状态可知，该电池与该电器组成电路时，电器两端的电压为2.5 V，电流为0.2 A，则电池内阻r＝ Ω＝5.5 Ω，A错误；电池的路端电压为2.5 V，电流为0.2 A，则输出功率为P＝2.5×0.2 W＝0.5 W，B错误；电池内阻消耗的功率为Pr＝EI－UI＝3.6×0.2－2.5×0.2 W＝0.22 W，C正确；电池的效率为η＝×100%＝69.4%，D错误。 [典例6] 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)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大？并求这个最大值； (2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大？并求这个最大值； (3)求电源的最大输出功率。 答案：(1)0　8 W　(2)1.5 Ω　6 W　(3)9 W 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，故R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝＝ W＝8 W。 (2)把保护电阻R0看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)由P出＝()2R外＝可知，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5 Ω时， P出max＝＝ W＝9 W。 关于电源功率和效率问题的两点提醒 (1)当电源的输出功率最大时，电源的效率并不是最大，只有50%；当R→∞时，η→100%，但此时P出→0，无实际意义。 (2)对于电路中的定值电阻，其消耗的功率根据P＝I2R来判断，与电源输出功率大小的判断方法不同。 1．闭合电路的路端电压U与电流I的关系式：U＝E－Ir。 2．电源的U－I图像 图像 截距 (1)纵截距表示电源电动势E； (2)横截距表示电源的短路电流，I短＝ 斜率 电源内阻r＝||＝ 面积 电源的输出功率P出＝UI(P总＝EI，P内＝P总－P出＝EI－UI) 点坐标U、I的比值 表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同 [典例7] (多选)某电源的路端电压与电流的关系图像如图所示，下列结论正确的是(　　) A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 Ω C．电源的短路电流为0.5 A D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω 解析：虽然该电源的U－I图像的纵轴坐标不是从0开始的，但纵轴上的截距仍为电源的电动势，即E＝6.0 V，横轴上的截距0.5 A不是电源的短路电流，故内阻应用斜率的绝对值计算，即r＝||＝||Ω＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，电流I＝0.3 A时，外电阻R＝－r＝18 Ω，A、D正确，B、C错误。 [典例8] (2025·金华检测)如图甲是连接电动机的电路，闭合开关，当滑动变阻器的触头从一端滑到另一端的整个过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，若不考虑电表对电路的影响，则(　　) A．该电动机的内阻为2 Ω B．该电路中电源的电动势为3.4 V C．此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W D．若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω 解析：当电流小于0.2 A时，电动机不会发生转动，此时为纯电阻元件，则该电动机的内阻为rM＝ Ω＝4 Ω，A错误；当U2＝ 3.4 V时I＝0.1 A，当U2＝3.0 V时I＝0.3 A，代入方程E＝U2＋Ir，解得该电路中电源的电动势为E＝3.6 V，内阻r＝2 Ω，B错误；此电路中，电动机的最大输出功率为P＝IU1－I2rM＝3×0.3 W－0.32×4 W＝0.54 W，C错误；当电动机两端电压超过U1＝0.8 V时电动机开始转动，此时电路中的电流为I＝0.2 A，则由电路可知E＝U1＋I(R＋r)，解得R＝12 Ω，即若电动机能转动，需要调节滑动变阻器阻值小于12 Ω，D正确。 1．如图电路由两部分组成，一部分由电阻丝AB、滑动变阻器、不计内阻的电源、开关及导线组成，电阻丝总长度为L，总电阻为R，滑动变阻器总电阻R1＝R；另一部分由悬挂摆球的较长金属细导线、理想电压表及导线组成。金属细导线与水平固定的电阻丝AB无摩擦接触，摆球在竖直平面内做周期为T的简谐运动，不计金属细导线电阻及与电阻丝的接触电阻，理想电压表一端接悬点，另一端接电阻丝中点O且不影响金属细导线运动，已知摆球悬点在电阻丝中点正上方，则(　　) A．当摆球运动到最左边时，理想电压表示数最小 B．当摆球运动到最低点时，理想电压表示数最大 C．R1取最大值时，金属导线与电阻丝接触点 到O点的最远距离为l，则理想电压表两端电压随 时间变化的规律可表示为U＝·sin D．减小滑动变阻器接入电路的阻值，理想电压表示数最大值变小 解析：电阻丝AB、滑动变阻器、电源串联，电压表测量金属细导线与电阻丝的接触点与O点之间的电压(点拨：理想电压表在电路中相当于断路，分析时先将电压表去除，确定电路连接情况，再连上电压表确定电压表测量哪部分两端电压)，故摆球运动到最低点时，电压表示数为零，运动到最左边时，电压表示数最大，A、B错误；R1取最大值时，串联电路中电流I＝，金属细导线与电阻丝接触点到O点的最远距离为l， 则电压表最大示数为IR＝，若从摆球过平衡位置开始计时，则电压表两端电压随时间变化的规律可以表示为U＝ sin ，C正确；减小滑动变阻器接入电路的阻值，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，理想电压表示数最大值变大，D错误。 2．有一个电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是(　　) A．0.5 Ω B．1 Ω C．1.5 Ω D．2 Ω 3．(多选)某实验小组用如图甲所示的电路完成了蓄电池的电动势E和内阻r的测量，该小组的同学测量了多组数据，并根据测量的数据描绘了如图乙所示的图线。已知两电表均为理想电表，则下列说法正确的是(　　) 　 A．E＝1.40 V B．r＝3.50 Ω C．调节滑动变阻器使其阻值为零时，流过电源的电流为0.40 A D．调节滑动变阻器使电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.20 A $$