最新高考物理一轮复习7第2讲闭合电路欧姆定律及其应用Word文件下载.docx
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2.公式I=的解
I=是欧姆定律的表达式,表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比,常用于计算一部分电路加上一定电压时产生的电流。
此公式是电流的决定式,反映了电流I与电压U和电阻R的因果关系。
3.对伏安特性曲线的解
图7-2-2
(1)图线、b表示线性元件。
图线c、d表示非线性元件。
(2)图象的斜率表示电阻的倒,斜率越大,电阻越小,故R<
Rb(如图7-2-2所示)。
(3)图线c的斜率增大,电阻减小,图线d的斜率减小,电阻增大(如图7-2-3所示)。
图7-2-3
(注意:
曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒)
(4)由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线。
(5)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻。
(6)对线性元件:
R==;
对非线性元件R=≠,应注意,线性元件不同状态时比值不变,非线性元件不同状态时比值不同。
1图7-2-4所示是某导体的伏安特性I-U图线,图中α=45°
。
下列说法正确的是( )
图7-2-4
A.通过导体的电流与其两端的电压成正比
B.此导体的电阻R=2Ω
.I-U图线的斜率表示电阻的倒,所以R=c45°
=10Ω
D.在R两端加60V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是30
解析:
选ABD I-U图为直线,I与U成正比,A正确;
由图可知导体电阻R==Ω=2Ω,B正确;
在I-U图上,两坐标轴标度不同,R≠c45°
,错;
由欧姆定律知,D正确。
串并联电路 电表的改装
1.串并联电路的比较
串联电路
并联电路
电流
电路中各处的电流强度相等,即I=I1=I2…=I
总电流等于各支路的电流之和,即I=I1+I2+…+I
电压
总电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和,即U=U1+U2+…+U
电路中各支路两端的电压相等,即U=U1=U2=…U
电阻
总电阻等于各个导体的电阻之和,即R总=R1+R2+…+R
总电阻的倒等于各个导体的电阻的倒之和,即=++…+
分压原或分流原
由U=IR可知,各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比,即U1∶U2∶…∶U=R1∶R2∶…∶R
由I=U/R可知,通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比,即I1∶I2∶…∶I=∶∶…∶
功率分配
由P=I2R可知,各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比,即P1∶P2∶…∶P=R1∶R2∶…∶R
由P=U2/R可知,各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比,由P1∶P2∶…∶P=∶∶…∶
2电表的改装
(1)小量程电流表(表头):
①工作原:
主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。
当线圈中有电流通过时,线圈在安培力作用下带动指针一起偏转,电流越大,指针偏转的角度越大,从表盘上可直接读出电流值。
②三个参:
满偏电流Ig,表头内阻Rg,满偏电压Ug,它们的关系:
Ug=IgRg。
(2)电压表、电流表的改装:
改装为电压表
改装为大量程电流表
原
串联电阻分压
并联电阻分流
改装原图
分压电阻或分流电阻
U=Ug+UR
所以R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
所以R=IgRg/(I-Ig)
改装后电表内阻
RV=R+Rg>
Rg
RA=<
(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻变大时,总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻,任意一个电阻变大时,总电阻变大。
(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P总等于各个电阻耗电功率之和。
(4)当个等值电阻R0串联或并联时,R串=R0,R并=R0。
(5)对于如图7-2-5所示的电路:
滑片由→b滑动的过程中,RAB由0→→0,当滑片滑至b的中点时,RAB最大且等于。
图7-2-5
(6)表头、电压表和电流表本质都是电阻,改装后的电压表和电流表满偏时,表头的最大电流或加在表头两端的最大电压仍为满偏电流和满偏电压,通过串联电路中的串联分压和并联电路中的并联分流提高电压表的量程和电流表的量程。
2如图7-2-6所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
图7-2-6
A.1∶1∶1
B.4∶1∶1
.1∶4∶4
D.1∶2∶2
选 根据串并联电路的特点,U2=U3,故R2=R3,又I1=I2+I3,故I1=2I2=2I3,根据P=I2R和P1=P2=P3得R1∶R2∶R3=1∶4∶4。
故正确。
电动势 闭合电路欧姆定律
1.电动势
(1)物意义:
反映电把其他形式的能转为电能本领大小的物量。
(2)大小:
在值上等于非静电力把1的正电荷在电内从负极移送到正极所做的功,即E=。
(3)单位:
伏特(V),1V=1J/。
(4)决定因素:
电的电动势由电本身的性质决定,与外电路无关。
2.闭合电路
(1)组成
(2)在外电路中,沿电流方向电势降低。
3.闭合电路的欧姆定律
(1)内容:
闭合电路的电流跟电的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
(2)公式
4.路端电压与负载的关系
(1)一般情况:
根据U=IR=R=可知,当R增大时,U增大。
(2)特殊情况:
①外电路断路时,R为无穷大,I=0,U=E。
②电两端短路时,R=0,U=0,I=。
5.路端电压跟电流的关系
(1)关系式:
U=E-Ir。
(2)用图象表示如图7-2-7所示。
图7-2-7
图象
物意义
图线与纵轴交点
表示电动势
图线的斜率大小
表示电的内电阻
图中U
表示外电压
U+U′=E
图中U′
表示内电压
图线与横轴交点
表示短路电流
图线上每一点坐标的乘积UI
表示外电路消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值
表示外电阻
1.电动势与电压的比较
电动势
意义
表示静电力做功将电能转成其他形式的能的本领
表示非静电力做功将其他形式的能转成电能的本领
定义
UAB=,将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端时,静电力做的功
E=,将单位电荷量的正电荷从电负极移到正极时,非静电力做的功
决定因素
由电及导体电阻、导体连接方法决定
由电本身决定,与其他因素无关
测量方法
将电压表并联在被测电路两端
①将内阻很大的电压表并联在电两端,且外电路断开
②伏安法测量
联系
电路闭合时E=U内+U外
外电路断开时U外=E
2闭合电路的动态分析问题
(1)程序法:
闭合电路中,由于局部电阻变(或开关的通断),引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变,分析此类问题的基本步骤是:
①由局部电阻变判断总电阻的变;
②由I=判断总电流的变;
③据U=E-Ir判断路端电压的变;
④由欧姆定律及串并联电路特点判断各部分电流、电压变。
(2)极限法:
即因变阻器滑片滑动引起电路变的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
(3)特殊值法:
对于某些双臂环路问题,可以采取代入特殊值法判定,从而得出结论。
(4)“串反并同”结论法:
①所谓“串反”,即某一电阻增大时,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。
即:
←R↑→
3.闭合电路中的几个功率及电的效率
(1)电的总功率:
P总=EI=U外I+U内I=P出+P内。
若外电路是纯电阻电路,则有P总=I2(R+r)=。
(2)电内部消耗的功率:
P内=I2r=U内I=P总-P出。
(3)电的输出功率:
P出=UI=EI-I2r=P总-P内。
若外电路是纯电阻电路,则有
P出=I2R==。
由上式可以看出
①当R=r时,电的输出功率最大为P=。
②当R>r时,随着R的增大输出功率越越小。
③当R<r时,随着R的增大输出功率越越大。
④当P出<P时,每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2,且R1R2=r2。
⑤P出与R的关系如图7-2-8所示。
图7-2-8
4.电的效率
η=×
100%=×
100%
=×
因此R越大,η越大;
当R=r时,电有最大输出功率时,效率仅为50%。
3如图7-2-9所示是一实验电路图。
在滑动触头由端滑向b端的过程中,下列表述正确的是( )
图7-2-9
A.路端电压变小
B.电流表的示变大
.电内阻消耗的功率变小
D.电路的总电阻变大
选A 当滑动触头由向b滑动过程中,R1减小,R外减小,由I=知I增大,U外=E-Ir减小,电内阻消耗功率P=I2r增大,通过R3的电流I3=减小,故A对,B、、D错。
电路动态变问题
[命题分析] 电路的动态变是高考的热点,常以选择题的形式出现。
[例1] (2011·
北京高考)如图7-2-10所示电路,电内阻不可忽略。
开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
图7-2-10
A.电压表与电流表的示都减小
B.电压表与电流表的示都增大
.电压表的示增大,电流表的示减小
D.电压表的示减小,电流表的示增大
[思维流程]
第一步:
抓信息关键点
关键点
信息获取
(1)R0滑动端下滑
R0变小→R外变小→I增大
(2)电内阻不可忽略
由U外=E-Ir知U外随I变
第二步:
找解题突破口
已知R0减小可推得总电流I增大,进而推知U外减小,从而引起局部电压电流的变。
第三步:
条作答
[解析] 滑动变阻器R0的滑片向下滑动,R0接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,总电流变大,电的内电压变大,外电压变小,电压表的示变小,R1两端的电压变大,R2两端的电压变小,电流表的示变小,A项正确。
[答案] A
———————————————————————————————
(1)程序法的基本思路是“局部→整体→局部”
即R局→R总→I总→U外→
(2)本题还可用前面介绍的“串反并同”法,极限法速解。
——————————————————————————————————————
[变式训练]
1.(2011·
海南高考)如图7-2-11,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表,初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
图7-2-11
A.V读变大,A的读变小
B.V的读变大,A的读变大
.V的读变小,A的读变小
D.V的读变小,A的读变大
选B 当S断开后,闭合电路的总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流减小,故路端电压U=E-Ir增加,即V的读变大;
由
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- 最新 高考 物理 一轮 复习 闭合电路 欧姆定律 及其 应用