2010届高考物理闭合电路欧姆定律及其应用.docVIP

第3讲 闭合电路欧姆定律及其应用 ★考情直播 考纲要求 考纲内容 能力要求 考向定位 1．电源的电动势和内电阻 2．闭合电路欧姆定律 1．理解电源电动势和内电阻的概念。 2．掌握闭合电路欧姆定律，并能熟练运用。 考纲对闭合电路欧姆定律及其应用作Ⅱ级要求．闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律的联系与区别是近年常考的知识点。 2、考点整合： 考点一 闭合电路欧姆定律 1．内容:闭合电路的电流跟电源的 成正比，跟闭合电路的 成反比. 2．表达式: 。 3．适用条件： 。 例1．如图18—13所示，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，R3= 4Ω，若某一电阻发生断路，则两电表的读数分别变为0.8A和3.2V. （1）是哪个电阻发生断路？ （2）电池的电动势和内电阻分别为多大？ [解析] （1）假设R1发生断路，那么电流表读数应变为零而不应该为0.8A；假设R3发生断路，那么电压表读数应变为零而不应该为3.2V。所以，发生断路的是R2。 （2）R2断路前，R2与R3串联、然后与R1并联；R2断路后，电池只对R1供电，于是有 ×4+2=0.75R1 3.2=0.8R1 由此即可解得 R1= 4Ω R2=8Ω 再根据闭合电路的欧姆定律，得 ·=0.75 =0.8 可得出 E= 4V， r=1Ω [规律总结] 首先画出等效电路图，再根据电路的特点以及电路出现故障的现象进行分析，从而得出故障的种类和位置。一般的故障有两种：断路或局部短路。 考点二 闭合电路的动态分析 总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律： 当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大.当R增大到∞时，I=0，U=E（断路）.? 当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小.当R减小到零时，I=E r ，U=0（短路） 所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。 基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。 例2．在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触头向a端移动时，判定正确的是（ ） A．I变大，U变小．　　　　B．I变大，U变大． C．I变小，U变大．　　　　D．I变小，U变小． [解析] 当R5向a端移动时，其电阻变小，整个外电路的电阻也变小，总电阻也变小，根据闭合电路的欧姆定律知道，回路的总电流I变大，内电压U内=Ir变大，外电压U外=E-U内变小，所以电压表的读数变小，外电阻R1及R4两端的电压U=I（R1+R4）变大，R5两端的电压，即R2、R3两端的电压为U’=U外-U变小，通过电流表的电流大小为U’/(R2+R3)变小，答案：D [规律总结] 在某一闭合电路中，如果只有一个电阻变化，这个电阻的变化会引起电路其它部分的电流、电压、电功率的变化，它们遵循的规则是： （1）.凡与该可变电阻有并关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大. （2）.凡与该可变电阻有串关系的用电器，通过它的电流、两端的电压、它所消耗的功率都是该可变电阻的阻值变化情况相同.阻值增大，它们也增大. 所谓串、并关系是指：该电阻与可变电阻存在着串联形式或并联形式 用这个方法可以很简单地判定出各种变化特点.简单记为：并同串反 考点三 闭合电路的功率 1、电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 =EI. 2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率. P 出 =I 2 R=[E/（R+r）] 2 R ，当R=r时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r? 3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r ? 4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即 η=P 出 /P总 =IU /IE =U /E . 5、电源输出功率和效率的讨论： 电源的输出功率为P出＝I2R＝R＝＝当R=r时，P出有最大值即Pm==，P出与外电阻R的这种函数关系可用图