高考物理考点38 闭合电路欧姆定律.docVIP

PAGE PAGE 2 考点38 闭合电路欧姆定律 一、串、并联电路的特点 1．特点对比 串联 并联 电流 I=I1=I2=…=In I=I1+I2+…+In 电压 U=U1+U2+…+Un U=U1=U2=…=Un 电阻 R=R1+R2+…+Rn =++…+ 2．几个常用的推论 （1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。 （2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻。 （3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。 （4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。 二、闭合电路欧姆定律 1．闭合电路 （1）组成 （2）电源电动势与内、外电压的关系：E=U内+U外。 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正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。 （2）公式 （3）路端电压U与电流I的关系 ①关系式：U=E–Ir。 ②U–I图像如图所示。 a．当电路断路即I=0时，纵坐标的截距为电源电动势。 b．当外电路电压为U=0时，横坐标的截距为短路电流。 c．图线的斜率的绝对值为电源的内阻。 3．路端电压与外电阻的关系 （1）当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压U外增大。当外电路断开时，I=0，U外+E。 （2）当外电阻R减小时，I增大，内电压增大，路端电压U外减小。当外电路短路时，外电阻R=0，，U外=0。 4．闭合电路中的功率 （1）电源的总功率：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。 （2）电源的内耗功率：P内=I2r=IU内。 （3）电源的输出功率：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。 三、电源的功率和效率 1．电源的功率 （1）任意电路：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。 （2）纯电阻电路：。 2．电源内部消耗的功率：。 3．电源的输出功率 （1）任意电路：P出=UI=EI–I2r=P总–P内。 （2）纯电阻电路：。 （3）输出功率和外阻的关系 ①当R=r时，电源的输出功率最大，为。 ②当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越小。 ③当Rr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不同的外电阻R1和R2，且满足R1R2=r2。 ⑤输出功率P出与外电阻R的关系图线如图所示。 4．电源的效率 （1）任意电路：。 （2）纯电阻电路：。 在纯电阻电路中，外电阻R越大，电源的效率η越大。 四、电路动态变化的分析 1．电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化。 2．电路动态分析的方法 （1）程序法：电路结构的变化→R的变化→eq \x(R总的变化)→eq \x(I总的变化)→U端的变化→固定支路eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(并联分流I,串联分压U))→eq \x(变化支路)。 （2）极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。 （3）判定总电阻变化情况的规律 ①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）。 ②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小。 ③在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与灯泡并联，另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。 3．电路动态分析思路 电路动态分析要注意以下三点： （1）闭合电路欧姆定律E=U+Ir（E、r不变）和部分电路欧姆定律U=IR联合使用。 （2）局部电阻增则总电阻增，反之总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之总电阻增。 （3）两个关系：外电压等于外电路上串联各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。 4．电容器电路分析 在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无穷大的元件，在电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它，简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上，分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点： （1）电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降。因此，电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。 （2）当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电，如果电容器两端电压升高，电容器将充电，如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。 （2018·巴彦淖尔校级期中）在如图所示的电路中，电源电压U=12 V，定值电R1=R2=R3=10 Ω。则