《高考物理一轮复习考点全攻关》专题(54)闭合电路欧姆定律(原卷版)
2021 年高考物理一轮复习考点全攻关
专题(54)闭合电路欧姆定律(原卷版)
双基过关:
一、串、并联电路的特点
1.特点对比
串联 并联
电流 I=I1=I2=…=InI=I1+ I 2+…+ I n
电压 U=U1+U2+…+UnU=U1= U 2=…= U n
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.
【自测 1】一个量程为 0~150 V 的电压表,内阻为 20 kΩ,把它与一个大电阻串联后接在
110 V 电路的两端,电压表的读数是 5 V.这个外接电阻是( )
A.240 Ω B.420 kΩ C.240 kΩ D.420 Ω
二、电源 闭合电路的欧姆定律
1.电源
(1)电动势
① 计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=;
② 物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时
两极间的电压.
(2)内阻:电源内部导体的电阻.
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比;
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路);
(3)其他表达形式
① 电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+Ir;
② 功率表达式:EI=UI+I2r.
3.路端电压与外电阻的关系
1
(1)一般情况: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.
【自测 2】 电源的电动势为 4.5 V、外电阻为 4.0 Ω 时,路端电压为 4.0 V,若在外电路中分别并联一个
6.0 Ω 的电阻和串联一个 6.0 Ω 的电阻,则两种情况下的路端电压分别约为( )
A.4.3 V 3.72 V B.3.73 V 4.3 V
C.3.72 V 4.3 V D.4.2 V 3.73 V
三、电路中的功率
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=IE=IU
外+IU 内=P出+P内.
(2)纯电阻电路:P总=I 2
( R + r ) =.
2.电源内部消耗的功率
P内=I 2
r =IU 内=P总-P出.
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内.
(2)纯电阻电路:P出=I2R==.
(3)纯电阻电路中输出功率随 R的变化关系
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越小.
③当R<r时,随着 R的增大输出功率越来越大.
【自测 3】(2020·辽宁沈阳市第一次质检)某同学将一闭合电路电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的
发热功率 Pr随电流 I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的 a、b、c所示,则下列判断正确的是( )
A.直线 a表示电源内部的发热功率随电流 I变化的图线
B.曲线 b表示电源的总功率随电流 I变化的图线
C.曲线 c表示电源的输出功率随电流 I变化的图线
2
D.电源的电动势 E=3 V,内电阻 r=2 Ω
命题热点一:电路的动态分析
1.动态电路的特点
断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小,导致电路电压、电流、功率等的变化.
2.动态分析的方法
(1)程序法:电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→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片分别滑至两个极端去讨
论.
例1 在图所示的电路中,R1、R2是定值电阻,当滑动变阻器滑片向上移动时( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小 B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大 D.电压表示数变小,电流表示数变小
变式 1 (多选)如图所示,电源电动势 E和内阻 r一定,R1、R2是定值电阻,R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随
光照强度的增大而减小).闭合开关,当照射到 R3的光照强度变化时,R2功率变大,以下判断正确的是(
)
A.电流表示数一定变小 B.电压表示数一定变小
C.R3的功率一定变大 D.照射到 R3的光照强度一定增加
命题热点二:电路中的功率及效率问题
1.电源的效率
η=×100%=×100%.
2.纯电阻电路
P总=EI=,
P出=R,
η=×100%=×100%.
3.电源的最大输出功率
P出=UI=I2R=R=
3
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