基礎(chǔ)課2電路閉合電路的歐姆定律電阻的串聯(lián)、并聯(lián)知識(shí)排查閉合電路的歐姆定律1.基本概念、規(guī)律E-U內(nèi)=E-Ir2.路端電壓與外電阻的關(guān)系(1)關(guān)系式：U＝E－Ir。(2)用圖象表示如圖1所示，其中縱軸截距為

，橫軸截距為

，斜率的絕對(duì)值為

。3.路端電壓跟電流的關(guān)系圖1電動(dòng)勢(shì)短路電流內(nèi)阻(1)電動(dòng)勢(shì)就是電源兩極間的電壓。(

)(2)閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比。(

)(3)閉合電路中的短路電流無限大。(

)(4)電源U－I圖象上某點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積對(duì)應(yīng)此時(shí)的輸出功率。(

)答案

(1)×

(2)√

(3)×

(4)√小題速練1.思考判斷2.[人教選修3－1·P52·T4改編]如圖2是有兩個(gè)量程的電壓表，當(dāng)使用a、b兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～10V，當(dāng)使用a、c兩個(gè)端點(diǎn)時(shí)，量程為0～100V。已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA，則電阻R1、R2的值(

)A.9500Ω

90000Ω B.90000Ω

9500ΩC.9500Ω

9000Ω D.9000Ω

9500Ω圖2答案

A3.[人教選修3－1·P63·T1]一個(gè)電源接8Ω電阻時(shí)，通過電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時(shí)，通過電源的電流為0.10A，則電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為(

) A.2V

1.5Ω B.1.5V

2Ω C.2V

2Ω D.1.5V

1.5Ω

解析由閉合電路歐姆定律得 E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r＝2Ω，E＝1.5V。

答案

B閉合電路歐姆定律及動(dòng)態(tài)分析1.判定總電阻變化情況的規(guī)律 (1)當(dāng)外電路的任何一個(gè)電阻增大(或減小)時(shí)，電路的總電阻一定增大(或減小)。 (2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時(shí)，電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時(shí)，電路的總電阻減小。 (3)在如圖3所示分壓電路中，滑動(dòng)變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，

其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩

端的總電阻與R串的變化趨勢(shì)一致。圖32.電路動(dòng)態(tài)分析的常用“兩法”(1)程序判斷法：遵循“局部→整體→部分”的思路，按以下步驟分析：(2)極限法：即因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)引起的電路變化問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端分別滑至兩個(gè)極端去討論。1.(2017·河北石家莊模擬)如圖4所示電路中，L1、L2為兩只完全相同、阻值恒定的燈泡，R為光敏電阻(光照越強(qiáng)，阻值越小)。閉合電鍵S后，隨著光照強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)(

)A.L1逐漸變暗，L2逐漸變亮B.L1逐漸變亮，L2逐漸變暗C.電源內(nèi)電路消耗的功率逐漸減小D.光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸增大圖4解析當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，光敏電阻的阻值減小，電路的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流增大，則L2逐漸變亮，U內(nèi)＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端電壓減小，L2兩端的電壓增大，則L1兩端的電壓減小，故L1逐漸變暗，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電路中總電流增大，由P＝I2r知電源內(nèi)電路消耗功率逐漸增大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將L2看成電源內(nèi)電路的一部分，光敏電阻R和L1消耗的總功率是等效電源的輸出功率，由于等效電源的內(nèi)阻大于外電阻，所以當(dāng)光敏電阻的阻值減小，即外電阻減小時(shí)，等效電源的內(nèi)、外電阻相差更大，輸出功率減小，則光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸減小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案

A2.如圖5所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R的阻值也為r，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)過程中，下列說法正確的是(

)A.電壓表的示數(shù)變大B.電流表的示數(shù)變小C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小圖5解析等效電路圖如圖所示?；瑥腶端滑向b端，其接入電路的阻值RPb減小，由“串反并同”原則有，電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，電阻R消耗的功率增大，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；把電阻R當(dāng)作電源內(nèi)電阻(等效電源)，則R內(nèi)＝2r，RPb減小，且RPb<2r，等效電源的輸出功率減小，即滑動(dòng)變阻器的功率減小，選項(xiàng)C正確。答案C3.如圖6所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置。閉合電鍵S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng)。如果僅改變下列某一個(gè)條件，油滴仍能靜止不動(dòng)的是(

)A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值C.增大兩板間的距離 D.斷開電鍵S圖6答案

B4.(2016·全國卷Ⅱ，17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖7所示電路。開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(

)圖7解析S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示。甲S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示。答案C乙電源的功率和效率問題電源的功率和效率【典例】如圖8所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護(hù)電阻R0＝0.5Ω，則當(dāng)保護(hù)電阻R0消耗的電功率最大時(shí)，這個(gè)電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為(

)A.1Ω

4W B.1Ω

8WC.0

8W D.0.5Ω

8W圖8答案

C【拓展延伸1】在【典例】中的條件不變，則當(dāng)電阻箱R的讀數(shù)為多少時(shí)，電阻箱R消耗的功率PR最大且這個(gè)最大值為(

) A.1Ω

6W B.0.5Ω

8W C.1Ω

1.5W D.1.5Ω

6W答案

D答案

C【拓展延伸3】在【典例】中的條件不變，則電源的最大輸出功率為(

) A.3W B.4W C.5W D.9W答案

D1.將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測(cè)得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖9所示，由此可知(

)A.電源最大輸出功率可能大于45WB.電源內(nèi)阻一定等于5ΩC.電源電動(dòng)勢(shì)為45VD.電阻箱所消耗功率P最大時(shí)，電源效率大于50%圖9答案B2.(多選)如圖10所示，A為電解槽，M為電動(dòng)機(jī)，N為電爐，恒定電壓U＝12V，電解槽內(nèi)阻rA＝2Ω。當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為6A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為5A，且電動(dòng)機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時(shí)，電流表A示數(shù)為4A。則(

)A.電爐的電阻為2ΩB.僅S1閉合時(shí)，電爐的發(fā)熱功率為72WC.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為1.2ΩD.在電解槽工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為48W圖10答案

AB兩種圖象的比較兩類U－I圖象的比較與應(yīng)用1.(多選)如圖11所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是(

)A.電源的電動(dòng)勢(shì)為6.0VB.電源的內(nèi)阻為12ΩC.電源的短路電流為0.5AD.電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω圖11答案AD2.(2017·河南南陽模擬)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖12所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象(電池內(nèi)阻不是常量)，圖線b是某電阻R的U－I

圖象。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻為(

)A.5.5Ω B.7.0Ω C.12.0Ω D.12.5Ω圖12答案

A利用兩種圖象解題的基本方法利用電源的U－I圖象和電阻的U－I圖象解題，無論電阻的U－I圖象是線性還是非線性，解決此類問題的基本方法是圖解法，即把電源和電阻的U－I圖線畫在同一坐標(biāo)系中，圖線的交點(diǎn)即電阻的“工作點(diǎn)”，電阻的電壓和電流可求，其他的量也可求。電路故障問題的處理方法——分析推理能力的培養(yǎng)1.故障特點(diǎn)(1)斷路特點(diǎn)：斷路部分電路中電流為零，而電壓不為零。因此，若外電路中某兩點(diǎn)間電壓不為零，電流為零，則兩點(diǎn)間有斷點(diǎn)，而這兩點(diǎn)與電源的兩極之間無斷點(diǎn)。 (2)短路特點(diǎn)：表現(xiàn)為有電流通過而某元件兩端電壓為零。2.故障分析方法類型1電表測(cè)量法【例1】二極管具有單向?qū)щ娦?，?dāng)正極接電源正極(正接)時(shí)二極管導(dǎo)通(電流可以通過二極管，且二極管的阻值很小，可忽略)，當(dāng)負(fù)極接電源正極(反接)時(shí)二極管截止(阻值很大，電流為零)。為了驗(yàn)證二極管的這一特性，將其接入如圖13所示電路cd之間的D處，閉合開關(guān)時(shí)燈不亮。經(jīng)初步檢查各接線均牢固正確，為了確定電路故障的位置，四位同學(xué)各自進(jìn)行了以下操作由此可判斷(

)A.同學(xué)1的操作說明故障在a、b之間B.同學(xué)2的操作說明故障在b、c之間C.根據(jù)同學(xué)1、3的操作即可判斷故障的原因是二極管正、負(fù)極接錯(cuò)D.根據(jù)同學(xué)2、4的操作即可判斷故障的原因是二極管已損壞斷開圖13解析同學(xué)1的操作結(jié)果中，電壓為零的點(diǎn)為b、c，黑表筆與電源是斷開的，電壓為6V的點(diǎn)d、e與電源是相通的，說明故障只在c、d之間，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同學(xué)2的操作結(jié)果與同學(xué)1相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同學(xué)3的操作說明二極管的正極接在d點(diǎn)，被反接了，結(jié)合同學(xué)1的結(jié)果可以判斷故障原因是二極管正、負(fù)極接錯(cuò)，選項(xiàng)C正確；由于二極管正、負(fù)極接錯(cuò)，同學(xué)4的操作測(cè)定的是二極管的反向電阻，應(yīng)該很大，并不能表明二極管已損壞斷開，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案

C類型2現(xiàn)象判斷法【例2】在如圖14所示的電路中，閉合開關(guān)S后，L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光，后來由于某種故障使L2突然變亮，電壓表讀數(shù)減小，由此推斷，該故障可能是(

)A.L1燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路圖14解析若L1燈絲燒斷，則總電阻增大，總電流減小，L2兩端電壓減小，L2變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若R2斷路，則總電阻增大，電壓表讀數(shù)增大，總電流減小，L1與R1并聯(lián)部分兩端的電壓減小，故L2兩端的電壓增大，L2變亮，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若電阻R2短路，則通過L2的電流為零，L2不亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若電容器被擊穿短路，則電路總電阻減小，路端電壓減小，總電流增大，L2變亮，選項(xiàng)D正確。答案D【針對(duì)訓(xùn)練】如圖15所示，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，當(dāng)