第十章物理

大一輪復(fù)習(xí)恒定電流第51課時(shí)閉合電路的歐姆定律目標(biāo)要求1.掌握閉合電路歐姆定律及其基本應(yīng)用，會(huì)對(duì)直流電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。2.會(huì)計(jì)算涉及電源的電路功率。3.理解電源的U－I圖像的特點(diǎn)及規(guī)律。內(nèi)容索引考點(diǎn)一閉合電路歐姆定律考點(diǎn)二電路的功率及效率問題課時(shí)精練考點(diǎn)三兩種U－I圖像的比較和應(yīng)用

閉合電路歐姆定律考點(diǎn)一電勢(shì)能2.閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成

，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成

；(2)公式：I＝______(只適用于純電阻電路)；(3)其他表達(dá)形式①電勢(shì)降落表達(dá)式：E＝U外＋U內(nèi)或E＝U外＋

(適用于

電路)；②功率表達(dá)式：EI＝UI＋

。正比反比

Ir任意I2r

增大E

如圖所示的電路中，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω，電壓表為理想電表，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電壓表示數(shù)為5.0V；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為2.4V，求電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。例1答案6.0V

1.0Ω

4.總電阻變化的幾種情況(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)在如圖甲所示分壓電路中，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。(4)在一個(gè)定值電阻R和一個(gè)可變電阻R0組成的如圖乙所示的電路中，兩支路電阻越趨于相等，乙圖中電路電阻越大，兩支路電阻相等時(shí)，乙圖中電路電阻最大。

討論交流

討論交流

例2√滑片P向下滑動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電路中總電阻減小，干路電流I1增大，即電流表A1示數(shù)增大，路端電壓U1＝E－I1r減小，電壓表V1示數(shù)減小，電阻R1分壓I1R1增大，

由于電流表A1示數(shù)增大，A2示數(shù)減小，A3示數(shù)增大，根據(jù)串并聯(lián)電路電流關(guān)系有ΔI1＝ΔI3－ΔI2，故C錯(cuò)誤；

電路動(dòng)態(tài)分析的方法1.程序法2.“串反并同”結(jié)論法(1)所謂“串反”，即某一電阻增大時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小，反之則增大?？偨Y(jié)提升(2)所謂“并同”，即某一電阻增大時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大，反之則減小。

3.極限法解決因滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)而引起電路變化的問題，可將滑動(dòng)變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻為零去討論?？偨Y(jié)提升

(2025·山東濟(jì)南市模擬)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，R0＝3Ω，R1＝7.5Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，電容器的電容C＝2μF。開始時(shí)開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，則下列說法正確的是A.開關(guān)S閉合時(shí)，電容器上極板帶正電B.開關(guān)S閉合時(shí)，電容器兩極板間電勢(shì)差是3VC.將開關(guān)S斷開，穩(wěn)定后電容器極板所帶的電荷量

是3.6×10－6CD.將開關(guān)S斷開至電路穩(wěn)定的過程中通過R0的電荷量是9.6×10－6C例3√

故通過R0的電荷量Q＝Q1＋Q2＝9.6×10－6

C，故C錯(cuò)誤，D正確。(多選)在如圖所示的電路中，定值電阻R1＝3Ω、R2＝2Ω、R3＝1Ω、R4＝3Ω，電容器的電容C＝4μF，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝10V，內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S1、S2，電路穩(wěn)定后，則A.a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Uab＝3.5VB.電容器所帶電荷量為1.4×10－6CC.斷開開關(guān)S2，穩(wěn)定后流過電阻R3的電流與斷開前相比將不發(fā)生變化D.斷開開關(guān)S2，穩(wěn)定后電容器上極板所帶電荷量與斷開前相比的變化量為

2.4×10－5C變式√√

電容器所帶電荷量為Q＝CUba＝4×10－6×3.5

C＝1.4×10－5

C，故B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S2，穩(wěn)定后流過電阻R3的電流與斷開前相比將不發(fā)生變化，故C正確；

上極板所帶電荷量與斷開前相比的變化量為ΔQ＝C(Uab'－Uab)＝4×10－6×(2.5＋3.5)C＝2.4×10－5

C，故D正確。含容電路的分析1.電路簡(jiǎn)化把電容器所在的支路穩(wěn)定時(shí)視為斷路，簡(jiǎn)化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上。2.電容器兩端的電壓(1)電容器所在的支路中沒有電流，與之串聯(lián)的電阻兩端無電壓，相當(dāng)于導(dǎo)線。(2)電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓?？偨Y(jié)提升3.電容器的電荷量及變化(1)電路中電流、電壓的變化可能會(huì)引起電容器的充、放電。若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電。(2)如果變化前后極板帶電的電性相同，通過所連導(dǎo)線的電荷量為|Q1－Q2|。(3)如果變化前后極板帶電的電性相反，通過所連導(dǎo)線的電荷量為Q1＋Q2?？偨Y(jié)提升返回電路的功率及效率問題考點(diǎn)二

IEIU外I2(R＋r)I2r

IUI2R

判斷正誤1.外電阻越大，電源的輸出功率越大。(

)2.電源的輸出功率越大，電源的效率越高。(

)3.路端電壓增大時(shí)，電源的輸出功率一定變大。(

)×××

(2024·山東淄博市期中)如圖甲所示的電路，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻r＝2Ω，定值電阻R＝4Ω，已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法中正確的是A.圖乙中滑動(dòng)變阻器的最大功率P2＝2WB.圖乙中R1＝6Ω，R2＝12ΩC.滑動(dòng)變阻器消耗功率P最大時(shí)，定值電阻R消耗的功率也最大D.調(diào)整滑動(dòng)變阻器RP的阻值，可以使電源的輸出電流達(dá)到2A例4√

當(dāng)回路中電流最大時(shí)，即RP＝0時(shí)，定值電阻R消耗的功率最大，C錯(cuò)誤；當(dāng)滑動(dòng)變阻器RP的阻值為0時(shí)，電路中

總結(jié)提升常見電路等效電源如下：總結(jié)提升返回

電源U－I圖像電阻U－I圖像圖像

物理意義電源的路端電壓隨電路中電流的變化關(guān)系電阻兩端的電壓隨電阻中電流的變化關(guān)系截距與縱軸交點(diǎn)表示電源電動(dòng)勢(shì)E，與橫軸交點(diǎn)表示電源短路電流過坐標(biāo)原點(diǎn)，表示電流為零時(shí)電阻兩端的電壓為零兩種U－I圖像的比較和應(yīng)用考點(diǎn)三電源的U－I圖像與電阻的U－I圖像比較

電源U－I圖像電阻U－I圖像圖像

圖線斜率的絕對(duì)值電源內(nèi)阻r電阻大小(電阻為純電阻)圖線上每一點(diǎn)坐標(biāo)的乘積UI表示電源的輸出功率表示電阻消耗的功率圖線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的U、I比值表示外電阻的大小，不同點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外電阻大小不同表示電阻的大小，每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比值均等大

(2025·山東泰安市檢測(cè))在如圖所示的U－I圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，曲線Ⅱ?yàn)槟骋恍襞軱的伏安特性曲線，曲線Ⅱ與直線Ⅰ的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1.5，0.75)，該點(diǎn)的切線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(1.0，0)，用該電源直接與小燈泡L連接成閉合電路，由圖像可知A.電源電動(dòng)勢(shì)為2.0VB.電源內(nèi)阻為0.5ΩC.小燈泡L接入電源時(shí)的電阻為1.5ΩD.小燈泡L實(shí)際消耗的電功率為1.125W例5√根據(jù)題意，由閉合電路歐姆定律有U＝E－Ir代入題中數(shù)據(jù)有0.75＝E－1.5r0＝E－2.0r解得E＝3.0

V，r＝1.5

Ω，故A、B錯(cuò)誤；

在同一坐標(biāo)系中畫出電源的U－I圖像與電阻的U－I圖像，兩圖像的交點(diǎn)表示電阻的實(shí)際工作點(diǎn)，即交點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示實(shí)際工作電壓，橫坐標(biāo)表示實(shí)際工作電流，乘積表示實(shí)際功率。總結(jié)提升返回課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)1234567答案AABCACDBACDD題號(hào)89101112答案CCD(1)0

(2)Ω

(3)ΩA答案1234567891011121.如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω。斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，電壓表為理想電表，則電源的內(nèi)阻r為A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω1234567891011基礎(chǔ)落實(shí)練答案√121234567891011答案12

1234567891011答案2.(多選)(2024·山東青島市聯(lián)考)在如圖所示的U－I圖像中，直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路，由圖像可知A.電源的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻為0.5ΩB.電阻R的阻值為1ΩC.電源的輸出功率為4WD.電源的效率為50%√12√√1234567891011答案12

1234567891011答案123.(2025·山東濟(jì)寧市育才中學(xué)月考)在如圖所示的電路中，開關(guān)S閉合后，由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障，導(dǎo)致電壓表和電流表的讀數(shù)都增大，電壓表和電流表均為理想電表，則可能出現(xiàn)了下列哪種故障A.R1短路

B.R2短路C.R3短路

D.R1斷路√1234567891011答案12若電路正常，則電流表測(cè)量流過R1的支路電流，電壓表測(cè)量R3兩端的電壓；若R1短路，則R2被短路，外電路只有電阻R3接在電源兩端，電流表測(cè)量干路電流，電壓表測(cè)量路端電壓，兩表示數(shù)均增大，故A正確；若R2短路，則R1被短路，電流表示數(shù)為零，故B錯(cuò)誤；若R3短路，則電壓表示數(shù)為零，故C錯(cuò)誤；若R1斷路，則電流表示數(shù)為零，故D錯(cuò)誤。1234567891011答案12

√√1234567891011答案12鋰電池產(chǎn)生的熱功率P熱＝I2r，小于UI，A錯(cuò)誤；充電器輸出的電功率P輸出＝UI，D正確；電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能，根據(jù)能量守恒定律，有UI＝I2r＋P，故P＝UI－I2r，C正確；

1234567891011答案125.(2024·山東棗莊市檢測(cè))如圖所示，在平行板電容器中固定一個(gè)帶負(fù)電質(zhì)點(diǎn)P，電容器下極板接地，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E和r，電流表和電壓表均視為理想電表，電壓表和電流表示數(shù)分別為U和I。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是A.電壓表和電流表示數(shù)都變大B.P質(zhì)點(diǎn)的電勢(shì)能增加C.R3消耗的電功率變大D.電源的輸出功率一定減小√1234567891011答案12當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，外電路總電阻變小，電路干路的電流增大，R3和R2、R4并聯(lián)電路兩端的電壓U＝E－I(R1＋r)，可知R3和R2、

1234567891011答案12

當(dāng)外電阻等于內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大，由于外電阻和內(nèi)阻的具體數(shù)據(jù)未知，則無法判斷電源的輸出功率變化情況，故D錯(cuò)誤。1234567891011答案126.(多選)(2024·山東濱州市期中)在圖甲電路中，電表均為理想電表，a、b兩端分別接上元件A、B時(shí)移動(dòng)滑片P以改變滑動(dòng)變阻器R(量程為0~100Ω)的阻值，測(cè)得元件A和B的伏安特性曲線分別如圖乙中圖線A、B所示，傾斜虛線為曲線B的切線；a、b兩端接上導(dǎo)線時(shí)，測(cè)得電源的伏安特性曲線如圖乙中圖線C所示。若改變滑動(dòng)變阻器R的阻值，電壓表V1、V2和電流表A的示數(shù)變化分別表示為ΔU1、ΔU2和ΔI，則下列說法正確的是1234567891011答案12

√√√1234567891011答案12

1234567891011答案12

1234567891011答案12

1234567891011答案7.(2025·山東淄博市期中)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系中，如圖中的a、b、c所示。以下判斷正確的是A.電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3V，內(nèi)阻r＝0.5ΩB.b、c圖線的交點(diǎn)與a、b圖線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比一定為

1∶2，縱坐標(biāo)之比一定為1∶2C.電源的最大輸出功率Pm＝9WD.在a、b、c三條圖線上分取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一

定滿足關(guān)系PA＝PB＋PC√12能力綜合練1234567891011答案12由電源的總功率和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率表達(dá)式PE＝EI，Pr＝I2r可知，a是直線，表示的是電源的總功率隨電流變化的圖線，b是拋物線，表示的是電源內(nèi)部的發(fā)熱功率隨電流變化的圖線，c表示外電阻的功率即為電源的輸出功率PR隨電流變化的圖線，由題圖可知，當(dāng)外電阻短路時(shí)，電流為3

A，總功率P＝9

W；則由P＝EI可知，E＝3

V，內(nèi)阻r＝1

Ω，故A錯(cuò)誤；1234567891011答案12

1234567891011答案12在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn)，因?yàn)橹绷麟娫吹目偣β蔖E等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和，所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿足關(guān)系PA＝PB＋PC，故D正確。1234567891011答案8.“祝融號(hào)”火星車的動(dòng)力主要來源于太陽能電池。現(xiàn)將火星車的動(dòng)力供電電路簡(jiǎn)化為如圖所示，其中太陽能電池電動(dòng)勢(shì)E＝120V，內(nèi)阻r未知，電動(dòng)機(jī)線圈電阻rM＝1.6Ω，電熱絲定值電阻R＝4Ω。當(dāng)火星車正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)兩端電壓UM＝80V，電熱絲R消耗功率P＝100W。則A.火星車正常行駛時(shí)，通過電熱絲電流為1.25AB.太陽能電池的內(nèi)阻為3ΩC.若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子被卡住不動(dòng)，電熱絲消耗的功率為625WD.火星車正常行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的效率為80%√121234567891011答案12對(duì)電熱絲，有P＝I2R，解得回路電流為I＝5

A，故A錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，有E＝Ir＋UM＋I(xiàn)R，解得太陽能電池的內(nèi)阻為r＝4

Ω，故B錯(cuò)誤；

1234567891011答案

12√

1234567891011答案10.(2025·山東煙臺(tái)市第一中學(xué)月考)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.5V，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為2Ω，兩定值電阻R2、R3的阻值均為1Ω，電容器C的電容為3μF。初始時(shí)R1的滑片置于最上端，開關(guān)S擲于a端。下列