2026高考物理复习课件 第九章第2讲 闭合电路欧姆定律及应用

第九章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及应用 目录123教材阅读指导考点一闭合电路欧姆定律　电路的动态分析考点二闭合电路的功率和电源的效率考点三两类Ｕ-Ｉ图像的分析与应用课时作业45 教材阅读指导(对应人教版必修第三册相关内容及问题) 第十二章第2节“路端电压与负载的关系”这部分的[思考与讨论]，怎样根据电源的UI图像求电动势和内阻？第十二章第2节[练习与应用]T1，“EI”的物理意义是什么？第十二章[复习与提高]A组T4，图线a、b交点的物理意义是什么？提示：图线与纵轴的交点纵坐标代表电动势；图线的斜率绝对值代表内阻。提示：单位是瓦特，表示电源产生电能的总功率，等于整个回路消耗电能的总功率。提示：电源和电阻R组成闭合回路时对应的工作状态。 第十二章[复习与提高]A组T7。提示：(1)20Ω3．3Ω　－5．0Ω(2)a、b的斜率分别表示可调电阻R1的阻值为20Ω、3．3Ω，AB的斜率的绝对值表示电阻R2的阻值为5．0Ω。 第十二章[复习与提高]B组T3；T4。 T4：(1)当滑动变阻器的阻值为零时，电阻R1消耗的功率最大。(2)当滑动变阻器的阻值为2．5Ω时，滑动变阻器R2消耗的功率最大。(3)当滑动变阻器的阻值为1．5Ω时，电源的输出功率最大。 考点一闭合电路欧姆定律　电路的动态分析 1．电源的电动势和内阻(1)电动势①定义：电源内部__________所做的功与所移动的________之比。②表达式：E＝_____。③物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。④特点：由__________的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。(2)内阻：电源内部也存在电阻，叫作电源的______，常用r表示，它是电源的另一重要参数。非静电力电荷量非静电力内阻 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_______，跟内、外电路的电阻之和成_______。(2)公式①I＝_______(只适用于纯电阻电路)。②E＝_____＋U内(适用于所有电路)。正比反比U外 增大EE－Ir 1．电源的电动势与外电路无关，由电源中非静电力的性质决定，但与电源的体积有关。()2．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。()×√ 1．判定总电阻变化情况的规律(1)不论是串联、并联还是混联，当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)在如图甲所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，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。 (4)在一个定值电阻R和一个可变电阻R0组成的如图乙所示的电路中，若R0≥R，则当两个并联支路的电阻阻值相等时，a、b两端的总电阻最大；若R0<R，则两支路电阻阻值越接近，a、b间的总电阻越大。即“阻差小，总阻大；阻差大，总阻小”。 2．电路动态分析的方法(1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路。①分析步骤(如图)②分析时：串联电路注意分析电压关系，并联电路注意分析电流关系。 (2)“串反并同”结论法①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。 (3)极限法对于因滑动变阻器的滑片滑动引起电路变化的问题，可分析将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端情况，此时还要注意滑片移动引起的电路变化是否是单调变化，滑片移动过程中是否有极值情况出现。(4)特殊值法对于某些电路问题，可以代入特殊值进行判定，从而得出结论。 例1一个电源接8Ω电阻时，通过电源的电流为0．15A，接13Ω电阻时，通过电源的电流为0．10A，则电源的电动势和内阻分别为()A．2V，1．5ΩB．1．5V，2ΩC．2V，2ΩD．1．5V，1．5Ω解析由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，代入数据联立得r＝2Ω，E＝1．5V，B正确。 例2(2025·上海市高三模拟)如图，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数变化情况为()A．电压表示数增大，电流表示数减小B．电压表示数减小，电流表示数增大C．两电表示数都增大D．两电表示数都减小 例3如图所示是经典的电桥电路，电源电动势E＝12V，内阻忽略不计，定值电阻R1＝4Ω、R2＝8Ω、R3＝12Ω，M点和N点之间接有阻值为10Ω的定值电阻R5和电容为10μF的电容器。变阻箱R4的阻值从0调至24Ω的过程中，通过电阻R5的电荷量为()A．2．0×10－5CB．4．0×10－5CC．6．0×10－5CD．8．0×10－5C 1．电容器的简化处理：电路稳定后，可以把电容器所在支路看作断路，简化电路时可以将该断路去掉，求电荷量时在相应位置再补上。2．电阻的简化处理：电路稳定后，与电容器同支路的电阻相当于导线。3．电容器两端的电压：电路稳定时，找到与电容器并联的电阻，电容器两端的电压等于该电阻两端的电压。 4．电荷变化量的计算：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。(1)由ΔQ＝CΔU计算电容器上电荷量的变化。(2)如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差。(3)如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和。 考点二闭合电路的功率和电源的效率 ⑤P出与R的关系如图所示。 例4如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A；电动机启动时电流表的示数为58A。已知电源的电动势为12．5V，内阻为0．05Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则()A．车灯的电阻为1．0ΩB．电动机的内阻为0．2ΩC．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480WD．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60% 例5如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中()A．Rx消耗的功率变小B．电源输出的功率减小C．电源内部消耗的功率减小D．R0消耗的功率减小 解析当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大；将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r，当Rx的阻值为2r时，Rx消耗的功率最大；在Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，A正确。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源的输出功率逐渐变大，B错误。Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，根据P＝I2R可知，电源内部消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，C、D错误。 考点三两类UI图像的分析与应用 例6在如图所示的UI图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是()A．电源的电动势为3V，内阻为0．5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的效率为80%D．电源的输出功率为4W 课时作业 1．(2024·辽宁省沈阳市高三下三模)物理观念主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素，下列物理规律能正确反应能量观念中能量守恒思想的是()A．牛顿第二定律B．闭合电路欧姆定律C．动量守恒定律D．电阻定律解析：电源把其他形式的能量转化为电能的功率等于电源的输出功率与电源内电阻的热功率之和，即EI＝UI＋I2r，可得E＝U＋Ir，可知闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现，牛顿第二定律与动量守恒定律属于运动与相互作用观念，而电阻定律描述物质本身的属性，是物质观念，故选B。［A组　基础巩固练］ 2．(2024·江苏省南京市、盐城市高三下一模)如图为探究外电压、内电压和电动势关系的实验装置。这种电池的正负极板(分别为A、B)为二氧化铅及铅，电解液为稀硫酸。关于这一实验装置分析，下列说法正确的是()A．电压表V1正极与a相连B．电压表V2的测量值大于电路的外电压C．电压表V1的测量值不会大于电压表V2的测量值D．电压表V1和V2测得的示数之和接近于一定值 解析：在电源的外部，电流方向由电源的正极流向负极，而电源的内部，电流方向由电源的负极流向正极，电压表V1测量内电压，则电压表V1正极与b相连，电压表V2测量电路的外电压，则电压表V1和V2测得的示数之和等于电源电动势，即应接近于一定值，故A、B错误，D正确；串联电路中电流处处相等，由U＝IR可知，电阻两端电压之比等于其阻值之比，因为不知道内外电阻的阻值，所以电压表V1的测量值有可能会大于电压表V2的测量值，故C错误。 3．(多选)下列关于电池的说法正确的是()A．同一种干电池，旧电池比新电池的内阻大、容量小B．电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内部静电力的功率C．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大D．当通过同样的电荷量时，电动势为2V的蓄电池比电动势为1．5V的干电池提供的电能多 解析：同一种干电池，不论是1号还是5号，其电动势皆为1．5V，但体积大的电池容量较大；电池使用时间越长，容量越小，内阻越大，故A正确，C错误。电源的电动势表示的是非静电力做功的本领，也就是电源将其他形式的能转化为电能的本领，非静电力做功的大小等于电源将其他形式的能转化为电能的多少，W＝Eq，电动势越大，通过相同的电荷量时非静电力做的功越多，电源提供的电能越多，电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示在电源内部非静电力的功率，故B错误，D正确。 4．如图所示的电路中，电阻R＝2Ω。断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为()A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω 5．(2025·陕西省宝鸡市高三上模拟检测一)(多选)图甲所示的电路图中，电源的电动势为E，内阻不计。虚线框Ⅰ、Ⅱ中有定值电阻R0和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R，图乙和图丙分别为变阻器R全部接入和一半接入电路时沿abcd方向电势变化的图像，导线上的电势降落为零。则下列说法正确的是()A．定值电阻R0在虚线框Ⅰ中B．滑动变阻器R在虚线框Ⅰ中C．电源的电动势大小为2．0VD．定值电阻R0的阻值为5Ω 6．(2025·新疆普通高考适应性检测高三上第一次模拟)(多选)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某型号脂肪测量仪(如图甲)根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，测试者两手分别握住手柄A、B，闭合开关S，就可知道人体脂肪所占的比例。一般情况下()A．脂肪含量高者电流表示数会更小B．脂肪含量高者电压表示数会更小C．脂肪含量高者电源总功率会更小D．人出汗后测量的数据会更加准确 7．(多选)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知下列说法正确的是()A．电源最大输出功率为45WB．电源内阻一定等于5ΩC．电源电动势为45VD．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率等于90% 8．(2025·山东省青岛市高三上期末)在如图所示的UI图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的UI曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1．5A，0．75V)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1．0A，0V)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知()A．电源电动势为2．0VB．电源内阻为0．5ΩC．小灯泡L接入电源时的电阻为1．5ΩD．小灯泡L实际消耗的电功率为1．125W 9．如图所示的UI图像中，直线a为电源的路端电压与电流的关系，直线b、c分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则下列说法正确的是()A．电阻R1大于电阻R2B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大C．R2接在电源上时，电源的输出功率较大D．两种情况下，电源的输出功率相等 10．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个灯泡A、B、C原来都是正常发光的，电路突然发生了故障，结果灯泡C比原来暗了些，灯泡A和B比原来亮了些，假设三个灯泡灯丝的电阻恒定不变，则电路中出现的故障可能是()A．R1短路B．R1断路C．R2断路D．R2短路［B组　综合提升练］ 11．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中()A．电阻R2中有向下的电流B．通过电阻R1的电流增大C．滑动变阻器R两端的电压变小D．电容器C极板所带电荷量变小解析：闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢向上滑动过程中，电容器C所在支路相当于断路，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，即通过电阻R1的电流减小，故B错误；根据串联电路分压规律可知，滑动变阻器R两端的电压变大，所以电容器C两端电压增大，根据Q＝CU可知电容器C极板所带电荷量变大，即电容器将充电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向下的电流，故A正确，C、D错误。 12．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现闭合开关S，滑动变阻器R的滑动触头P从M端向N端滑动时，电路中连接的电压表及电流表示数的变化情况分别是()A．先变大后变小；一直变大B．先变小后变大；一直变小C．先变大后变小；先变小后变大D．先变小后变大；先变大后变小 14．如图a所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图b所示。不考虑电表对电路的影响，则()A．定值电阻R0为2ΩB．电源内阻r为10ΩC．电源电动势E为3．4VD．定值电阻R0的最大电功率为0．9W 15．(多选)如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是()A．理想电压表V2的示数增大B．ΔU3>ΔU1>ΔU2C．电源的输出功率减小D．ΔU3与ΔI的比值不变 16．(多选)某电动汽车装配了120块“刀片电池”，每块“刀片电池”的容量是200A·h，平均工作电压是3．2V，则下列说法正确的是()A．单块电池充满电后储存的电荷量是200CB．单块电池充满电后储存的电能是640W·hC．若该车在某次行驶中平均能耗是13kW·h/100km，则其续航里程是640kmD．若某块电池充电电流是200A，则经过30min可将该电池从其容量的30%充到80% 17．已知两电源a、b的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2。两电源分别接电阻R时，输出功率相等。当外电路电阻变为R′时，电源a、b的输出功率分别为P1、P2，已知E1<E2，R>R′。则()A．r1＝r2B．r1>r2C．P1＝P2D．P1>P2［C组　拔尖培优练］