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1、第22講閉合電路及其歐姆定律,考點一,考點二,考點三,閉合電路的歐姆定律 核心知識整合,正,反,純電阻,任何閉合電路,考點一,考點二,考點三,3.路端電壓與負載的關(guān)系:因U=E-Ir,故路端電壓隨著電路中電流的增大而;隨外電阻的增大而。 (1)外電路斷開時(I=0),路端電壓等于電源的;而這時用電壓表測量時,其讀數(shù)略小于電動勢(有微弱電流)。 (2)外電路短路時(R=0,U=0),電流最大為(一般不允許這種情況,會燒壞電源)。,減小,增大,電動勢,考點一,考點二,考點三,4.電源的特性曲線路端電壓U隨電流I變化的圖象: (1)圖象的函數(shù)表達式:U=。 (2)縱軸上的截距表示;橫軸上的截距表示

2、電源的。(注意:若縱坐標上的取值不從零開始取,則橫軸上的截距不表示短路電流) (3)圖線的斜率的絕對值為電源的。 (4)圖線上某點與坐標軸所圍矩形的面積表示在該電流時電源的。,E-Ir,電源的電動勢,短路電流,內(nèi)阻,輸出功率,考點一,考點二,考點三,關(guān)鍵能力提升 命題點一閉合電路歐姆定律 【例1】 電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源,當它和一標有“6 V3 W”的小燈泡構(gòu)成閉合回路時,小燈泡恰好正常發(fā)光。若該電源與一標有“6 V6 W”的小燈泡構(gòu)成一閉合回路,該燈泡() A.正常發(fā)光 B.比正常發(fā)光暗 C.比正常發(fā)光亮 D.因不知電源內(nèi)阻的大小,故無法確定,答案,解析,考點一,考點二,考點三,方法技巧

3、畫電路圖進行分析時,可以在電源旁邊畫一個內(nèi)阻r。,考點一,考點二,考點三,【例2】 下圖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.電源的電動勢為5.0 V B.電源的內(nèi)阻為12 C.電源的短路電流為0.5 A D.電流為0.3 A時的外電阻是18 易錯警示電源的U-I曲線中特別要注意縱坐標的起點是否為0。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,命題點二電路動態(tài)分析 【例3】 小吳同學設(shè)計了一種煙霧警報裝置,其設(shè)計原理如圖所示。M為煙霧傳感器,其阻值RM隨著煙霧濃度的變化而變化,R為定值電阻。當裝置所在區(qū)域出現(xiàn)煙霧且濃度增大時,將導(dǎo)致a、b兩端電壓減小,觸發(fā)警報裝置發(fā)出警報。則

4、煙霧濃度增大時() A.RM增大,電流表示數(shù)增大 B.RM增大,電流表示數(shù)減小 C.RM減小,電流表示數(shù)增大 D.RM減小,電流表示數(shù)減小,答案,解析,考點一,考點二,考點三,【例4】 如圖所示的電路中,電源的電動勢E和內(nèi)阻r恒定不變,電燈L恰能正常發(fā)光,如果變阻器的滑片向b端滑動,則() A.電燈L更亮,電流表的示數(shù)減小 B.電燈L更亮,電流表的示數(shù)增大 C.電燈L更暗,電流表的示數(shù)減小 D.電燈L更暗,電流表的示數(shù)增大,答案,解析,考點一,考點二,考點三,思路點撥處理閉合電路動態(tài)分析常用三種方法 1.程序法,考點一,考點二,考點三,2.“串反并同”結(jié)論法 (1)所謂“串反”,即某一電阻增大

5、時,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。 (2)所謂“并同”,即某一電阻增大時,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 因變阻器滑片滑動引起電路變化的問題,可將變阻器的滑片分別滑至兩個極端,讓電阻最大或電阻為零去討論。,考點一,考點二,考點三,方法技巧(1)串聯(lián)電路的總電阻大于電路中任意一個電阻,電路中任意一個電阻變大時,總電阻變大。(2)并聯(lián)電路的總電阻小于電路中任意一個電阻,任意一個電阻變大時,總電阻變大。,考點一,考點二,考點三,命題點三閉合回路中含有非線性電路 【例5】 (多選)如圖所示,直線、分別是電源

6、與電源的路端電壓隨輸出電流變化的特性曲線,曲線是一個小燈泡的伏安特性曲線,則() A.電源與電源的內(nèi)阻之比為127 B.電源與電源的電動勢之比為712 C.若該小燈泡分別與電源和電源單獨連接,則小燈泡的電阻之比為3524 D.若該小燈泡分別與電源和電源單獨連接,則電源和電源輸出功率之比為1021 易錯警示閉合回路中含有非線性電阻時,只能根據(jù)伏安特性曲線找到工作點,進而找到非線性電阻的瞬時電阻。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,【例6】 圖甲為某一小燈泡的U-I圖線,現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4 的定值電阻R串聯(lián),接在內(nèi)阻為1 、電動勢為5 V的電源兩端,如圖乙所示。則通過每盞小燈泡

7、的電流為 A,此時每盞小燈泡的電功率為 W。,答案:0.30.6,考點一,考點二,考點三,解析:設(shè)每盞小燈泡的電流為I,兩端的電壓為U,則U=E-2I(R+r),即U=5-10I,將此函數(shù)關(guān)系的圖象畫在燈泡的U-I圖線上,可看出交點處即為電路的工作點,I=0.3 A,U=2 V,所以功率P=UI=0.6 W。,考點一,考點二,考點三,電路中的功率與效率 核心知識整合,EI,P總-P出,UI,考點一,考點二,考點三,由P出與外電阻R的關(guān)系圖象可知 當R=r時,電源的輸出功率最大為。 當Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越小。 當R

8、對應(yīng)兩個外電阻R1和R2,且R1R2=r2。,考點一,考點二,考點三,關(guān)鍵能力提升 命題點一電源輸出功率 【例7】 如圖所示,定值電阻R1=1 ,R2為電阻箱,電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻r=3 。要使電源有最大功率輸出,應(yīng)使R2=;若要使R1上得到的功率最大,應(yīng)使R2=;若要使R2上得到的功率最大,應(yīng)使R2=。 易錯警示對于電源,當外電路的總電阻等于內(nèi)電路的總電阻時,電源的輸出功率最大。當流過定值電阻的電流最大時,定值電阻消耗的功率最大。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,【例8】 如圖,電源電動勢E=9 V,內(nèi)阻r=2.5 ,電路中的四盞燈相同,規(guī)格為“6 V6 W”,電阻R=0.5 ,則

9、欲使電源輸出功率最大,應(yīng)開n1盞燈,欲使點亮的燈上消耗的功率最大,應(yīng)開n2盞燈,關(guān)于n1、n2數(shù)值下面正確的是() A.n1=2;n2=3B.n1=3;n2=2 C.n1=4;n2=1D.n1=1;n2=4,答案,解析,考點一,考點二,考點三,命題點二電源的效率 【例9】 電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比。在測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中得到的實驗圖線如圖所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為a、b。由圖可知a、b的值分別為(),答案,解析,考點一,考點二,考點三,【例10】 電源的效率定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率

10、之比。如圖,直線A、B和C分別是電源a、電源b和電阻R的伏安特性圖線。將這個電阻R分別接到a、b兩電源上,那么() A.R接到電源a上,電源的效率較低 B.R接到電源b上,電源的輸出功率較大 C.R接到電源a上,電源的輸出功率較大,電源效率較高 D.R接到電源b上,電源的輸出功率較小,電源效率較高,答案,解析,考點一,考點二,考點三,含電容器電路分析 核心知識整合 電容器是一個儲能元件,它的接入不改變其他電路結(jié)構(gòu),但能影響能量的轉(zhuǎn)化。 1.電路穩(wěn)定時(充、放電結(jié)束)電容器的處理方法: (1)電容器在直流電路穩(wěn)定后是斷路,簡化電路時可去掉它,簡化后若要求電容器所帶電荷量時,可在相應(yīng)位置補上。

11、(2)當電容器與電阻串聯(lián)時,電阻上沒有電流通過,電阻兩端等勢,該電阻相當于一段導(dǎo)線。 (3)電容器的電壓等于與它并聯(lián)的電路兩端的電壓。 2.電路不穩(wěn)定時:當電容器兩端的電壓升高(或降低)時,其被充電(或放電),電荷量的變化可由Q=UC求出。,考點一,考點二,考點三,關(guān)鍵能力提升 命題點一含電容電路靜態(tài)分析 【例11】 在如圖所示的電路中,電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻r=1 ,電阻R1=6 ,R2=5 ,R3=3 ,電容器的電容C=210-5 F。若將開關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定時通過R2的電流為I;斷開開關(guān)S后,通過R1的電荷量為q。則() A.I=0.25 AB.I=0.5 A C.q=110-5

12、CD.q=210-5 C,答案,解析,考點一,考點二,考點三,命題點二含電容電路動態(tài)分析 【例12】 在如圖所示的電路中,電源電動勢E=9 V,內(nèi)阻r=2 ,定值電阻R1=6 ,R2=10 ,R3=6 ,電容器的電容C=10 F。 (1)保持開關(guān)S1、S2閉合,求電容器C所帶的電荷量; (2)保持開關(guān)S1閉合,將開關(guān)S2斷開,求斷開開關(guān)S2后流過電阻R2的電荷量。,答案:(1)310-5 C(2)610-5 C,考點一,考點二,考點三,解析:(1)保持開關(guān)S1、S2閉合時,,R1兩端的電壓U1=IR1=0.56 V=3 V; 則電容器所帶的電荷量Q1=CU1=1010-63 C=310-5 C

13、; (2)保持開關(guān)S1閉合,將開關(guān)S2斷開,電容器的電壓等于電源的電動勢,所帶的電荷量Q2=CE=1010-69 C=910-5 C。 斷開開關(guān)S2后流過電阻R2的電荷量QR2=Q2-Q1=610-5 C。,考點一,考點二,考點三,【例13】 如圖所示,電源電動勢E=12 V,內(nèi)阻r=1 ,電阻R1=5 ,R2=50 ,則() A.開關(guān)S斷開時,A、B兩端電壓等于零 B.開關(guān)S閉合,電容器C充電后,電容器兩極板間的電壓等于10 V C.開關(guān)S閉合,電容器C充電后,電容器兩極板間的電壓等于12 V D.開關(guān)S閉合,電容器C充電后,兩極板間的電壓與電容大小有關(guān),答案,解析,考點一,考點二,考點三

14、,方法技巧解決含電容電路的思路:一是畫出電路圖,標出電流的流向,沒有電流通過的電阻兩端等勢;二是找到電容器兩端的電壓是電路中哪個電阻兩端的電壓。 思路點撥含容電路問題的解題思路,1,2,3,4,5,1.太陽能路燈以太陽光為能源,白天太陽能電池板給蓄電池充電,晚上蓄電池給燈源供電。安全節(jié)能無污染,已被廣泛采用。如圖所示,是某地使用的太陽能路燈和它的電池板銘牌,則該電池板的內(nèi)阻約為() 太陽能電池板參數(shù)開路電壓43 V短路電流5.85 A工作電壓35.3 V工作電流5.67 A額定功率200 W工作溫度-4085 A.7.58 B.6.03 C.6.23 D.7.35 ,答案,解析,1,2,3,4

15、,5,2.機器人的使用開闊了我們的視野,延伸了我們的肢體,增強了我們的力量,提高了我們的工作效率,將人們從繁重的生產(chǎn)勞動中解救出來。如圖所示,一款微型機器人的直流電動機的額定電壓為U,額定電流為I,線圈電阻為R,將它接在電動勢為E,內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間,電動機恰好能正常工作。下列說法正確的是() A.電動機消耗的總功率為EI B.電動機消耗的熱功率為UI C.電源的輸出功率為I2R D.電源的效率為,答案,解析,1,2,3,4,5,3.(多選)在如圖所示的電路中,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器。當R2的滑片在a端時合上開關(guān)S,此時三個電表A1、A2

16、和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑片向b端移動,則下列說法正確的是() A.I1增大,I2不變,U增大 B.I1減小,I2增大,U減小 C.電源的總功率減小 D.電源內(nèi)部消耗的熱功率增大,答案,解析,1,2,3,4,5,4.(多選)(2017浙江紹興一中期中)在如圖所示電路中,電源的內(nèi)阻不可忽略,當開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)為0.25 A,則當S閉合時,電流表的示數(shù)可能是() A.0.22 AB.0.32 A C.0.40 AD.0.58 A,答案,解析,1,2,3,4,5,5.(多選)如圖所示,電源電動勢E=6 V,內(nèi)阻r=1 ,定值電阻R=2 與電動機M串聯(lián)接在電源上,開關(guān)閉合后,理想電流表示數(shù)為1 A,電動機剛好正常工作,電動機的線圈電阻R0=0.5 。下列說法正確的是() A.定值電阻消耗的熱功率2 W B.電動機的輸出功率為2.5 W C.電動機的輸出功率為3 W D.電源的輸出功率是6 W,答案,解析,