1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 闭合电路的欧姆定律 知识点一 串、并联电路的特点 1.特点对比 串联 并联 电流 I I 电压 U U 电阻 R R 2.几个常用的推论 (1)串联电路的总电阻 其中任一部分电路的总电阻 . (2)并联电路的总电阻 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 . 答案： 1.I1 I2 ? In I1 I2 ? In U1 U2 ? Un U1 U2 ? Un R1 R2 ? Rn 1R1
2、1R2 ? 1Rn2.(1)大于 (2)小于 知识点二 电源的电动势和内阻 1.电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的 在电源内从 移送到 所做的功 . (2)表达式： E . (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量 . 2.内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的 ，它是电源的另一重要参数 . 答案： 1.(1)正电荷 负极 正极 (2)Wq 2.内阻 知识点三 闭合电路的欧姆定律 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? I 只适用于纯电阻电路）E 适用于任何电路） 3.路端电压 U
3、与电流 I 的关系 【 精品教育资源文库 】 (1)关系式： U . (2)UI 图象如 图所示 . 当电路断路即 I 0 时，纵坐标的截距为 . 当外电路电压为 U 0 时，横坐标的截距为 . 图线的斜率的绝对值为电源的 . 答案： 1.正比 反比 2. ER r U 外 U 内 3.(1)E Ir (2) 电源电动势 短路电流 内阻 (1)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱 .( ) (2)电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关 .( ) (3)电动势等于电源的路端电压 .( ) (4)电路中某电阻增大，该电阻 的功率一定增大 .( ) (
4、5)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大 .( ) (6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大 .( ) (7)电源的输出功率越大，电源的效率越高 .( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 考点 电路的动态分析 1.电路的动态变化是指由于断开或闭合开关、滑动变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又引起了一系列的变化 . 2.电路动态分析的方法 程序法 第一步：确定电路的外电阻 R 外 如何变化 . 第二 步：根据闭合电路欧姆定律 I 总 ER外 r确定电路中的总电流如何变化 . 【 精品教育资源文库 】 第三步：由 U 内 I 总 r 确定内
5、电压如何变化 . 第四步：由 U 外 E U 内 确定路端电压如何变化 . 第五步：由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化 . 第六步：由串、并联电路的规律确定各支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化 . 考向 1 纯电阻电路动态分析 典例 1 (多选 )在如图所示的电路中，闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、 U1、 U2和 U3表示，电表示数变化量的大小分别用 I、 U1、 U2和 U3表示 .下列判断正确的是 ( ) A.U1I不变， U1 I不变 B.U2I变大， U2 I变大 C.U2I变大， U
6、2 I不变 D.U3I变大， U3 I不变 解题指导 解答本题的思路如下：滑动变阻器的滑片 P 向下滑动 R2接入电路部分的电阻增大 总电阻增大，总电流减小 由 U1I、 U2I、 U3I、 U1 I、 U2 I、 U3 I的意义进行分析判断 . 解析 因为 U1 I U1I R1，且 R1不变，所以 U1I不变， U1 I不变；因为 U2I R2，且 R2变大，所以 U2I变大，但 U2 I I R1 r） I R1 r，所以 U2 I不变；因为 U3I R2 R1，所以 U3I变大，又 U3 I Ir I r，故 U3 I不变 .选项 A、 C、 D 正确 . 答案 ACD 考向 2 含容
7、电路动态分析 典例 2 (2016 新课标全国卷 )阻值相等的四个电阻、电容器 C 及电池 E(内阻可忽略 )连接成如图所示电路 .开关 S 断开且电流稳定时， C 所带的电荷量为 Q1；闭合开关 S，电流再次稳定后， C 所带的电荷量为 Q2.Q1与 Q2的比值为 ( ) A.25 B.12 C.35 D.23 【 精品教育资源文库 】 解题指导 画出开关断开和闭合时的等效电路图，确定电容器和哪部分电路并联，这是解题的关键 . 解析 电路中四个电阻阻值相等，开关 S 断开时，外电路的连接等效为图 1，由于不计电池的内阻，设每个定值电阻的阻值为 R，根据串并联电路的特点可知，电容器两端的电压
8、为U1 1223R23R RE 15E； 当开关 S 闭合后，外电路的连接等效为图 2，则电容器两端的电压为 U212R12R RE 13E，由Q CU 可知， Q1Q2 U1U2 35， C 项正确 . 图 1 图 2 答案 C 变式 1 (多选 )如图所示， C1 6 F ， C2 3 F ， R1 3 ， R2 6 ，电源电动势 E 18 V，内阻不计 .下列说法正确的是 ( ) A.开关 S 断开时， a、 b 两点电势相等 B.开关 S 闭合后， a、 b 两点间的电流是 2 A C.开关 S 断开时 C1带的电荷量比开关 S 闭合后 C1带的电荷量大 D.不论开关 S 断开还是闭合
9、， C1带的电荷量总比 C2带的电荷量大 答案： BC 解析： S 断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相【 精品教育资源文库 】 等，由图知 a 点电势与电源负极电势相等，而 b 点电势与电源正极电势相等， A 错误 .S 断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而 C1C2，由 Q CU 知此时 Q1Q2，当 S 闭合时，稳定状态下 C1与 R1并联， C2与 R2并联，电路中电流 I ER1 R2 2 A，此时两电阻两端电压分别为U1 IR1 6 V， U2 IR2 12 V，则此时两电容器所带电荷量分别为 Q 1 C1U1 3.610 5 C、 Q 2 C2U2
10、 3.610 5 C，对电容器 C1来说， S 闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故 B、C 正确， D 错误 . 考向 3 电路故障分析 典例 3 (多选 )在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路， A 灯变暗， B 灯变亮，则故障可能是 ( ) A.R1短路 B.R2断路 C.R3断路 D.R4短路 解析 由于 A 灯 串联于干路中，且故障发生后， A 灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项 A、 D.假设 R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小， A 灯变暗，同时 R2断路必引起与之并联的 B 灯中电流变大，使 B
11、 灯变亮，推理结果与现象相符，故选项 B 正确 .假设 R3断路，则总电阻变大，总电流变小，使 A 灯变暗，同时 R3断路也必引起与之并联的电路 (即 R1所在支路 )中电流增大， B 灯中分得的电流也变大， B 灯变亮，故选项 C 正确 . 答案 BC 电路动态分析的两个结论 (1)判定总电阻变化情 况的规律 当外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 ). 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 . (2)“ 串反并同 ” 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
12、流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大 . 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、【 精品教育资源文库 】 电功率都将增大，反之则减小 . 考点 电源的功率和效率 考向 1 电源的功率及效率的分析与计算 典 例 4 (多选 )直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电源的 ( ) A.总功率一定减小 B.效率一定增大 C.内部损耗功率一定减小 D.输出功率一定先增大后减小 解题指导 由于本题未给出滑片的初始位置，在判断电源输出功率时需注意 . 解析 滑片 P 向右移动时外电路电阻 R 外 增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由【
13、 精品教育资源文库 】 P 总 EI 可得 P 总 减小，故选项 A 正确；根据 R外R外 r 11 rR外可知选项 B 正确；由 P 输 I2r可知，选项 C 正确； P 输 R 外 图象如图所示，因不知道 R 外 的初始值与 r 的大小关系，所以无法判断 P 输 的变化情况，选项 D 错误 . 答案 ABC 变式 2 一台小型电动机在 3 V 电压下工作，用此电动机提升重力为 4 N 的物体时，通过电动机的电流是 0.2 A.在 30 s 内可将该物体匀速提升 3 m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失，求： (1)电动机的输入功率； (2)在开始提升物体后的 30 s 内，电动机线圈
14、所产生的热量； (3)电动机线圈的电阻 . 答案： (1)0.6 W (2)6 J (3)5 解析： (1)电动机的输入功率 P 入 IU 0.23 V 0.6 W. (2)电动机提升物体的机械功率 P 机 Fv mg st 0.4 W 由能量守恒定律得 P 入 P 机 P 热 故 P 热 P 入 P 机 (0.6 0.4)W 0.2 W 所以电动机线圈产生的热量 Q P 热 t 0.230 J 6 J. (3)根据焦耳定律 Q I2Rt 可得线圈电阻 R QI2t 60.2230 5 . 考向 2 电源功率的图象问题 典例 5 (多选 )某同学将一直流电源的总功率 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 .以下判断正确的是 ( ) A.在 a、 b、 c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、 B、 C 三点，这三点的纵坐标一定满足【 精品教育资源文库 】 关系 PA PB PC B.b、 c 图线的交点与 a、 b 图线的交点的横坐标之比一定为 1 2，纵坐标之比一定为 14 C.电源的最大输出功率 Pm 9 W D.
