浙江高考一轮 第7章 第2节 电路 闭合电路欧姆定律Word文件下载.docx
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电流表G的满偏电流为Ig,当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R,若I为Ig的n倍,需并联的分流电阻为R=.
1.“三个”常用的电阻结论
(1)并联电路的总电阻小于其中最小的电阻.
(2)n个相同的电阻R并联,总电阻R总=R.
(3)在电路中,某个电阻增大(或减小),则总电阻增大(或减小).
2.电表改装后的特点
改装后的电压表
改装后的电流表
(1)改装后示数等于表头与分压电阻两端电压之和
(1)改装后示数等于通过表头与分流电阻的电流之和
(2)改装后量程等于满偏时表头与分压电阻两端电压之和
(2)改装后量程等于满偏时通过表头与分流电阻的电流之和
(3)改装后表头满偏电压不变
(3)改装后表头满偏电流不变
1.(多选)有两个电阻R1=2Ω,R2=3Ω,则有( )
A.R1、R2串联总电阻为5Ω
B.R1、R2并联总电阻为1Ω
C.R1、R2串联总电阻为2.5Ω
D.R1、R2并联总电阻为1.2Ω
AD [由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和,即R串=R1+R2=5Ω;
两个电阻并联,其总电阻R并==1.2Ω,选项A、D正确.]
2.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1∶2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1与R2两端电压之比U1∶U2为( )
A.1∶2B.2∶1
C.1∶4D.4∶1
B [两电阻并联时,两端电压相等,因电流之比为1∶2,故R1∶R2=2∶1;
当两电阻串联时,有相同的电流,由U=IR可知,U1∶U2=2∶1,选项B正确.]
3.三个电阻的阻值之比R1∶R2∶R3=1∶2∶5,若将这三个电阻并联,则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3为( )
A.1∶2∶5B.5∶2∶1
C.10∶5∶2D.1∶1∶1
C [并联电路电压相等,设为U,因为R1∶R2∶R3=1∶2∶5,设R1=R,则R2=2R,R3=5R,所以并联后,通过它们的电流之比为∶∶=10∶5∶2,选项C正确.]
4.(加试要求)(多选)如图721所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
【导学号:
81370263】
甲 乙
图721
A.甲是电流表,R增大时量程增大
B.甲是电流表,R增大时量程减小
C.乙是电压表,R增大时量程减小
D.乙是电压表,R增大时量程增大
BD [把一个灵敏电流计改装成电流表,需并联一个电阻,并联的电阻越大,量程越小,A错误,B正确;
把一个灵敏电流计改装成电压表,需串联一个电阻,串联的电阻越大,量程越大,C错误,D正确.]
考点二|闭合电路欧姆定律
1.闭合电路
(1)组成
(2)内、外电压的关系:
E=U内+U外.
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:
在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.
(2)公式:
①I=(只适用于纯电阻电路).
②E=U外+Ir(适用于所有电路).
3.路端电压U与电流I的关系(加试要求)
(1)关系式:
U=E-Ir.
(2)UI图象如图722所示.
图722
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.
②当外电路短路即U=0时,横坐标的截距为短路电流.
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.
1.判定总电阻变化情况的规律
(1)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).
(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723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.
图723
2.电路动态分析的方法
(1)程序法:
电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U外的变化→固定支路 →支路的变化.
(2)极限法:
即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.
1.某电路如图724所示,已知电池组的总内阻r=1Ω,外电路电阻R=5Ω,理想电压表的示数U=3.0V,则电池组的电动势E等于( )
图724
A.3.0V B.3.6V C.4.0V D.4.2V
B [由于电压表的示数为路端电压,而U=IR,则I==0.6A,由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r)=0.6×
(5+1)V=3.6V,故选项B正确.]
太阳能电池板的参数
开路电压 43V
短路电流 5.85A
工作电压 35.3V
工作电流 5.67A
额定功率 200W
工作温度 4085℃
图725
2.第二届世界互联网大会于2015年12月16日至18日在桐乡乌镇举行,为迎接大会召开,桐乡市对部分道路亮化工程进行了改造,如图725所示是乌镇某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌,则该电池板的内阻约为( )
A.7.58Ω B.6.03Ω C.6.23Ω D.7.35Ω
D [开路电压即为电动势,所以内阻r==Ω≈7.35Ω,D正确.]
3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A.0.10V B.0.20V C.0.30V D.0.40V
D [由已知条件得:
E=800mV.又因I短=,所以r==Ω=20Ω,所以U=IR=R=×
20mV=400mV=0.4V,选项D正确.]
4.(2015·
浙江学业水平考试)小吴同学设计了一种烟雾报警装置,其设计原理如图726所示.M为烟雾传感器,其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化,R为定值电阻.当装置所在区域出现烟雾且浓度增大时,将导致a、b两端电压减小,触发警报装置发出警报.当烟雾浓度增大时( )
81370264】
图726
A.RM增大,电流表示数增大
B.RM增大,电流表示数减小
C.RM减小,电流表示数增大
D.RM减小,电流表示数减小
C [根据烟雾浓度增大时,a、b两端电压减小,可知a、b之间电阻减小,故RM减小.根据闭合电路欧姆定律知电路中电流增大,所以电流表示数增大.故C选项正确.]
5.(加试要求)(多选)如图所示,A、B、C、D四个电路中,电源电动势为E,电阻为r,定值电阻为R0,当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,电压表示数将变大的电路是( )
BD [在电路A、B中,当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小.对电路A,电压表测量的是路端电压,由于外电路电阻减小,使路端电压随之减小,不符合题意;
对电路B,电压表测量的是定值电阻R0两端的电压,由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大,则电压表示数将变大,符合题意;
对电路C,由于电压表位置的特殊性,其示数将不变;
而电路D,实际上可认为是一个分压电路,尽管电路电流不变,但当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时,电压表测量的电阻增加,则电压表示数将变大.]
考点三|电源的功率及UI图象
1.电源的总功率
(1)任意电路:
P总=IE=IU外+IU内=P出+P内.
(2)纯电阻电路:
P总=I2(R+r)=.
2.电源内部消耗的功率
P内=I2r=IU内=P总-P出.
3.电源的输出功率(加试要求)
P出=IU=IE-I2r=P总-P内.
P出=I2R==.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小.
③当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大.
④当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2.
⑤P出与R的关系如图727所示.
图727
4.电源的效率
η=×
100%=×
100%.
100%
因此在纯电阻电路中R越大,η越大.
5.电源与电阻UI图象的比较
图象上的特征
物理意义
电源UI图象
电阻UI图象
图形
图象表述的物理量变化关系
电源的路端电压随电路电流的变化关系
电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系
图线与坐标轴交点
与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示短路电流
过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小不变
图线斜率的绝对值大小
内阻r
电阻大小
(2016·
浙江4月学考)图728所示中的路灯为太阳能路灯,每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×
106J.如果每天等效日照时间约为6h,光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h.光电池的光电转换效率约为( )
图728
A.4.8% B.9.6% C.16% D.44%
C [光电池的光电转换效率是转化得到的电能与接收到的光能的比值,即:
100%=16%,故选C.]
1.用电器获得最大功率问题的分析方法
(1)定值电阻
根据P=I2R或P=讨论,要功率P最大,需通过该电阻的电流或电阻两端的电压最大.
(2)可变电阻
通常采用等效电源法,解题时根据需要选用不同的等效方式,将用电器获得最大功率问题转化为电源最大输出功率问题.
2.UI图象的一般分析思路
(1)明确纵、横坐标的物理意义.
(2)明确图象的截距、斜率及交点的意义.
(3)找出图线上对应状态的参量或关系式.
(4)结合相关概念或规律进行分析、计算.
1.如图729所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )
图729
81370265】
A.电源的电动势为5.0V
B.电源的内阻为12Ω
C.电源的短路电流为0.5A
D.电流为0.3A时的外电阻是18Ω
D [当电流为零时,路端电压等于电源电动势,由此可知电源的电动势为6.0V,选项A错误;
图线的斜率表示电源内阻r=Ω=2Ω,选项B错误;
只有当路端电压为零时的电流才是短路电流,由于图线没有从原点开始,因此图线与横轴交点不是短路电流,选项C错误;
当电流为0.3A时,由闭合电路欧姆定律I=知R=-r=Ω-2Ω=18Ω,选项D正确.]
2.如图7210所示,直线A为某电源的UI图线,曲线B为某小灯泡的UI图线,用该电源和小灯泡组成闭