高二上学期期末考试物理复习学案3电流 电压 焦耳定律及闭合电路的欧姆定律.docx

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高二上学期期末考试物理复习学案3电流电压焦耳定律及闭合电路的欧姆定律

第3讲　电流电压焦耳定律及闭合电路欧姆定律

考

点

导

航

1．理解电压表和电流表的改装原理。

2．掌握电路中的电功和电热的计算以及能量守恒定律在电路中的应用。

3．掌握含容电路、含电动机电路等的分析和计算，以及电路故障的分析与判断

4．掌握导体伏安特性曲线U－I图象和I－U图象的应用以及闭合电路欧姆定律路端电压和电流关系图象的应用

1．电流：

自由电荷的移动形成电流；规定为电荷定向移动的方向为电流方向．电流的大小叫做电流强度，定义单位时间内通过超导体横截面积上的电量，即I=；电流强度的决定式：

I=；微观式：

I=．

2．欧姆定律：

导体中的电流I跟导体两端的电压U成，跟导体的电阻R成；公式I=；适用条件：

适用于和电解液导电，适用于电路．

3．电阻：

导体的电阻反映了导体对电流作用的大小，R越大，阻碍作用越大；定义式：

R=．

4．电阻定律：

同种材料的导体，其电阻跟它的成正比，与它的成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关；表达式

：

R=．电阻率ρ=，它反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性；电阻率与温度的关系：

金属导体的电阻率随温度升高而；半导体的电阻率随温度升高而．

5．电功：

导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功；公式：

W=qU=．电流做功的实质是将转化成其他形式能的过程．

6．电功率：

单位时间内电流做的功，表示电流做功的；公式：

P=W/t=．

7．焦耳定律：

Q=；热功率P=Q/t=．

8．串、并联

电路的特点：

名称

串联电路

并联电路

电路简图

电流

I=I1=I2=…=In

I=I1+I2+…+In

电压

U=U1+U2+…+Un

U=U1=U2=…=Un

电阻

R总=R1+R2+…+Rn

1/R总=1/R1+1/R2+…+1/Rn

功率

=

=…=

=I2

P1R1=P2R2=…=PnRn=U2

P总=P1+P2+…+Pn

说明：

①串联电路的总电阻电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻；②并联电路的总电阻电路中任意一个电阻，任意一个电阻变大时，总电阻__________；③无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总等于各个电阻耗电功率；④当n个等值电阻R0串联或并联时，R串=，R并=．

9．电源：

电源是通过力做功把其它形式的能转化成电能的装置．

⑴电动势：

非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E=，单位：

V；电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的________．

⑵内阻：

电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数．

10．闭合电路的欧姆定律：

⑴闭合电路：

①组成：

闭合电路由内电路和外电路组成；电源内部的电路叫做内电路，内电阻所降落的电压称为内电压U内；电源外部的电路叫做外电路，其两端的电压称为外电压或路端电压U外．②内、外电压的关系：

E=．

⑵闭合电路欧姆定律：

闭合电路中的电流跟电源的成正比，跟内、外电路的电阻之和成______比．公式I=．①路端电压与外电阻的关系：

U外=IR=

R，当外电阻R增大时，路端电压U外；特殊地：

外电路断路时I=0、U外=；外电路短路时I=E/r、U外=．②路端电压与电流的关系：

U外=；其伏安曲线如图所示，其中纵轴截距为，横轴截距为，斜率的绝对值为．

11．电源的输出功率和电源的效率

⑴电源的功率：

P==P内+P外．

①P内系电源内部消耗的功率，P内=，以热的形式散发．

②P外系电源输出的功率，P外=，转化成其他形式有能量．在纯电阻电路中，P外=I2R=

；显然，当R=r时，电源的输出功率最大，最大值Pm=；当R向接近r阻值的方向变化时，P出，当R向远离r阻值的方向变化时，P出，如图所示．

⑵电源的效率：

η=

×100%=

×100%=

×100%，R越大，η越大，当R=r时，P出最大，η=50%．可见，输出功率最大时，电源的效率并不是最高．

〖考点1〗对欧姆定律及电阻定律的理解及应用

例1．两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为（）

A．1∶4B．1∶8C．1∶16D．16∶1

〖考点2〗与电功、电功率、电热相关的问题分析

例2．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r=0.8Ω，电路中另一电阻R=10Ω，直流电压U=160V，电压表示数UV=110V．试求：

（g取10m/s2）

⑴通过电动机的电流；

⑵输入电动机的电功率；

⑶若电动机以v=1m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？

〖考点3〗伏安特性曲线

例3．小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B．对应P点，小灯泡的电阻为R=U1/I2

C．对应P点，小灯泡的电阻为R=U1/（I2–I1）

D．对应P

点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

〖考点4〗电路连接与故障分析

例4．如图所示，电源电动势为6V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压Uad=0，Uab=6V，Ucd=6V，由此可以判定（）

A．L1和L2的灯丝都断了B．L1的灯丝断了

C．L2的灯丝断了D．变阻器R断路

〖考点5〗电路的动态分析

例5．在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时（）

A．电压表示数变大，电流表示数变小

B．电压表示数变小，电流表示数变大

C．电压表示数变大，电流表示数变大

D．电压表示数变小，电流表示数变小

〖考点6〗闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率

例6．如图所示，已知电源电动势E=5V，内阻r=2Ω，定值电阻R1=0.5Ω，滑动变阻器R2的阻值范围为0～10Ω.求：

⑴当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？

最大功率是多少？

⑵当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？

最大功率是多少？

⑶当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？

最大

功率是多少？

〖考点7〗电源的U–I图象的应用

例7．图甲是一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于_______________________________________________________________如图乙所示，将这个电灯与20Ω的定值电阻R串联，接在电动势为8V的电源上，则电灯的实际功率为__________W．（不计电流表电阻和电源内阻）

〖考点8〗含电容器电路的分析与计算

例8．如图所示，R是光敏电阻，当它受到的光照强度增大时（）

A．灯泡L变暗　　　　　　　　　B．光敏电阻R上的电压增大

C．电压表V的读数减小D．电容器C的带电荷量增大

1、鉴赏高考

1.某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内阻的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知（）

A．反映Pr变化的图线是c

B．电源电动势为8V

C．电源内阻为2Ω

D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω

2．（2013安徽）用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中Rx是待测电阻，R0是定值，G是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置，当通过电流表G的电流为零时，测得MP=l1，PN=l2，则Rx的阻值为（）

A．

B．

C．

D．

2、感悟保送

1．（20142）下列说法中正确的是（）

A.通过导线单位横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大

B.在某电池的电路，每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是2V

C.干电池接入电路中，电池两极间的电压恒为1.5V

D.将1C电量的电荷由干电池负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功

2．（20147）如图所示，A、B为相同的两个灯泡，均发光，当滑动变阻器的滑片P向下端滑动时，则（）

A.A灯变亮，B灯变暗B.A灯变暗，B灯变亮

C.A、B灯均变亮D.A、B灯均变暗

3．（20148）关于电动势，下列说法正确的是（）

A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差

B.实际中用电压表直接测量电源两极得到的电压值，总略小于电源电动势的准确值

C.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关

D.电源电动势在数值上大于电路中通过1C的正电荷时，电源提供的能量

4．（20154）一根粗细均匀，阻值为8Ω的电阻丝，在温度不变情况下，先将它等分成四段，每段电阻为R1；再将这四段电阻丝并联，并联后总电阻为R2。

则R1与R2的大小依次为

A.1Ω0.5ΩB.4Ω1ΩC.2Ω1ΩD.2Ω0.5Ω

5．（20158）如图所示的电路中，电源的内阻不为零，A为小灯泡，R1为定值电阻，R0为滑动变阻器。

若将滑动触头P向b端滑动，则

A灯变亮，R1消耗的功率变小

B灯变亮，R1消耗的功率变大

C灯变暗，R1消耗的功率变小

D灯变暗，R1消耗的功率变大

6．（201510）如图所示，电阻R1＝20Ω，电动机线圈的电阻R2＝5Ω。

当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电流表示数是1.3A。

已知电路两端的电压不变，则当电键S闭合后，以下说法正确的是

A.电路两端电压为10V

B.电动机消耗的电功率为8W

C.电动机输出的机械功率为3.2W

D.电动机的效率为60％

7．（201511）在如图所示的电路中，当电键S闭合后，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。

现将电键S断开，则

A.液滴将向上运动

B.液滴将做自由落体运动

C.电容器上的带电量减小

D.电容器上的带电量增大

2016年题组

1．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻R的阻值，可使电压表的示数减小ΔU（电压表为理想电表），在这个过程中（）

A．通过R1的电流减小，减少量一定等于ΔU/R1

B．R2两端的电压增加，增加量一定等于ΔU

C．路端电压减小，减少量一定等于ΔU

D．通过R2的电流增加，但增加量一定大于ΔU/R2

2．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有（）

A．R接到a电源上，电源的效率较高

B．R接到b电源上，电源的输出功率较大

C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低

D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高

3．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表和电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（）

A．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大

C．V的读数变小，A的读数变小D．C的读数变小，A的读数变大

4.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，闭合开关S，待电流达到稳定后，电流表示数为I，电压表示数为U，电容器C所带电荷量为Q，将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些，待电

流达到稳定后，则与P移动前相比（）

A．U变小B．I变小C．Q不变D．Q减小

5.如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是

A．把R2的滑片向左移动B．把R2的滑片向右移动

C．把R1的滑片向左移动D．把开关S断开

6.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如右图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a，b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa，ηb．由图可知ηa，ηb的值分别为（）

A．

、

B．

、

C．

、

D．

、