高考物理人教版一轮复习课件-7电路

高考物理人教版一轮复习课件-7电路

电阻的串联、并联 [想一想] 把两个灯泡串联接入电路与并联接入电路相比较， 它们的亮度有何变化？ [提示]　灯泡并联接入电路时比串联接入电路时亮 度亮。 [记一记] 1．串、并联电路的特点 　　电路 特点　　 串联电路 并联电路 电流 I＝I1＝I2＝…＝In I＝____________ I1R1＝I2R2＝…＝InRn I1＋I2＋…＋In 　　电路 特点　　 串联电路 并联电路 电压 U1＝___________ 总电阻 R总＝_______________ 功率 分配 P1R1＝P2R2＝…＝PnRn U2＝…＝Un R1＋R2＋…＋Rn 2．几个有用的结论 (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)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功 率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。 大于 变大 小于 变大 [试一试] 1.一个T型电路如图7－2－1所示，电路 中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3 ＝40 Ω。另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽 略不计。则 (　　) A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V 图7－2－1 答案：AC　 部分电路欧姆定律 [想一想] 图7－2－2 有a、b、c、d四个电阻，它们的I－ U关系如图7－2－2所示，其中电阻最小 的是哪一个？ [提示]　a [记一记] 1．内容 导体中的电流跟导体两端的 成正比，跟导 体的 成反比。 2．表达式 。 3．适用范围 (1)金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。 (2)纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)。 电压 电阻 4．导体的伏安特性曲线 (1)I－U图线： 以 为纵轴、 为横轴所画出的导 体上的电流随电压的变化曲线称为I－U图线， 如图7－2－3所示。 (2)比较电阻的大小： (3)线性元件：伏安特性曲线是 的电学元件，适用 欧姆定律。 (4)非线性元件：伏安特性曲线为 的电学元件，不 适用欧姆定律。 图7－2－3 电流 电压 > 直线 曲线 [试一试] 2．一只标有“220 V　60 W”的白炽灯泡，加上的电 压 U由零逐渐增大到200 V。在此过程中，电压U和电 流I的关系可用图线表示。在如图7－2－4所示的四个 图线中，肯定不符合实际的是 (　　) 图7－2－4 解析：由电阻的定义式R＝U/I知：在U－I图象上，某一点的 纵坐标U和该点的横坐标I的比值U/I就对应着电阻值R。由于 白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加 的电压从零逐渐增大到220 V时，灯丝的温度不断升高，电阻 将不断增大，A图象表示U/I为一定值，说明电阻不变，不符 合要求；C图象上各点的U/I值随U的增大而减小，也不符合 实际；D图象中的U/I的值开始随U的增大而增大，后来随U的 增大而减小，也不符合实际；只有B图象中U/I的值随U的增 大而变大，符合实际，应选A、C、D。 答案：ACD　 闭合电路欧姆定律 [想一想] 一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV， 短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电 阻连成一闭合电路，则它的路端电压是多少？ [记一记] 1．闭合电路 内电路 外电路 (2)内、外电压的关系：E＝ 。 2．闭合电路欧姆定律 (1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 ， 跟内、外电路的电阻之和成 。 U内＋U外 正比 反比 3．路端电压与外电阻的关系 增大 E 4．路端电压跟电流的关系 (1)关系式：U＝ 。 (2)用图象表示如图7－2－5所示，其中纵轴截距 为 ，横轴截距为 ，斜率的绝对值 为 。 E－Ir 电动势 短路电流 内阻 图7－2－5 [试一试] 3．下列关于电动势的说法正确的是 (　 　) 答案：D　 电路的动态分析 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。 (3)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题， 可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电 阻为零去讨论。 [例1]　(2011·北京高考)如图7－ 2－6所示电路，电源内阻不可忽略。 开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端 向下滑动的过程中 (　　) A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表与电流表的示数都增大 C．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D．电压表的示数减小，电流表的示数增大 图7－2－6 [尝试解题]　 滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的 电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的 内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两 端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变 小，A项正确。 [答案]　A 程序法分析电路动态变化 (1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的 变化。 (2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻R总 如何变化。 (4)由U内＝I总r确定电源的内电压如何变化。 (5)由U外＝E－U内确定路端电压如何变化。 (6)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。 (7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如 何变化。 电源的功率和效率 2．电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝U内I＝P总－P出。 (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可能的外 电阻R1和R2，且R1·R2＝r2。 (5)P出与R的关系如图7－2－7所示。 图7－2－7 [例2]　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阻的实验中得到 的实验图线如图7－2－8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 (　　) 图7－2－8 [答案]　D 如何在图象中求解电源的输出功率和效率 (1)分析图象问题时，一定要明确图线的含义，即要 确定两坐标轴表示的物理意义。 (2)对闭合电路的U－I图象，图线上每一点纵、横坐 标的乘积为电源的输出功率；纯电阻电路的图线上每一点 纵、横坐标的比值为此时外电路的电阻。 (3)注意电源输出功率最大与电源效率的区别，输出 功率增大时，效率不一定增大，当R＝r时，电源有最大 输出功率，而效率仅为50%。 闭合电路欧姆定律的应用 1.一般解题步骤 (1)分析电路，将复杂的电路简化，分析各电阻的连 接情况。 (2)求出电路的总电阻，根据闭合电路欧姆定律求出 总电流。若电路发生变化，可以列出方程组。 (3)应用串并联电路和部分电路欧姆定律研究各部分 电路的情况，可以求解各部分电路的电阻、电压、电流、 电功率等。 (4)根据计算所得结果，判断电路的工作情况，并分 析结果的合理性。 2．应注意的问题 (1)判断电路故障，要首先确定是断路还是短路， 然后依据电压表、电流表示数判断。例如断路故障， 主要参考电压表示数，电压表有示数，则与电压表 并联的部分发生断路。 (2)与电源串联的未知电阻可以等效为电源内阻， 这是应用闭合电路欧姆定律常用的方法。 图7－2－9 [例3]　(2012·上海华师大附中等八校联 考)如图7－2－9所示，电源内阻r＝1 Ω，R1 ＝2 Ω，R2＝6 Ω，灯L上标有“3 V　1.5 W” 的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右 端时，电流表示数为1 A，灯L恰能正常发光。 (1)求电源的电动势； (2)求当P移到最左端时，电流表的示数； (3)当滑动变阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上 消耗的功率最大？最大值多大？ [审题指导] 第一步：抓关键点 灯L两端电压为3 V灯L正常发光 电路连接方式，R2被短路R3的滑片P移到最右端 获取信息关键点 第二步：找突破口 (1)要求电源的电动势→应利用闭合电路欧姆定律。 (2)当P移到最左端时→灯L和R2同时被短路。 (3)要求R3上消耗的功率最大值→应用数学知识求极 值的方法。 [尝试解题] (1)电源的电动势E＝UL＋IR1＋Ir＝3 V＋1×2 V ＋1×1 V＝6 V。 (2)当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I＝ E/(R1＋r)＝2 A。 [答案]　(1)6 V　(2)2 A　(3)2 W　2 Ω [模型概述] 电容器是一个储存电能的元件。在直流电路中，当电容 器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态， 电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理 想的不漏电的情况)的元件，在电容器处电路看做是断路，简 化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带电荷量时，可 在相应的位置补上。 图7－2－10 [答案]　BD [题后悟道] 解决含电容器的直流电路问题的一般方法： (1)通过初末两个稳定的状态来了解中间不稳定的变化过 程。 (2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流， 当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路。 (3)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器 的电压为与之并联的电阻两端的电压。 (4)在计算电容器的带电荷量变化时，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始末状态 电容器电荷量之差；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始末状态电容器电荷量之和。 (2012·江西省重点中学联考)如图7－2 －11所示电路中，4个电阻阻值均为R， 电键S闭合时，有质量为m、带电量为q的 小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间。现断开电键S， 则下列说法正确的是 (　　) A．小球带负电 B．断开电键后电容器的带电量减小 C．断开电键后带电小球向下运动 D．断开电键后带电小球向上运动 图7－2－11 解析：带电量为q的小球静止于水平放置的平行板电 容器的正中间，说明所受电场力向上，小球带负电， 选项A正确；断开电键后电容器两端电压减小，电容 器的带电量减小，带电小球所受电场力减小，带电小 球向下运动，选项C正确D错误。 答案：ABC　 [随堂巩固落实] 1．飞船上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太 阳能电池。在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率 可达24%。单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势， 可获得0.1 A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的 太阳光的能量是 (　　) A．0.24 J　　　　　　　　 B．0.25 J C．0.26 J D．0.28 J 解析：根据W＝UIt可得，每秒太阳能电池产生的能量 为W＝0.6×0.1×1 J＝0.06 J，设太阳每秒照射的能量 为Q，则由能量守恒定律得Q×24%＝W，所以Q＝ 0.25 J，故选项B正确。 答案：B　 2.在如图7－2－12所示电路中，当滑动变 阻器滑片P向下移动时，则 (　　) A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮 B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗 C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗 D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮 图7－2－12 答案：D　 3．(2012·南通期末)如图7－2－13所示的 电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电 阻，电源的内阻不能忽略。闭合开关 S，当光敏电阻上的光照强度增大时， 下列说法中正确的是 (　　) A．通过R2的电流减小 B．电源的路端电压减小 C．电容器C所带的电荷量增加 D．电源的效率增大 图7－2－13 解析：当光敏电阻上的光照强度增大时，光敏电阻阻 值减小，通过R2的电流增大，电源的路端电压减小， 电容器C所带的电荷量减小，电源效率η＝U/E减小， 选项A、C、D错误，B正确。 答案：B　 4．(2012·北京朝阳期末)一块手 机电池的背面印有如图7－2 －14所示的一些符号，另外 在手机使用说明书上还写有 “通话时间3 h，待机时间100 h”，则该手机通话和待机 时消耗的功率分别约为 (　　) A．1.8 W,5.4×10－2 W B．3.6 W,0.108 W C．0.6 W,1.8×10－2 W D．6.48×103 W,1.94×102 W 图7－2－14 答案：C　 5．(2013·上海模拟)如图7－2－15所示， 直线A为某电源的U－I图线，曲线 B为某小灯泡的U－I图线，用该电 源和小灯泡组成闭合电路时，电源 的输出功率和电源的总功率分别是 (　　) A．4 W,8 W B．2 W,4 W C．2 W,3 W D．4 W,6 W 图7－2－15 解析：用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输 出功率是UI＝2×2 W＝4 W，电源的总功率是EI＝ 3×2 W＝6 W。选项D正确。 答案：D　 （给有能力的学生加餐） 图1 答案：B 2．(2013·沈阳四校联考)如图2所示的电 路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P 向左移动，下列结论正确的是(　　) A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小电泡L变亮 C．电容器C上电荷量减小 D．电源的总功率变大 图2 解析：闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，滑动 变阻器接入电路中电阻增大，电源输出电流减小，电 源路端电压增大，电流表读数变小，电压表读数变大， 小电泡L变暗，选项A正确B错误；由于电容器两端电 压增大，由C＝Q/U可知，电容器C上电荷量增大，选 项C错误；电源的总功率P＝EI变小，选项D错误。 答案：A　 3．(2012·重庆检测)如图3所示， 平行金属板中带电质点P原处 于静止状态，不考虑电流表和 电压表对电路的影响，当滑动 变阻器R4的滑片向b端移动时，则 (　　) A．电压表读数减小 B．电流表读数减小 C．质点P将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 图3 解析：当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，电压表 读数减小，电流表读数增大，选项A正确B错误；平 行金属板之间电压减小，带电质点P所受电场力减小， 质点P将向下运动，选项C错误；当滑动变阻器R4的 滑片向b端移动时，R3中电流减小，R3上消耗的功率 逐渐减小，选项D错误。 答案：A　 4.(2013·南昌一模)如图4所示的电路中， 滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过 程中，三只理想电压表示数变化的 绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列 各值可能出现的是 (　　) A．ΔU1＝3 V　ΔU2＝2 V　ΔU3＝1 V B．ΔU1＝1 V　ΔU2＝3 V　ΔU3＝2 V C．ΔU1＝0.5 V　ΔU2＝1 V　ΔU3＝1.5 V D．ΔU1＝0.2 V　ΔU2＝1 V　ΔU3＝0.8 V 图4 解析：滑动变阻器的滑片P从a滑向b的过程中，电压表 V2示数减小，V3示数增大。滑动变阻器的滑片P从a滑 向b的过程中，外电路电阻减小，路端电压即电压表V1 示数减小。电压表V2示数减小值等于电压表V3示数增 大值和电压表V1示数减小值之和。所以选项B、D正确。 答案：BD　 5.(2011·上海高考)如图5所示电路中，闭合电 键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向 下滑动时 (　　) A．电压表V读数先变大后变小，电流表A 读数变大 B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小 C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变 小后变大 D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变 大后变小 图5 答案：A 6．(2011·重庆高考)在测量电珠伏安特性实验中，同学 们连接的电路中有四个错误电路，如图6所示。电源内 阻不计，导线连接良好，若将滑动变阻器的触头置于 左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出 现如下四种现象： 图6 a．电珠L不亮；电流表示数几乎为零 b．电珠L亮度增加；电流表示数增大 c．电珠L开始不亮，后来忽然发光；电流表从示数不为零 到线圈烧断 d．电珠L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断 与上述abcd四种现象对应的电路序号为 (　　) A．③①②④ B．③④②① C．③①④② D．②①④③ 解析：电珠不亮、电流表示数几乎为零，说明电珠和电流 表与电压表具有串联关系，a对应③图；电珠亮度增加，电 流表示数增大，说明电珠与电流表具有串联关系，b对应① 图；电流表线圈烧断，说明最后电流表短路，但是电灯L不 亮，可知，d对应④图，故选项A正确。 答案：A　 7.如图7为小灯泡的U－I图线，若 将该小灯泡与一节电动势E＝ 1.5 V、内阻r＝0.75 Ω的干电池 组成闭合电路时，电源的总功 率和小灯泡的实际电功率分别接 近以下哪一组数据 (　　) A．1.5 W　1.0 W B．0.75 W　0.5 W C．0.75 W　0.75 W D．1.5 W　0.75 W 图7 解析：在题图中作出电源的外电压和电流的关系图象， 即U＝1.5－0.75I的图象，两图象的交点就是电源和小 灯泡构成闭合回路时的路端电压和电流。图象交点坐 标是(1.0,0.75)，电源的总功率P总＝IE＝1×1.5 W＝1.5 W，灯泡的实际功率P灯＝UI＝0.75 W。 答案：D