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  • 2021-06-01 发布

【物理】2018届人教版第7章第2节电路闭合电路欧姆定律教案

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第2节 电路 闭合电路欧姆定律 考点一| 串联电路和并联电路 串联、并联特点对比 ‎ ‎ 串联 并联 电流 I=I1=I2=…=In I=I1+I2+…+In 电压 U=U1+U2+…+Un U=U1=U2=…=Un 电阻 R=R1+R2+…+Rn =++…+ ‎1.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∶2        B.2∶1‎ C.1∶4 D.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.]‎ ‎2.三个电阻的阻值之比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∶5     B.5∶2∶1‎ C.10∶5∶2 D.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.]‎ ‎3. (2017·台州模拟)如图721所示,电源和电压表都是好的,在滑片由a滑到b的过程中,电压表的示数始终为U,下列判断正确的是 ‎(  ) 【导学号:81370269】‎ 图721‎ A.a处接线断开 B.滑片P开路 C.a、b间电阻丝开路 D.b处接线开路 D [因电压表示数始终为U,则滑片P不会开路,B错;若a处接线断开,则电压表示数为零;若a、b间电阻丝开路,则P移动到某位置时示数为零;若b处接线开路,则由于电阻上无电压降,P点的电势始终为a点电势,电压表示数始终为U,故A、B、C均错,D正确.]‎ ‎4.如图722所示为某一电路的一部分,其中R1=20 Ω,R2=R3=40 Ω,下列关于R1、R2、R3消耗电功率P1、P2、P3,以及R1、R2两端的电压U1、U2的关系正确的是(  )‎ 图722‎ A.U1=U2,P1=P2=P3‎ B.U1>U2,P1∶P2∶P3=1∶2∶2‎ C.U1=U2,P1∶P2∶P3=2∶1∶1‎ D.U1<U2,P1<P2=P3‎ C [由于R2、R3并联,其总电阻为20 Ω,与R1串联后,R1与R2、R3并联电路两端的电压相同,所以R1、R2两端的电压U1、U2相等;R2、R3阻值相同,由P=知,消耗功率相同;通过R2、R3的电流均为总电流的一半,由P=I2R可得P1∶P2∶P3=2∶1∶1.选项C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 ‎(1)关系式:U=E-Ir.‎ ‎(2)UI图象如图723所示.‎ 图723‎ ‎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.某电路如图724所示,已知电池组的总内阻r=1 Ω,外电路电阻R=5 Ω,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于(  )‎ 图724‎ A.3.0 V    B.3.6 V   ‎ C.4.0 V    D.4.2 V B [由于电压表的示数为路端电压,而U=IR,则I==‎0.6 A,由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r)=0.6×(5+1)V=3.6 V,故选项B正确.]‎ ‎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(  )‎ 太阳能电池板的参数 开路电压 43 V 短路电流 5.85 A 工作电压 35.3 V 工作电流 5.67 A 额定功率 200 W 工作温度 4085 ℃‎ 图725‎ A.7.58 Ω   B.6.03 Ω  ‎ C.6.23 Ω   D.7.35 Ω D [开路电压即为电动势,所以内阻r== Ω≈7.35 Ω,D正确.]‎ ‎3.一太阳能电池板,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(  )‎ A.0.10 V   B.0.20 V  ‎ C.0.30 V   D.0.40 V D [由已知条件得:E=800 mV.又因I短=,所以r== Ω=20 Ω,所以U=IR=R=×20 mV=400 mV=0.4 V,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(  ) 【导学号: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.图727所示电路中,电容器与电阻R2并联后,经电阻R1与电源和开关相连,电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R1=15 Ω,R2=8 Ω,电容器的电容 C=2×10-‎9 F,闭合开关S,待电路稳定后,下列说法正确的是 ‎(  ) 【导学号:81370268】‎ 图727‎ A.电源两端的电压为1 V B.电容器两端的电压为24 V C.通过电阻 R1的电流为 ‎‎1.5 A D.电容器所带电荷量为1.6×10-‎‎8 C D [闭合开关S,稳定后电容器相当于开关断开,根据闭合电路欧姆定律得:I==A=‎1 A,电源两端的电压是路端电压,即:U=I(R1+R2)=1×(15+8) V=23 V.电容器两端的电压即 R2 两端的电压:U2=IR2=1×8 V=8 V 则电容器所带电荷量为 Q=CU2=2×10-9×‎8 C=1.6×10-‎8 C,故 D 项正确.]‎ 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 ‎(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内.‎ ‎(2)纯电阻电路: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728所示.‎ 图728‎ ‎4.电源的效率 ‎(1)任意电路:η=×100%=×100%.‎ ‎(2)纯电阻电路:η=×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729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‎0.3 m2‎.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3×106 J.如果每天等效日照时间约为6 h,光电池一天产生的电能可供30 W 的路灯工作8 h.光电池的光电转换效率约为(  )‎ 图729‎ 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:η=×100%=×100%=16%,故选C.]‎ ‎1.如图7210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(  ) 【导学号:81370265】‎ 图7210‎ A.电源的电动势为 5.0 V B.电源的内阻为 12 Ω C.电源的短路电流为 ‎‎0.5 A D.电流为 ‎0.3 A时的外电阻是 18 Ω 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 6.0 V,选项A错误;图线的斜率表示电源内阻r= Ω=2 Ω,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 ‎0.3 A时,由闭合电路欧姆定律I=知R=-r= Ω-2 Ω=18 Ω,选项D正确.]‎ ‎2.如图7211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合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是(  )‎ 图7211‎ A.4 W,8 W    B.2 W,4 W C.2 W,3 W D.4 W,6 W D [电源的UI图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3 V,图线A、B的交点表示电路工作点,对应的工作电压为U=2 V,工作电流为I=‎2 A.用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率P出=UI=2×2 W=4 W,电源的总功率P总=EI=3×2 W=6 W.选项D正确.]‎ ‎3.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图7212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7212‎ A.ηa=80% ηb=50%‎ B.ηa=40% ηb=80%‎ C.ηa=50% ηb=80%‎ D.ηa=66.7% ηb=33.3%‎ D [根据效率的定义可做以下推导:η==,从UI图象中可知电压电动势对应为6个单位长度,a点路端电压对应为4个单位长度,b点路端电压对应为2个单位长度,综上所述D正确,A、B、C错误.]‎ ‎4.如图7213所示,R1为定值电阻,R2为变阻器,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是(  ) 【导学号:81370266】‎ 图7213‎ A.当R2=r时,R2获得最大功率 B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率 C.当R2=0时,R1上获得最大功率 D.当R2=0时,电源的输出功率最大 C [将R1等效为电源内阻,R2上的功率为电源的输出功率,当外电阻变化时,电源的输出功率随外电阻的变化而变化,当外电阻等于内阻,即R2=R1+r时,输出功率最大,即R2上的功率最大,故选项A错误.对电路中的定值电阻R1,电流最大时其功率最大,当外电阻R2=0时,电流最大,故选项B错误,C 正确.当外电阻等于内阻时,即R1+R2=r时,电源的输出功率最大,故选项D错误.]‎