本文格式为Word版，下载可任意编辑高二物理闭合电路欧姆定律知识点复习高二物理闭合电路欧姆定律学问点梳理一、根底学问归纳1.闭合电路的欧姆定律(1)内、外电路内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.外电路：电源两极，用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻.(2)闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比.适用条件：纯电阻电路.闭合电路欧姆定律的叙述形式有：.E=U外+U内.I= (I、R间关系).U=E-Ir(U、I间关系).U= E(U、R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.留意：U不肯定等于IR.(纯电阻电路中U=IR，非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系(如下图).路端电压随总电流的增大而减小.电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im= (短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的改变关系.外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高;外电路断开时，R，路端电压U=E;外电路短路时，R=0，U=0，I=Im=E/r.3.电动势与路端电压的比拟：电动势 路端电压U物理意义 反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的状况 反映电路中电场力做功把电能转化成为其他形式能量的状况定义式 E= ，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功 U= ，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式 E=IR+Ir=U+U U=IR测量 运用欧姆定律间接测量 用伏特表测量确定因素 只与电源性质有关 与电源和电路中的用电器有关特别状况 当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率：P总=IE=IU+IU=P出+P内(2)电源内耗功率：P内=I2r=IU=P总-P出(3)电源的输出功率：P出=IU=IE-I2r=P总-P内(4)电源的输出功率与电路中电流的关系P出=IU外=IE-I2r=-r(I- )2+ ，当I= 时，电源的输出功率最大，P出= .P出-I图象如右图示.5.电源的输出功率与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率P出=I2R=( )2R=由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(R=r)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm= .当R=r时，即I=E/2r时，电源的输出功率最大，P出= .P出-R图象如右图所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，不难证实r= .由图象还可以看出，当Rr时，假设R增大，那么P出增大;当Rr时，假设R增大，那么P出减小.留意：对于内、外电路上的固定电阻，其耗费的功率仅取决于电路中的电流大小.5.电源的效率指电源的输出功率与电源功率之比.即= 100%= 100%= 100%对纯电阻电路，电源的效率= 100%= 100%= 100%由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.6.电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率;a的斜率的绝对值表示内阻大小; b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).二、重点难点突破一、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源耗费的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路耗费的功率都是指EI或I2(R外+r).2.电源的输出功率、外电路耗费的功率都是指IU或IE-I2r或I2R外.3.电源内阻耗费的功率是I2r.4.整个电路中有P电源=P外+P内.这明显是能量的转化和守恒定律在闭合电路中的详细体现.二、闭合电路的动态分析分析问题分析解答这类习题的普通步骤是：1.决定电路的外电阻如何改变.表明：(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻肯定增大(或减小).(2)假设电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大;假设电键的通断使并联的支路增多时，总电阻减小.(3)在右图所示分压器电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与用电器并联(下列简称并联段)，另一段与并联局部相串联(下列简称串联段);设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，那么分压器的总电阻为R总=R-R并+由上式可以看出，当R并减小时，R总增大;当R并增大时，R总减小.由此可以得出结论：分压器总电阻的改变状况，与并联段电阻的改变状况相反，与串联段电阻的改变状况一样.2.按照闭合电路的欧姆定律，决定电路的总电流如何改变.3.由U内=I内r，决定电源的内电压如何改变.4.由U外=E-U内，决定电源的外电压(路端电压)如何改变.5.由局部电路的欧姆定律决定干路上某定值电阻两端的电压如何改变.6.决定支路两端的电压如何改变以及通过各支路的电流如何改变.三、电路的故障分析1.频繁的故障现象断路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻无穷大，此时无电流通过，假设电源正常时，即用电压表两端并联在这段电路(或用电器)上，指针发生偏转，那么该段电路断路.如电路中惟独该一处断路，整个电路的电势差所有降临在该处，其他各处均无电压降临.短路：是指电路两点间(或用电器两端)的电阻趋于零，此时电路两点间无电压降临，用电器实际功率为零(即用电器不工作或灯不亮，但电源易被烧坏).2.检查电路故障的常用办法电压表检查法：当电路中接有电源时，可以用电压表测量各局部电路上的电压，通过对测量电压值的分析，就可以决定故障.在用电压表检查时，肯定要留意电压表的极性正确和量程合乎要求.电流表检查法：当电路中接有电源时，可以用电流表测量各局部电路上的电流，通过对测量电流值的分析，就可以决定故障.在用电流表检查时，肯定要留意电流表的极性正确和量程合乎要求.欧姆表检查法：当电路中断开电源后，可以利用欧姆表测量各局部电路的电阻，通过对测量电阻值的分析，就可以决定故障.在用欧姆表检查时，肯定要留意切断电源.试电笔检查法：对于家庭用电线路，当浮现故障时，可以利用试电笔进行检查.在用试电笔检查电路时，肯定要用手接触试电笔上的金属体.3.常见故障电路问题的分类解析(1)给定可能故障现象，决定检查办法;(2)给定测量值，分析判断故障;(3)按照观看现象，分析判断故障;(4)按照故障，分析判断可能观看到的现象.三、典例精析1.闭合电路中的功率问题【例1】如下图，电源电动势为50 V，电源内阻为1.0 ，定值电阻R为14 ，M为直流电动机，电动机电阻为2.0 .电动机正常运转时，电压表的读数为35 V.求在100 s的时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的局部是多少.【解析】由题设条件知r和R上的电压降之和为(E-U)，所以电路中的电流为I= A=1.0 A所以在100 s内电源做的功为W=EIt=501100 J=5.0103 J在100 s内电动机上把电能转化为机械能的局部是E=IUt-I2rt=(1.035100-122100) J=3.3103 J【思维提升】(1)正确理解闭合电路的几种功率.(2)从能量守恒的角度解析闭合电路的有关问题是一条重要思路.【拓展1】如下图，已知电源电动势为6 V，内阻为1 ，庇护电阻R0=0.5 ，求：(1)当电阻箱R读数为多少时， 电源输出功率P出最大，并求这个最大值.(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R耗费的功率PR最大，并求这个最大值.(3)当电阻箱R读数为多少时，庇护电阻R0耗费的功率最大， 并求这个最大值.【解析】(1)由电功率公式P出=( )2R外= ，当R外=r时，P出最大，即R=r-R0=(1-0.5)=0.5 时，P出max= W=9 W(2)这时要把庇护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0+r即R=(1+0.5)=1.5 时，PRmax= W=6 W(3)庇护电阻耗费的功率为P = ，因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，PR0最大，即R=0时，PR0max= W=8 W【拓展2】某同学将向来流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I改变的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示.那么以下说法正确的选项是( CD )A.图线b表示输出功率PR随电流I改变的关系B.图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C.在a、b、c三条图线上分离取横坐标一样的A、B、C三点，这三点的纵坐标肯定满足关系PA=PB+PCD.b、c线的交点M与a、b线的交点N的横坐标之比肯定为12，纵坐标之比肯定为142.闭合电路的动态分析【例2】如下图，当滑动变阻器的滑片P向上端移动时，推断电路中的电压表、电流表的示数如何改变【解析】先认清电流表A测量R3中的电流，电压表V2测量R2和R3并联的电压，电压表V1测量路端电压.再利用闭合电路的欧姆定律推断主干电路上的一些物理量改变.P向上滑，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，至此，已推断出V1示数增大.再进行分支电路上的分析：由I减小，知内电压U和R1两端电压U 减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，推断出V2示数增大.由U2增大和R3有效电阻增大，无法决定A示数如何改变.这就要从另一条途径去分析：由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小.【答案】V1示数增大，V2示数增大，A示数减小.【思维提升】当电路中任一局部发生改变时，将引起电路中各处的电流和电压都随之发生改变，可谓牵一发而动全身.推断此类问题时，应先由部分的改变推出总电流的改变、路端电压的改变，再由此分析对其他各局部电路产生的影响.3.电路的故障分析【例3】某同学按如下图电路进行试验，试验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示：序号 A1示数(A) A2示数(A) V1示数(V) V2示数(V)1 0.60 0.30 2.40 1.202 0.44 0.32 2.56 0.48将电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零.(1)电路中E、r分离为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可按照上表中的数据求得的物理量是(不要求详细计算).(2)由于电路发生故障，发觉两电压表示数一样了(但不为零)，假设这种状况的发生是由用电器引起的，那么可能的故障缘由是.【解析】(1