基礎課2電路閉合電路的歐姆定律電阻的串聯(lián)、并聯(lián)知識排查閉合電路的歐姆定律1.基本概念、規(guī)律E-U內(nèi)＝E-Ir2.路端電壓與外電阻的關系3.路端電壓跟電流的關系 (1)關系式：U＝E－Ir。 (2)用圖像表示如圖1所示，其中縱軸截距為

，橫軸截距為

，斜率的絕對值為

。

圖1電動勢短路電流內(nèi)阻1.思考判斷 (1)電動勢就是電源兩極間的電壓。(

) (2)閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比。(

) (3)閉合電路中的短路電流無限大。(

) (4)電源U－I圖像上某點縱、橫坐標的乘積對應此時的輸出功率。(

)

答案(1)×

(2)√

(3)×

(4)√小題速練2.如圖2是兩個量程的電壓表，當使用a、b兩個端點時，當使用a、b兩個端點時，量程為0～10V，當使用a、c兩個端點時，量程為0～100V。已知電流表的內(nèi)阻Rg為500Ω，滿偏電流Ig為1mA，則電阻R1、R2的值(

)

圖2 A.9500Ω

90000Ω B.90000Ω

9500Ω C.9500Ω

9000Ω D.9000Ω

9500Ω答案A3.一個電源接8Ω電阻時，通過電源的電流為0.15A，接13Ω電阻時，通過電源的電流為0.10A，則電源的電動勢和內(nèi)阻分別為(

) A.2V

1.5Ω

B.1.5V

2Ω C.2V

2Ω D.1.5V

1.5Ω

解析由閉合電路歐姆定律得 E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得r＝2Ω，E＝1.5V。

答案B閉合電路歐姆定律及動態(tài)分析1.判定總電阻變化情況的規(guī)律 (1)當外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)。 (2)若開關的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，電路的總電阻增大；若開關的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小。 (3)在如圖3所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致。圖32.電路動態(tài)分析的常用“兩法” (1)程序判斷法：遵循“局部→整體→部分”的思路，按以下步驟分析：

(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。1.(2018·河北石家莊模擬)如圖4所示電路中，L1、L2為兩只完全相同、阻值恒定的燈泡，R為光敏電阻(光照越強，阻值越小)。閉合電鍵S后，隨著光照強度逐漸增強(

) A.L1逐漸變暗，L2逐漸變亮 B.L1逐漸變亮，L2逐漸變暗 C.電源內(nèi)電路消耗的功率逐漸減小 D.光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸增大圖4解析當光照增強時，光敏電阻的阻值減小，電路的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得，電路中總電流增大，則L2逐漸變亮，U內(nèi)＝Ir增大，由U＝E－Ir可知，路端電壓減小，L2兩端的電壓增大，則L1兩端的電壓減小，故L1逐漸變暗，故選項A正確，B錯誤；電路中總電流增大，由P＝I2r知電源內(nèi)電路消耗功率逐漸增大，故選項C錯誤；將L2看成電源內(nèi)電路的一部分，光敏電阻R和L1消耗的總功率是等效電源的輸出功率，由于等效電源的內(nèi)阻大于外電阻，所以當光敏電阻的阻值減小，即外電阻減小時，等效電源的內(nèi)、外電阻相差更大，輸出功率減小，則光敏電阻R和L1消耗的總功率逐漸減小，故選項D錯誤。答案A2.如圖5所示，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R的阻值也為r，滑動變阻器的最大阻值是2r。當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動過程中，下列說法正確的是(

)

A.電壓表的示數(shù)變大 B.電流表的示數(shù)變小 C.滑動變阻器消耗的功率變小 D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小圖5解析

等效電路圖如圖所示。滑片從a端滑向b端，其接入電路的阻值RPb減小，由“串反并同”原則有，電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，電阻R消耗的功率增大，選項A、B、D錯誤；把電阻R當作電源內(nèi)電阻(等效電源)，則R內(nèi)＝2r，RPb減小，且RPb<2r，等效電源的輸出功率減小，即滑動變阻器的功率減小，選項C正確。答案C3.如圖6所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置。閉合電鍵S，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是(

)

圖6 A.增大R1的阻值

B.增大R2的阻值 C.增大兩板間的距離

D.斷開電鍵S答案B4.(2016·全國卷Ⅱ，17)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖7所示電路。開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(

)

圖7甲解析S斷開時等效電路如圖甲所示。乙S閉合時等效電路如圖乙所示。答案C電源的功率和效率問題電源的功率和效率【典例】如圖8所示，已知電源電動勢為6V，內(nèi)阻為1Ω，保護電阻R0＝0.5Ω，則當保護電阻R0消耗的電功率最大時，這個電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值為(

)

圖8 A.1Ω

4W

B.1Ω

8W C.0

8W

D.0.5Ω

8W答案C拓展延伸1在【典例】中的條件不變，則當電阻箱R的讀數(shù)為多少時，電阻箱R消耗的功率PR最大且這個最大值為(

) A.1Ω

6W B.0.5Ω

8W C.1Ω

1.5W D.1.5Ω

6W答案D答案C【拓展延伸3】在【典例】中的條件不變，則電源的最大輸出功率為(

) A.3W B.4W C.5W D.9W答案D

解決最大功率問題的兩點注意(1)解決最大功率問題時，要弄清是定值電阻還是可變電阻的最大功率，定值電阻的最大功率用P＝I2R＝分析，可變電阻的最大功率用等效電源法求解。 (2)電源輸出功率最大時，效率不是最大，只有50%。

1.將一電源與一電阻箱連接成閉合回路，測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖9所示，由此可知(

)圖9 A.電源最大輸出功率可能大于45W B.電源內(nèi)阻一定等于5Ω C.電源電動勢為45V D.電阻箱所消耗功率P最大時，電源效率大于50%答案B2.(多選)如圖10所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐，恒定電壓U＝12V，電解槽內(nèi)阻rA＝2Ω。當S1閉合，S2、S3斷開時，電流表A示數(shù)為6A；當S2閉合，S1、S3斷開時，電流表A示數(shù)為5A，且電動機輸出功率為35W；當S3閉合，S1、S2斷開時，電流表A示數(shù)為4A。則(

)

A.電爐的電阻為2Ω B.僅S1閉合時，電爐的發(fā)熱功率為72W C.電動機的內(nèi)阻為1.2Ω D.在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為48W圖10答案AB兩種圖像的比較兩類U－I圖像的比較與應用1.(多選)如圖11所示是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，下列結(jié)論正確的是(

)

A.電源的電動勢為6.0V B.電源的內(nèi)阻為12Ω C.電源的短路電流為0.5A D.電流為0.3A時的外電阻是18Ω圖11答案AD2.(2018·河南南陽模擬)硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖12所示，圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I的關系圖像(電池內(nèi)阻不是常量)，圖線b是某電阻R的U－I

圖像。在該光照強度下將它們組成閉合回路時，硅光電池的內(nèi)阻為(

)

圖12 A.5.5Ω B.7.0Ω C.12.0Ω D.12.5Ω答案A

利用兩種圖像解題的基本方法

利用電源的U－I圖像和電阻的U－I圖像解題，無論電阻的U－I圖像是線性還是非線性，解決此類問題的基本方法是圖解法，即把電源和電阻的U－I圖線畫在同一坐標系中，圖線的交點即電阻的“工作點”，電阻的電壓和電流可求，其他的量也可求。

電路故障問題的處理方法——分析推理能力的培養(yǎng)1.故障特點 (1)斷路特點：斷路部分電路中電流為零，而電壓不為零。因此，若外電路中某兩點間電壓不為零，電流為零，則兩點間有斷點，而這兩點與電源的兩極之間無斷點。 (2)短路特點：表現(xiàn)為有電流通過而某元件兩端電壓為零。2.故障分析方法 (1)電表檢測法

儀器：電壓表——測串聯(lián)電路；電流表——測并聯(lián)電路；歐姆表——測某部分電阻。優(yōu)先考慮使用電壓表。

①電壓表檢測：條件——電源與外電路接通

(2)分析判斷法：根據(jù)題給現(xiàn)象或直接分析判斷，或作相應假設后分析應該出現(xiàn)的現(xiàn)象，然后與實際情況相對比，由對比結(jié)果再確定故障點或故障類型。方法1電表測量法【例1】二極管具有單向?qū)щ娦裕斦龢O接電源正極(正接)時二極管導通(電流可以通過二極管，且二極管的阻值很小，可忽略)，當負極接電源正極(反接)時二極管截止(阻值很大，電流為零)。為了驗證二極管的這一特性，將其接入如圖13所示電路cd之間的D處，閉合開關時燈不亮。經(jīng)初步檢查各接線均牢固正確，為了確定電路故障的位置，四位同學各自進行了以下操作

圖13

操作步驟現(xiàn)象1S閉合，多用電表調(diào)至電壓擋，紅表筆接a，黑表筆分別接b、c、d、e示數(shù)分別為0、0、6V、6V2S閉合，斷開導線bc的c端，用c端分別接d、e、f燈泡均亮3S斷開，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接c，黑表筆接d指針有大角度偏轉(zhuǎn)4S斷開，多用電表調(diào)至歐姆擋，紅表筆接d，黑表筆接c指針有微小偏轉(zhuǎn)

由此可判斷(

) A.同學1的操作說明故障在a、b之間 B.同學2的操作說明故障在b、c之間

C.根據(jù)同學1、3的操作即可判斷故障的原因是二極管正、負極接錯 D.根據(jù)同學2、4的操作即可判斷故障的原因是二極管已損壞斷開解析同學1的操作結(jié)果中，電壓為零的點為b、c，黑表筆與電源是斷開的，電壓為6V的點d、e與電源是相通的，說明故障只在c、d之間，選項A錯誤；同學2的操作結(jié)果與同學1相同，選項B錯誤；同學3的操作說明二極管的正極接在d點，被反接了，結(jié)合同學1的結(jié)果可以判斷故障原因是二極管正、負極接錯，選項C正確；由于二極管正、負極接錯，同學4的操作測定的是二極管的反向電阻，應該很大，并不能表明二極管已損壞斷開，選項D錯誤。答案C方法2現(xiàn)象分析法【例2】在如圖14所示的電路中，閉合開關S后，L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光，后來由于某種故障使L2突然變亮，電壓表讀數(shù)減小，由此推斷，該故障可能是(

)

圖14 A.L