2022届高考物理一轮复习第8单元恒定电流2闭合电路欧姆定律及其应用学案新人教版

word 文档 - 1 - / 22 第 2 讲 闭合电路欧姆定律及其应用 知识点一 电源的电动势和内阻 1．电源 电源是把负电荷从正极搬到负极的一种装置；从能的转化角度看，电源是将其他形式的 能转化为________的装置． 2．电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的________在电源内从________移送到 ________所做的功． (2)表达式：E＝________. (3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量． 3．内阻 电源内部导体的电阻，叫作电源的________，它是电源的另一重要参数． 知识点二 闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成____________，跟内、外电阻之和成 ____________． (2)公式 ①I＝________(只适用于纯电阻电路)； word 文档 - 2 - / 22 ②E＝________(适用于所有电路)． 2．路端电压与外电阻的关系 一般情况 U＝IR＝ r ·R＝ ，当 R 增大时，U______ 特殊情况 (1)当外电路断路时，I＝0，U＝________ (2)当外电路短路时，I 短＝ r ，U＝0 思考辨析 (1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量．( ) (2)电动势就是电源两极间的电压．( ) (3)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比．( ) (4)闭合电路中的短路电流无限大．( ) (5)电源 UI 图象上某点纵、横坐标的乘积对应此时的输出功率．( ) 教材改编 [人教选修 3－1·P63·T1]一个电源接 8 Ω电阻时，通过电源的电流为 0.15 A，接 13 Ω电 阻时，通过电源的电流为 0.10 A，则电源的电动势和内阻分别为( ) A．2 V 1.5 Ω B．1.5 V 2 Ω C．2 V 2 Ω D．1.5 V 1.5 Ω word 文档 - 3 - / 22 考点一 电路的动态变化分析 自主演练 1．动态电路的特点 断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功 率等的变化． 2．电路动态分析的常用“两法” (1)程序法 (2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑动端分 别滑至两个极端去讨论． [多维练透] 1．[电压表、电流表示数变化问题](多选)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑 动变阻器滑片 P 向右端移动时，下面说法中正确的是( ) word 文档 - 4 - / 22 A．电压表 V1 的读数减小，电流表 A1 的读数增大 B．电压表 V1 的读数增大，电流表 A1 的读数减小 C．电压表 V2 的读数减小，电流表 A2 的读数增大 D．电压表 V2 的读数增大，电流表 A2 的读数减小 2.[小灯泡亮度变化问题](多选)如图所示的电路，L1、L2、L3 是 3 只小电灯，R 是滑动变阻 器，开始时，它的滑片 P 位于中点位置．当 S 闭合时，3 只小电灯都发光．现使滑动变阻器 的滑片 P 向右移动，则小电灯 L1、L2、L3 的变化情况是( ) A．L1 变亮 B．L2 变亮 C．L3 变暗 D．L1、L2、L3 均变亮 word 文档 - 5 - / 22 3.[闭合电路中ΔU 与△ △ 的分析]如图所示，电源电动势为 E，内电阻为 r，理想电压表 V1、 V2 示数为 U1、U2，其变化量的绝对值分别为ΔU1 和ΔU2；流过电源的电流为 I，其变化量的 绝对值为ΔI.在滑动变阻器的触片从右端滑到左端的过程中(灯泡电阻不变化)( ) A．小灯泡 L1、L3 变暗，L2 变亮 B．ΔU1r 时，随着 R 的增大输出功率越来越小； (3)当 RIb C．R0 接电源 a 时，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R0 接电源 b 时，电源的输出功率较小，电源效率较低 练 6 图甲为某电源的 UI 图线，图乙为某小灯泡的 UI 图线，则下列说法中正确的是 ( ) A．电源的内阻为 0.5 Ω B．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小 C．当小灯泡两端的电压为 0.5 V 时，它的电阻约为 Ω D．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为 3 W 思维拓展 电路规律在生活、生产、科技中的应用 word 文档 - 13 - / 22 例 1 [电子秤](多选)如图所示为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一 定的换算关系通过电流表的示数获得．秤盘中放入物体后，连杆 P 将从 a 点向下滑动，最终 停在 a、b 间的某一位置．关于该电子秤，下列说法正确的是( ) A．物体质量越小，电流表的示数越大 B．物体质量越大，电流表的示数越大 C．物体质量越大，电路中的总电阻越大 D．物体质量越小，电路中的总电阻越大 例 2 [电磁抽水泵][2021·某某某某二测，6](多选)如图所示为电磁抽水泵模型，泵体是一 个长方体，ab 边长为 L1，左右两侧面是边长为 L2 的正方形，在泵体内加入导电剂后，液体的 电阻率为ρ，泵体所在处有方向垂直纸面向外的匀强磁场 B.工作时，泵体的上下两表面接在电 压为 U 的电源(内阻不计)上．若电磁抽水泵和水面高度差为 h，理想电流表示数为 I，不计水 在流动中和管壁之间的阻力，重力加速度为 g.在电磁抽水泵正常工作过程中，下列说法正确 的是( ) A．泵体上表面应接电源正极 B．电磁抽水泵不加导电剂也能抽取纯水 word 文档 - 14 - / 22 C．电源提供总的功率为 D．若 t 时间内抽取水的质量为 m，这部分水离开电磁抽水泵时的动能为 UIt－mgh－ 例 3 [电动汽车][2020·某某某某第一次统考，6]2019 年 11 月 4 日美国正式启动退出《巴 黎气候变化协定》的程序．《巴黎协定》是人类历史上应对全球温室效应带来的气候变化的第 三个里程碑式的国际法律文本．为了减少二氧化碳的排放，我国一直在大力发展新能源汽 车．已知某型号的电动汽车主要技术参数如表： 车型尺寸 长×宽×高(mm) 4 870×1 950×1 725 最高时速 (km/h) 120 电机型式 交流永磁 同步电机 电机最大 电功率(kW) 180 工况法纯电 续驶里程(km) 500 等速法纯电 续驶里程(km) 600 电池容量(kW·h) 快充时间(h) 0～50 km/h 加速时间(s) 2 0～100 km/h 加速时间(s) 根据电动汽车行业国家标准(GB/T18386－2017)．电机的最大功率为电机输出的最大机 械功率；电池容量为电池充满电时储存的最大电能．根据表中数据，可知( ) A．0～100 km/h 的加速过程中电动汽车行驶的路程一定大于 64 m B．电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，车受到的阻力大小为 5 000 N C．该车在 0～50 km/h 的加速过程中平均加速度为 25 m/s2 word 文档 - 15 - / 22 D．用输出电压为 220 V 的充电桩给电池快速充电时，充电电流一定小于 260 A 第 2 讲 闭合电路欧姆定律及其应用 基础落实 知识点一 1．电能 2．(1)正电荷 负极 正极 (2) W q 3．内阻 知识点二 1．(1)正比 反比(2)① E Rr ②U 外＋U 内 2．增大 (1)E 思考辨析 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ 教材改编 word 文档 - 16 - / 22 解析：由闭合电路欧姆定律得：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，代入数据联立得 r＝2 Ω，E ＝1.5 V，故 B 正确． 答案：B 考点突破 1．解析：滑动变阻器滑片 P 向右端移动，使得 RP 变小，总电阻变小，总电流变大，即 电流表 A1 的读数增大．内电压变大，R1 两端电压变大，并联电路的电压即电压表 V1 的读数 变小，即 R3 两端电压变小，通过 R3 的电流变小即电流表 A2 的读数减小，由于总电流增大， 所以经过另外一个支路即经过 R2 的电流变大，R2 两端电压变大，即电压表 V2 的读数增大， 选项 A、D 正确． 答案：AD 2．解析：当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器的有效电阻变大，导致外电路的总电 阻增大，由闭合电路欧姆定律 I 总＝ E R 外 r 知，总电流 I 总减小，路端电压 U 路＝E－I 总 r 将增大， 因此，通过 L1 灯的电流 IL1 变小，L1 灯变暗；U 路＝UL1＋UL2，得 L2 灯两端的电压变大，L2 灯 变亮．而 IL1＝IL2＋IL3，通过 L1 灯的电流 IL1 变小，通过 L2 灯的电流 IL2 变大，则通过 L3 灯的 电流 IL3 变小，L3 灯变暗．由以上分析可知选项 B、C 正确． 答案：BC 3．解析：滑动变阻器滑片 P 向左端移动，RP 变小，总电阻变小，总电流变大，灯泡 L2 变亮，电压表 V2 示数 U2 和内电压 U 内变大，L3 所分电压 U1＝E－U2－U 内减小，则通过 L3 的电流变小，L3 变暗，通过 L1 的电流 I1＝I－I3 变大，即 L1 变亮，选项 A 错误；由闭合电路欧 word 文档 - 17 - / 22 姆定律有ΔU 内＋ΔU2＝ΔU1，则ΔU2rb，A 正确；在图象中作出定值电阻 R0 的伏安特性曲线，与电源的伏安特性曲线交点表示 电路工作点，Ia>Ib，B 正确；R0 接电源 a 时，电源的输出功率较大，但由η＝ R Rr ＝ r R 知效率 较低，R0 接电源 b 时，电源的输出功率较小，但效率较高，C 正确，D 错误． 答案：ABC 练 6 解析：本题考查对电源伏安特性曲线和小灯泡伏安特性曲线的理解．根据电源的 U I 图线在纵轴的截距表示电动势，斜率绝对值表示电源内阻可知，E＝1.5 V，r＝ Ω，选项 A 错误；根据小灯泡 UI 图线上某点的纵、横坐标的比值表示电阻可知，小灯泡的电阻随电流的 增大而增大，由 P＝I2R 知，小灯泡的电阻随着电功率的增大而增大，选项 B 错误；当小灯泡 两端的电压为 U＝0.5 V 时，对应小灯泡中电流为 I＝6 A，根据小灯泡 UI 图线上某点的纵、 横坐标的比值表示电阻可知，小灯泡电阻 R＝ U I ＝ Ω，选项 C 错误；把电源和小灯泡组成闭 合回路，在题图乙中画出图甲对应的图线，如图所示，两图线的交点表示电路的工作状态， word 文档 - 21 - / 22 根据小灯泡 UI 图线上某点的纵、横坐标的乘积表示消耗的电功率可知，小灯泡的功率约为 3 W，选项 D 正确． 答案：D 思维拓展 典例 1 解析：物体质量越小，则 P 点的位置越接近 a 端，滑动变阻器的电阻越大，则 电路中电流越小，电流表的示数越小，A 项错误，D 项正确；同理，物体质量越大，则 P 点 的位置越接近 b 端，滑动变阻器的电阻越小，则电路中电流越大，电流表的示数越大，B 项 正确，C 项错误． 答案：BD 典例 2 解析：当泵体上表面接电源的正极时，电流从上向下流过泵体，这时受到的磁场 力水平向左，拉动液体，故 A 正确；电磁抽水泵不加导电剂，不能抽取不导电的纯水，故 B 错误；根据电阻定律，泵体内的电阻 R＝ρ L S ＝ρ× L LL ＝ ρ L ，那么液体消耗的热功率为 P＝ I ρ L ， 而电源提供的电功率为 UI，故 C 错误；若 t 时间内抽取水的质量为 m，根据能量守恒定律， 则这部分水离开泵时的动能为 Ek＝UIt－mgh－ I ρ L t，故 D 正确． 答案：AD 典例 3 解析：本题以新能源汽车为情景，考查功率，体现能量观念要素，符合“四翼” 考查要求的综合性与应用性． 100 km/h＝ 00 3. m/s＝ 50 9 m/s；0～100 km/h 的加速时间为 4.6 s，假设电动汽车做匀 加速直线运动，该过程中电动汽车行驶的路程 word 文档 - 22 - / 22 s＝ v t≈64 m 实际上电动汽车做加速度减小的加速运动，故路程一定大于 64 m，故 A 正确； P＝180 kW＝180 000 W，vm＝120 km/h，电机以最大功率工作且车以最大速度行驶 时，牵引力等于阻力 f＝F＝ P vm ＝5 400 N 故车受到的阻力大小为 5 400 N，故 B 错误； 50 km/h＝ 5 9 m/s，该车在 0～50 km/h 的加速过程中，用时 2 s，平均加速度 a＝ v t ≈6.9 m/s2 故 C 错误； 电池容量为 82.8 kW·h，快充时间为 1.4 h，用输出电压为 220 V 的充电桩给电池快速充 电时，充电电流 I＝ E Ut ＝ 8.8 × 0 3 0 × . A≈269 A 故 D 错误． 答案：A