金版新学案-安徽省2019高三物理一轮 第7章 恒定电流.ppt

R后来两端的电压U＝2IR/3，不难得出C正 确．而B错误．
又因电池内阻不计，R与电压表的电压之和12 为
五、图象法
例5 电池甲和乙的电动势分别为ε1和ε2，内阻 分别为r1和r2，若用这2个电池分别向某一电阻R供 电时，该电阻所消耗的电功率相同．若用电池甲、 乙分别向另一阻值比R的阻值略大的电阻供电的 电功率分别为P1和P2，已知ε1>ε2，则下列判断正 确的是( )
[答案] AD
8
二、特殊值法
例 2 如图电路中，电源相同，各电阻器阻值相等，各电流表的内
阻相等且不 可忽略不计．电流表A○1 、A○2 、A○3 和A○4 读 出的电流值分别 为
I1、I2、I3、I4.下列关系式中正确的是( )
A．I1＝I2 B．I1<I4 C．I2＝2I1 D．I2<I3＋I4 [解析] 因电流表的内阻不可忽略，采用特殊 值法，设电流表内阻与各电阻器的阻值R相等， 电源内阻为零，则I3＝I4＝ε/(2R)，I2＝ε/(5R/39 )，
图2
15
16
[解析] 设可同时乘载最多人数为n，此时， 电动机处于最大输出功率状态，在该状态下，电 动机的输出功率一方面转化为扶梯转动所需功10 率，
四、转换研究对象法 例4 如图所示，电池的内阻可忽略不计，电 压表和可变电阻R串联接成通路，如果R的阻值减 为原来的1/3时，电压表的读数由U0增加到2U0， 则下列说法正确的是( ) A．流过R的电流增大为原来的2倍 B．R消耗的电功率增加为原来的4倍 C．R两端的电压减小为原来的2/3 D．若R的阻值减小到零，那么电压表的示数 变为4U0
用U－I图象也可解：在U－I图(图2)上建立两 电池的U－I图线必有一交点A，OA的斜率为R的 阻值，又已知ε1>ε2由图2可知，图线甲较图线乙 陡，所以r1>r2.当两电池向比R的阻值略大的电阻 供电时，电源工作状态应在交点A以上的位置，即 较大的电阻对应直线OB的斜率，由覆盖的“面积” 可知P1>P2，故A、C正确．

图实-7-3
2．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．
3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差
值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分
的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm.常见的游
标卡尺的游标尺上小等分刻度有 10 格的、20 格的、50 格的，
其读数见下表：
刻度格数 (分度) 10 20 50
(3)试触法：如图实-7-5 所示，将电压表分别接在 a、c 和 b、c 两点间时，若电流表示数变化较大，说明电压表分流 较大，应选用内接法，若电压表示数变化较大，则选用外接 法．
图实-7-5
考点一 实验原理图及实物图连接 【例 1】 (2013·安徽高考)(1)在测定一根粗细均匀合金 丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程 如图实-7-6 所示，校零时的读数为________mm，合金丝的直 径为________mm.
问 2：实物连线的一般方法是什么？ 提示：按照实验原理图，一般从电源正极出发，按顺序 先连接完串联的主干部分再连接剩余的并联支路部分．
【解析】 (1)校零时的读数为(0＋0.7×0.01)mm＝0.007 mm，测量时的读数为(0＋0.5＋14.5×0.01)mm＝0.645 mm， 故合金丝的直径为(0.645－0.007)mm＝0.638 mm.
四、附录 (一)螺旋测微器 1．构造：如图实-7-1，S 为固定刻度，H 为可动刻度． 2．原理：可动刻度 H 上的刻度为 50 等份，则螺旋测微 器的精确度为 0.01 mm.
图实-7-1
3．读数： (1)测量时被测物体长度的半毫米数由固定刻度读出，不 足半毫米部分由可动刻度读出． (2)测量值(mm)＝固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线 是否露出)＋可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)

2019届高三物理一轮复习第7章恒定电流第2节电路闭合电路欧姆定律教师用书1．串联、并联特点对比电流表G 的满偏电压U g ＝I g R g ，当改装成量程为U 的电压表时，应串联一个电阻R ，因为串联电阻有分压作用．若U 为U g 的n 倍，需串联的分压电阻为R ＝(n －1)R g .3．电流表的改装(加试要求)电流表G 的满偏电流为I g ，当改装成量程为I 的电流表时，应并联一个电阻R ，若I 为I g 的n 倍，需并联的分流电阻为R ＝R gn －1.1．“三个”常用的电阻结论(1)并联电路的总电阻小于其中最小的电阻． (2)n 个相同的电阻R 并联，总电阻R 总＝1nR .(3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)． 2.电表改装后的特点1．(多选)有两个电阻R 1＝2 Ω，R 2＝3 Ω，则有( ) A ．R 1、R 2串联总电阻为5 Ω B ．R 1、R 2并联总电阻为1 ΩC ．R 1、R 2串联总电阻为2.5 ΩD ．R 1、R 2并联总电阻为1.2 ΩAD [由于串联电路总电阻等于各部分电阻之和，即R 串＝R 1＋R 2＝5 Ω；两个电阻并联，其总电阻R 并＝R 1R 2R 1＋R 2＝1.2 Ω，选项A 、D 正确．] 2．电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1B [两电阻并联时，两端电压相等，因电流之比为1∶2，故R 1∶R 2＝2∶1；当两电阻串联时，有相同的电流，由U ＝IR 可知，U 1∶U 2＝2∶1，选项B 正确．]3．三个电阻的阻值之比R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶5，若将这三个电阻并联，则通过它们的电流之比I 1∶I 2∶I 3为( )A ．1∶2∶5B ．5∶2∶1C ．10∶5∶2D ．1∶1∶1C [并联电路电压相等，设为U ，因为R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶5，设R 1＝R ，则R 2＝2R ，R 3＝5R ，所以并联后，通过它们的电流之比为U R ∶U 2R ∶U5R＝10∶5∶2，选项C 正确．] 4．(加试要求)(多选)如图7­2­1所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G 和一个变阻器R 组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )【导学号：81370263】甲 乙图7­2­1A ．甲是电流表，R 增大时量程增大B ．甲是电流表，R 增大时量程减小C ．乙是电压表，R 增大时量程减小D ．乙是电压表，R 增大时量程增大BD [把一个灵敏电流计改装成电流表，需并联一个电阻，并联的电阻越大，量程越小，A 错误，B 正确；把一个灵敏电流计改装成电压表，需串联一个电阻，串联的电阻越大，量程越大，C 错误，D 正确．]考点二| 闭合电路欧姆定律1．闭合电路(1)组成⎩⎪⎨⎪⎧电源内部是内电路；用电器、导线组成外电路.(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 ＝ER ＋r(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(加试要求) (1)关系式：U ＝E －Ir . (2)U ­I 图象如图7­2­2所示．图7­2­2①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．判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)． (2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．(3)在如图7­2­3所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R 并与用电器并联，另一段R 串与并联部分串联．A 、B 两端的总电阻与R 串的变化趋势一致．图7­2­32．电路动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 外的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U→支路的变化．(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．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7­2­4A ．3.0 VB ．3.6 VC ．4.0 VD ．4.2 VB [由于电压表的示数为路端电压，而U ＝IR ，则I ＝UR＝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．]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7­2­52.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( )A ．7.58 ΩB ．6.03 ΩC ．6.23 ΩD ．7.35 Ω D [开路电压即为电动势，所以内阻r ＝E I 短＝435.85Ω≈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 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 VD [由已知条件得：E ＝800 mV.又因I 短＝E r ，所以r ＝E I 短＝800×10－340×10－3Ω＝20 Ω，所以U ＝IR ＝E R ＋r R ＝80020＋20×20 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R M 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7­2­6A ．R M 增大，电流表示数增大B ．R M 增大，电流表示数减小C ．R M 减小，电流表示数增大D ．R M 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R M 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．(加试要求)(多选)如图所示，A 、B 、C 、D 四个电路中，电源电动势为E ，电阻为r ，定值电阻为R 0，当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时，电压表示数将变大的电路是( )BD [在电路A 、B 中，当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小．对电路A ，电压表测量的是路端电压，由于外电路电阻减小，使路端电压随之减小，不符合题意；对电路B ，电压表测量的是定值电阻R 0两端的电压，由闭合电路欧姆定律知此时电路电流变大，则电压表示数将变大，符合题意；对电路C ，由于电压表位置的特殊性，其示数将不变；而电路D ，实际上可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器R 的滑片P 从a 向b 滑动时，电压表测量的电阻增加，则电压表示数将变大．]考点三| 电源的功率及U ­I 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＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r.2．电源内部消耗的功率P 内＝I 2r ＝IU 内＝P 总－P 出．3．电源的输出功率(加试要求)(1)任意电路：P 出＝IU ＝IE －I 2r ＝P 总－P 内．(2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2RR ＋r2＝E 2R －r 2R＋4r . (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P m ＝E 24r.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＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2. ⑤P 出与R 的关系如图7­2­7所示．图7­2­74．电源的效率 (1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE×100%. (2)纯电阻电路：η＝RR ＋r ×100%＝11＋rR×100% 因此在纯电阻电路中R 越大，η越大． 5．电源与电阻U ­I 图象的比较(2016·浙江4月学考)图7­2­8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 m 2.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3×106J ．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7­2­8A ．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＝E 电E 光×100%＝30×8×3 6000.3×3×106×6×100%＝16%，故选C.]1．用电器获得最大功率问题的分析方法 (1)定值电阻根据P ＝I 2R 或P ＝U 2R讨论，要功率P 最大，需通过该电阻的电流或电阻两端的电压最大．(2)可变电阻通常采用等效电源法，解题时根据需要选用不同的等效方式，将用电器获得最大功率问题转化为电源最大输出功率问题．2．U ­I 图象的一般分析思路(1)明确纵、横坐标的物理意义． (2)明确图象的截距、斜率及交点的意义． (3)找出图线上对应状态的参量或关系式． (4)结合相关概念或规律进行分析、计算．1．如图7­2­9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( )图7­2­9【导学号：81370265】A ．电源的电动势为 5.0 VB ．电源的内阻为 12 ΩC ．电源的短路电流为 0.5 AD ．电流为 0.3 A 时的外电阻是 18 ΩD [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 ＝6－50.5 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 ＝ER ＋r 知R ＝E I －r ＝60.3Ω－2 Ω＝18 Ω，选项D 正确．]2．如图7­2­10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( )图7­2­10A ．4 W,8 WB ．2 W,4 WC ．2 W,3 WD ．4 W,6 WD [电源的U ­I 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．(2016·嘉兴一中期中)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7­2­11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7­2­11A ．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＝UI EI ＝UE，从U ­I 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．(多选)(加试要求)如图7­2­12所示，R 1为定值电阻，R 2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7­2­12A ．当R 2＝R 1＋r 时，R 2获得最大功率B ．当R 1＝R 2＋r 时，R 1获得最大功率C ．当R 2＝0时，R 1上获得最大功率D ．当R 2＝0时，电源的输出功率最大AC[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正确．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．]。

【解析】 由闭合电路欧姆定律可得，滑动变阻器触片 向右移，外电阻增大，路端电压增大，○V 的示数变大，干 路电流减小，R1 两端电压减小，R2 两端电压增大，流过 R2 的电流增大，○A 的示数变大，可知 B 选项正确．
【答案】 B
考点二 电源的功率和效率问题
总结见下表：
电源总功率
任意电路：P 总＝EI＝P 出＋P 内 纯电阻电路：P 总＝I2(R＋r) ＝RE＋2 r
【答案】 C
3．(2011·北京高考)如图 7-2-3 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( )
图 7-2-3
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
【解析】 理想电压表 V1、V2、V3 示数分别是定值电阻 的电压、路端电压、滑动变阻器的电压，理想电流表 A 示数 是干路中的电流．滑动变阻器滑片向下滑动，其有效电阻变 小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流增大，A 示 数增大，内压增大，路端电压减小，即 V2 示数减小，故选项 A 正确、选项 B 错误；因为ΔΔVI1＝R、ΔΔVI2＝r，而 R>r，所以 ΔV1>ΔV2，故选项 D 正确；因为 ΔV3>ΔV2、ΔΔVI2＝r，所以ΔΔVI3 >r，故选项 C 正确．
其他电路的电流、电压的变化.
考点一 电路的动态分析 1.电路动态分析类问题是指由于断开或闭合开关、滑动 变阻器滑片的滑动等造成电路结构发生了变化，一处变化又 引起了一系列的变化． 2．电路动态分析的方法 (1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路并 串联 联分 分流 压IU →变化支路．