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时间:2020-08-26
《专题11 闭合电路的欧姆定律(精讲)2019年高考物理双基突破(二) Word版含解析.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、一、闭合电路欧姆定律1.闭合电路组成(1)外电路:电源外部由用电器和导线组成的电路,在外电路中,沿电流方向电势降低。(2)内电路:电源内部的电路,在内电路中,沿电流方向电势升高。2.闭合电路中的能量转化如图所示,电路中电流为I,在时间t内,非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和,即EIt=I2Rt+I2rt。3.闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与内、外电路中的电阻之和成反比。E(2)表达式:I=公式中,R表示外电路的总电阻,E表示电源的电动势,r是电源内阻。R+r(3)适用范围:纯电阻电路。4.闭合电路的欧姆定律的表达形式表达式物理意义适用
2、条件电流与电源电动势成正比,与电路总EI=纯电阻电路R+r电阻成反比E=I(R+r)①电源电动势在数值上等于电路中内、①式适用于纯电阻电E=U+Ir②外外电压之和路;②③式普遍适用E=U+U③外内EIt=I2Rt+I2rt④电源提供的总能量等于内、外电路中④式适用于纯电阻电W=W+W⑤电能转化为其他形式的能的总和路,⑤式普遍适用外内【题1】如图,电灯L标有“4V、1W”,滑动变阻器R总电阻为50Ω,当滑片P滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A,由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数变为0.5A,电压表示数变为10V,若导线完好,电路中各处接触良好,试问:(
3、1)发生故障是短路还是断路?发生在何处;(2)发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为多少;(3)电源电动势和内电阻分别为多大?【答案】(1)断路灯L(2)20Ω(3)12.5V5Ω(2)L断路后,外电路只有R,因无电流流过R,故电压表示数即为路端电压为:U=U=10V,R22端2U10=2=Ω=20ΩI0.52PL未断路时恰好正常发光:U=4V,I==0.25ALLULU9-4U′=U′=I′·R=0.45×20V=9VR===20Ω端222I0.25(3)根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir故障前:E=9+(0.45+0.25)r,故障后:E=10+0.5r,解得:r=5Ω,E=12.5
4、V。【题6】如图所示,已知电源电动势E=5V,内阻r=2Ω,定值电阻R=0.5Ω,滑动变阻器R的阻12值范围为0~10Ω。求:(1)当滑动变阻器R的阻值为多大时,电阻R消耗的功率最大?最大功率是多少?21(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少?(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大功率是多少?【答案】(1)R=0时,R消耗的功率最大,为2W21(2)R=2.5Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,为2.5W2(3)R=1.5Ω时,电源的输出功率最大,为3.125W2【题7】(多选)如图甲所示,电源电动势E=6V,闭合开关,将滑动变阻器的滑
5、片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示。其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线,图丙为路端电压与总电流的关系曲线,图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响。则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是A.a(4V,4.5W)B.b(4.8V,2.88W)C.c(0.6A,4.5V)D.d(8Ω,80%)【答案】BDEE6【解析】由题图丙可知短路电流为I=3A,由I=得r==Ω=2Ω,电源的效率最大时,滑动短短rI3短UIR变阻器接入电路的电阻最大,由题图丁可知电源的最大效率为η=80%,由η==,解得R=8Ω,滑EIR+r动
6、变阻器的滑片P在最右端B时,分别对应b、c、d三点。当输出功率达到最大时外电路电阻R=r=2Ω,1E262此时路端电压为U=3V,故可得a点:U=3V,P==W=4.5W,坐标为a(3V,4.5W);b11m4r4×2E6点、c点:R=8Ω,I==A=0.6A,U=E-Ir=(6-0.6×2)V=4.8V,P=UI=4.8×0.6W=R+r8+22222.88W,所以b点的坐标为b(4.8V,2.88W),c点的坐标为c(0.6A,4.8V);d点的坐标为d(8Ω,80%)。故选项B、D正确。8.讨论、分析电阻消耗功率增大、减小的方法(1)定值电阻:求解定值电阻消耗的最大功率时,根据P=
7、I2R可知,只要电流最大即可。(2)可变电阻:①求解可变电阻消耗的最大功率时,不能套用上述方法,因为电流随电阻的变化而变化,此时,可以利用电源的输出功率与外电阻的关系进行求解。②有时需要用“等效电源法”,即【题8】(多选)如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R、滑动变阻器R串联,已知0R=r,滑动变阻器的最大阻值为2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是0A.电路中的电流变大B.电源的输出功率先变大
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