高三物理一轮复习——闭合电路欧姆定律学案和训练
[考试标准]
知识内容 考试要求 知识梳理
一、串联电路和并联电路 1．电路的串、并联
电流 电压 电阻 电压与电流分配 功率分配 2.两个重要的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻的电阻值，电路中任意一个电阻值变大或变小时，串联电路的总电阻变大或变小．
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻的电阻值，任意一个支路电阻值变大或变小时，电路的总电阻变大或变小．
自测1 如图1所示，有三个电阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U1∶U2为( )
串联 I＝I1＝I2＝…＝In U＝U1＋U2＋…＋Un R＝R1＋R2＋…＋Rn 电压与各部分电路的电阻成正比 与各部分电路的电阻成正比 并联 I＝I1＋I2＋…＋In U＝U1＝U2＝…＝Un 1111＝＋＋…＋ RR1R2Rn电流与各支路的电阻成反比 与各支路的电阻成反比 串联电路和并联电路 c 闭合电路的欧姆定律 d
图1
A．1∶6 B．1∶9 C．1∶3 D．1∶2 答案 D
解析 由题图可知R2与R3并联后再与R1串联，U1为R1两端电压，U2为并联部分电压，由电阻关系知R2＝3R1，R3＝6R1，R2与R3并联总电阻R23＝
3R1·6R1
＝2R1，根据串联电路电压
3R1＋6R1
分配规律有U1∶U2＝R1∶R23＝1∶2. 二、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比； E
(2)公式：I＝(只适用于纯电阻电路)；
R＋r(3)其他表达形式
①电势降落表达式：E＝U外＋U内或E＝U外＋Ir； ②能量表达式：EI＝UI＋I2r. 2．路端电压与外电阻的关系
EE
(1)一般情况：U＝IR＝·R＝，当R增大时，U增大；
rR＋r
1＋R(2)特殊情况：
①当外电路断路时，I＝0，U＝E； E
②当外电路短路时，I短＝，U＝0.
r3．路端电压U与电流I的关系 (1)关系式：U＝E－Ir.
图2
(2)U－I图象(如图2所示)
①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为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．
自测2 某电源电动势为E，内阻为r.根据路端电压与电流的关系式U＝E－Ir，作出U与I的函数图象如图3所示．下列说法正确的是( )
图3
A．图线斜率的绝对值表示内阻的大小
B．电源短路的状态对应于图中的P点 C．电动势越大，P点位置越接近坐标原点 D．外电路断开的状态对应于图中的Q点 答案 A
解析 U－I图象中，由U＝E－Ir知，图线为一条直线，纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，直线的斜率的绝对值等于电源的内阻，故A正确．
自测3 (2019·辽宁沈阳市第一次质检)某同学将一闭合电路电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线绘制在了同一坐标系中，如图4中的a、b、c所示，则下列判断正确的是( )
图4
A．直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线 B．曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线 C．曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线 D．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝2 Ω 答案 C
解析 由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式PE＝EI，Pr＝I2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率PE随电流I变化的图线，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率Pr随电流I变化的图线，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR随电流I变化的图线，所以A、B错误，C正确；由题图可知，当电路短路时电流为2 A，由总功率PE＝EI＝6 E3
W，可知电动势为：E＝3 V，则电源内阻为r＝＝ Ω＝1.5 Ω，故D错误．
I2
1．总电阻变化的规律
(1)当外电路的任何一个电阻阻值增大(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
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