高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电路的基本规律和应用学案
2022版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电路的基本规律及其应用学案 新人教版
第2讲 电路的基本规律及其应用授课提示：对应学生用书第151页一、电阻的串联与并联串联电路并联电路电路图基本特点电压U ＝U 1＋U 2＋U 3 U ＝U 1＝U 2＝U 3电流 I ＝I 1＝I 2＝I 3 I ＝I 1＋I 2＋I 3总电阻R 总＝R 1＋R 2＋R 31R 总＝1R 1＋1R 2＋1R 31．电动势(1)定义：电源在内部移动电荷过程中，非静电力对电荷做的功与移动电荷的电荷量的比值。
(2)定义式：E ＝Wq，单位为V 。
(3)大小：电动势在数值上等于在电源内部非静电力把1 C 正电荷从负极移送到正极所做的功。
2．内阻：电源内部导体的电阻。
三、闭合电路的欧姆定律 1．闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
(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)。
2．路端电压与外电阻的关系一般情况U ＝IR ＝E R ＋r·R ＝E1＋r R，当R 增大时，U 增大特殊情况(1)当外电路断路时，I ＝0，U ＝E(2)当外电路短路时，I 短＝Er，U ＝0授课提示：对应学生用书第151页命题点一 闭合电路的动态分析 自主探究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。
2．电路动态分析的两种常用方法(1)程序判断法：遵循“局部→整体→局部”的思路，按以下步骤分析：(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片分别滑至两个极端去讨论。
2022届高考物理一轮复习 第8单元 恒定电流 1 电路的基本概念和规律学案 新人教版
第1讲电路的基本概念和规律知识点一电流欧姆定律1．电流(1)自由电荷的________形成电流．(2)方向：规定为________定向移动的方向．(3)三个公式①定义式：I＝________，公式中q是通过导体横截面的电荷量．②微观表达式：I＝________.③决定式：I＝________.2．欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成______________，跟导体的电阻R 成____________．(2)公式：I＝________.(3)适用条件：适用于__________和电解液导电，适用于__________电路．知识点二电阻电阻定律1．电阻.(1)定义式：R＝UU(2)物理意义：反映了导体对电流的________．2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的________成正比，与它的________成反比，导体的电阻还与构成它的________有关．(2)表达式：R＝ρUU3．电阻率(1)计算式：ρ＝R UU(2)物理意义：反映导体________，是表征________的物理量．(3)电阻率与温度的关系：①金属：电阻率随温度升高而________．②一些合金：电阻率几乎不受温度变化的影响．知识点三电阻的串联、并联U＝U＋U＋U U＝U＝U＝U1．电功(1)定义：导体中的自由电荷在________作用下定向移动，电场力做的功称为电功．(2)公式：W＝qU＝________.(3)电流做功的实质：________转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的________．＝________.(2)公式：P＝UU3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的________．(2)计算式：Q＝________.4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝U＝________.U思考辨析一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ.在棒两端加上恒定的电压U时，棒内产生电流I，如果通电时间为t，通过棒某一截面的电量为q，电流做功为W，产生的热量为Q.(1)导体中只要电荷运动就形成电流．( )(2)规定正电荷定向移动方向为电流方向，所以，电流是矢量．( )(3)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．( )，可知I与q成正比．( )(4)根据I＝UU知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比，与导体的(5)由ρ＝UUU长度成反比．( )(6)公式W＝UIt及Q＝I2Rt适用于任何电路．( )t＝I2Rt只适用于纯电阻电路．( )(7)公式W＝U2U教材改编[人教版选修3－1·P47·说一说改编]如图所示，是某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法正确的是( )A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件D ．二极管加正向电压时，电流随电压变化是一条直线考点一 电流的理解与计算自主演练电流的三个表达式[多维练透]1．[电流定义式的应用][2020·新高考Ⅰ卷，2]氚核H 13发生β衰变成为氦核H 23e .假设含氚材料中H 13发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104s 时间内形成的平均电流为5.0×10－8 A ．已知电子电荷量为1.6×10－19 C ，在这段时间内发生β衰变的氚核H 13的个数为( )A ．5.0×1014B ．1.0×1016C ．2.0×1016D ．1.0×10182．[电流定义式在液体导电中的应用]如图所示，在一价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过．若在t 时间内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设元电荷为e，则以下说法中正确的是( )A．正离子定向移动形成的电流方向为A→B，负离子定向移动形成的电流方向为B→A B．溶液内由于正、负离子定向移动的方向相反，所以溶液中的电流抵消，电流等于零C．溶液内的电流方向为A→B，电流I＝U1UUD．溶液内的电流方向为A→B，电流I＝(U1+U2)UU题后反思应用I＝U计算时应注意：若导体为金属，则q为自由电子带电荷量的绝对值；若导U体为电解液，因为电解液里的正、负离子定向移动的方向相反，但形成的电流方向相同，故q为正、负离子带电荷量的绝对值之和．3．[电流微观表达式的应用] [2020·北京西城区期末]某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗．在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现．质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞．如图所示，来自质子源的质子(初速度为零)经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流．已知细柱形质子流的横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m、电荷量为e.那么这束质子流内单位体积的质子数n 是( )A.UUU √2UUB.UUU√UUUC.UUU√2UUUD.UUU√U2UU4．[等效电流的计算]安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是( )A．电流大小为UU2πU，电流方向为顺时针B．电流大小为UUU，电流方向为顺时针C．电流大小为UU2πU，电流方向为逆时针D．电流大小为UUU，电流方向为逆时针题后反思在一类由运动电荷的周期性运动形成闭合回路的模型中，计算其形成的等效电流时，一般取一个周期的时间来计算，则此时间内通过回路截面的电荷量即运动电荷带的电荷量．考点二电阻定律、欧姆定律与伏安特性曲线师生共研题型1 |对电阻和电阻率的理解例1 (多选)下列关于电阻和电阻率的说法正确的是( )A．由R＝ρUU知，导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比，与横截面积S成反比B．由R＝UU可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．将一根导线一分为二，则每部分导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度题型2|电阻定律和欧姆定律的应用 电阻的决定式和定义式的比较例倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )A ．1：4B ．1：8C ．1：16D ．16：1题后反思某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点： (1)导体的电阻率不变．(2)导体的体积不变，由V ＝lS 可知l 与S 成反比．(3)在ρ、l 、S 都确定之后，应用电阻定律R ＝ρlS求解．题型3|伏安特性曲线表示电阻的大小表示电阻倒数的大小例随所通过的电流I变化的图线如图乙所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PM为U轴的垂线，PQ为I轴的垂线，下列说法中正确的是( )A．随着所通电流的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1U2C．在电路中灯泡L两端的电压为U1时，电阻R两端的电压为I1RD．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积练1 (多选)如图为甲、乙两金属电阻的UI曲线，它们的阻值应为( )A．R甲＝tan 60°＝√3ΩB．R乙＝tan 60°＝√3ΩC．R甲＝3 ΩD．R乙＝6 Ω练2 [2021·广州市模拟]电线是家庭装修中不可或缺的基础建材，电线的质量直接关系到用电安全．某型号电线每卷长度为L＝100 m，铜丝直径为D＝1.6 mm.为检验其是否采用了导电性能比较差的劣质铜，现给整卷电线加上U＝1.50 V恒定电压，测得通过电线的电流为I＝1.20 A，由此可知此电线所用铜的电阻率约为( ) A．1.7×10－9Ω·m B．2.5×10－8Ω·mC．1.1×10－7Ω·m D．5.0×10－6Ω·m练3 有一长方体导体，长a、宽b、高h之比为6:3:2，它的六个面的中心各焊接一根电阻不计的导线，如图所示，分别将AA′、BB′、CC′接在同一恒压电源上时，导体中电荷的运动速度分别为v1、v2、v3.则v1:v2:v3为( )A．6:3:2 B．1:1:1C．2:3:6 D．1:2:3考点三串、并联电路及电表的改装师生共研题型1|串、并联电路的特点R0.(1)当n个等值电阻R0串联或并联时，R串＝nR0，R并＝1n(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻．(3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)．(4)电路中无论电阻怎样连接，电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和．例4(多选)仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个可变电阻可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路．已知R1阻值较大，R2阻值较小，则( )A．图甲中R1作细调 B．图甲中R1作粗调C．图乙中R2作细调 D．图乙中R2作粗调题型2 |电压表、电流表的改装例分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A练4 如图所示，两个小灯泡L1和L2串联接在P、Q两点间，L1和L2的铭牌上分别标有“3 V 1.5 Ω”“6 V12 Ω”，则P、Q间允许加的最大电压为( ) A．9 V B．6.75 V C．5.25 V D．4.5 V练5 [2021·四川成都联考](多选)如图所示的电路中，若a、b为输入端，A、B 为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则( ) A．空载时输出电压U AB＝U UU2B．当A、B间接上负载R时，输出电压U AB<U UU2C．A、B间的负载R越大，U AB越接近U UU2D．A、B间的负载R越小，U AB越接近U UU2练6 某同学组装一个多用电表．可选用的器材有：微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1(阻值范围0～999.9 Ω)；电阻箱R2(阻值范围0～99 999.9 Ω)；导线若干．要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表．组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡．回答下列问题：(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中*为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱．(2)电阻箱的阻值应取R1＝________ Ω，R2＝________ Ω.(保留到个位)．考点四电功、电功率、电热及热功率多维探究1．纯电阻电路与非纯电阻电路的比较2.出发，围绕能量守恒定律，利用“电功＝电热＋其他能量”分析、求解．题型1|电功、电功率的分析与计算例6 有两个标有“110 V,25 W”和“110 V,60 W”字样的灯光，要把它们接在220 V的电源上，灯泡既正常发光，又最省电的连接方式应是图中的( )题型2|电路消耗最大功率的计算例7 电阻R1和R2分别标有“2 Ω，1.0 A”和“4 Ω，0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )A．1.5 W B．3.0 WC．5.0 W D．6.0 W题型3|非纯电阻电路中电功、电功率的分析与计算例8 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V，电压表示数U V＝110 V．试求：(1)通过电动机的电流．(2)输入电动机的电功率．(3)若电动机以v＝1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s2)【考法拓展1】在【例8】中，若直流电压不变，电动机正常工作过程中，转子突然被卡死，电压表的示数变为多少？【考法拓展2】在【例8】中，若电动机的输出功率保持不变，将一质量m＝26.5 kg的重物从静止开始向上吊起，15 s时，重物已达到匀速运动状态，此时重物上升的高度是多少？练7 [2020·浙江卷，16](多选)如图所示，系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机，旋翼由电动机带动．现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作．已知直流电源供电电压为400 V，若不计电缆的质量和电阻，忽略电缆对无人机的拉力，则( )A．空气对无人机的作用力始终大于或等于200 NB．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 AC．无人机上升过程中消耗的平均功率为100 WD．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功练8 如图，一电动自行车动力电源上的铭牌标有“36 V,12 A·h”字样．它正常工作时电源输出电压为30 V，额定输出功率为180 W．由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为80%，不考虑其他部件的摩擦损耗．已知运动时电动自行车受到阻力恒为288 N，下列说法正确的是( )A．电源内阻为1 Ω，额定工作电流为5 AB．电动自行车电动机的内阻为5 ΩC．电动自行车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2.4 hD．电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是3 600 m第1讲电路的基本概念和规律基础落实知识点一1．(1)定向移动(2)正电荷(3)①q t ②nqSv ③UR2．(1)正比 反比 (2)U R (3)金属 纯电阻 知识点二 1．(2)阻碍作用2．(1)长度 横截面积 材料3．(2)导电性能 材料性质 (3)①增大 知识点四1．(1)电场力 (2)IUt (3)电能 2．(1)快慢 (2)IU 3．(1)热量 (2)I 2Rt 4．(2)I 2R 思考辨析(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ 教材改编 答案：C 考点突破1．解析：设在这段时间内，电子的个数为n ，由电流的定义，有I ＝ne t ，即n ＝Ite ＝1.0×1016；由β衰变规律可知该核反应方程为H 13→23He ＋e −10，即产生一个电子(e −10)需要发生β衰变的氚核H 13的个数也为一个，故在这段时间内需要发生β衰变的氚核H 13个数为1.0×1016，故B 正确．答案：B2．解析：电荷的定向移动形成电流，规定正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向，由图可知，电流方向是A →B ，带电离子在溶液中定向移动形成电流，电流不为零，电流I ＝q t ＝n 1e +n 2et，故选项D 正确，A 、B 、C 错误． 答案：D3．解析：本题考查公式I ＝nqSv 的应用．质子被加速时有Ue ＝12mv 2，由于I ＝neSv ，解得n ＝I eS √m 2eU ，A 、B 、C 错误，D 正确．答案：D4．解析：电子做圆周运动的周期T ＝2πr v ，由I ＝e T 得I ＝ve2πr，电流的方向与电子运动方向相反，故为逆时针．答案：C例1 解析：导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积、材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 正确，B 、C 错误；电阻率反映材料的导电性能，常与温度有关，某些材料在温度接近绝对零度时存在超导现象，绝对零度只能接近，不可能达到，D 正确．答案：AD例2 解析：对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的12，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的12，横截面积变为原来的2倍，故其电阻变为原来的14.给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得I 1＝U 4R ，I 2＝U R 4＝4U R ，由I ＝q t可知，在相同时间内，电荷量之比q 1∶q 2＝I 1∶I 2＝1∶16，C 正确．答案：C例3 解析：由欧姆定律知，U I 图中任意一点的电阻为该点与坐标原点的连线的斜率，随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大，选项A 正确；对应P 点，小灯泡的电阻为O 、P 连线的斜率，即R ＝U 1I 2，选项B 正确；对应P 点，小灯泡的功率为P ＝U 1I 2，即图中矩形PQOM 所围成的面积，选项D 正确；在电路中灯泡L 两端电压为U 1时，通过电阻R 的电流为I 2，其两端的电压为I 2R ，选项C 错误．答案：ABD练1 解析：在数学中斜率就等于图线与横轴的夹角的正切值(tan α)，而在物理中斜率与tan α并没有直接联系．R 甲＝U 2−U 1I 2−I 1＝12−04−0 Ω＝3 Ω，R 乙＝ΔU ΔI ＝12−02−0Ω＝6 Ω. 答案：CD练2 解析：本题考查欧姆定律、电阻定律等知识点．整卷电线的电阻R ＝U I＝1.25 Ω，由电阻定律得R ＝ρL S ，S ＝14πD 2，联立解得铜的电阻率ρ＝2.5×10－8 Ω·m，选项B 正确．答案：B练3 解析：根据R ＝ρL S 、I ＝U R 和I ＝nSqv 得v ＝U nρqL ，即v ∝1L，所以v 1∶v 2∶v 3＝1∶2∶3，D 正确．答案：D例4 解析：串联电路中电流处处相等，电压与电阻成正比，阻值大的电阻分压大，可调节范围大，因此R 1作粗调，选项A 错误，B 正确；并联时两可变电阻两端的电压相等，通过的电流与电阻成反比，阻值小，通过的电流大，可调节范围大，因此R 2作粗调，故选项C 错误，D 正确．答案：BD例5 解析：电流表和电阻R 1并联，R 1的阻值为电流表内阻的12，则由并联电路特点可知，通过电流表的电流I A 是通过R 1的电流的12，则I A ＝13I 总，其中I 总为干路电流，所以可以用电流表上表示0.02 A 的一个小格表示总电流0.06 A ，选项C 正确．答案：C练4 解析：根据I＝U知L1和L2的额定电流分别为I1＝2 A、I2＝0.5 A，电路中最R大电流为I m＝0.5 A；串联后的总电阻为R＝R1＋R2＝13.5 Ω，根据欧姆定律可知P、Q 间允许加的最大电压为U m＝I m R＝6.75 V.答案：B练5 答案：ABC练6 解析：(2)接a时改装成量程为1 mA的电流表，有I g R g＝(I－I g)R1解得R1＝100 Ω接b时改装成量程为3 V的电压表，有U＝I g R g＋IR2解得R2＝2 910 Ω.答案：(1)如下图所示(2)100 2 910例6 解析：额定电压相同而额定功率不相同的电灯，它们的电阻是不相同的，由P＝U2/R可知，功率大的电灯的电阻比功率小的电灯的电阻小，也就是说60 W灯泡的电阻比25 W灯泡的电阻小，对于A，两灯并联后与一个滑动变阻器串联，若是滑动变阻器的分压与两灯并联后的电压相等，两灯能正常工作，整个电路消耗的电功率为P ＝2(P1＋P2)＝2×(25＋60)W＝170 W，有用电功率为85 W；对于B，若是滑动变阻器与25 W灯并联后的总电阻与60 W灯的电阻相等，两灯均能正常发光，此时电路中消耗的总电功率为P＝2P2＝2×60 W＝120 W，有用电功率为85 W；对于C，因60 W灯的电阻比25 W灯的电阻小，据串联电路的分压原理和此时灯(110 V，25 W)电压将大于110 V 而被烧毁．所以C的电路不可能使两灯正常工作；在D中，当两个滑动变阻器与其串联的灯泡电阻分别相等时，两灯均能正常发光，电路消耗的总功率为170 W，有用电功率为85 W，综上所述，只有B选项符合题意．答案：B例7 解析：两电阻的额定电流不同，R2允许通过的最大电流为0.5 A，为保证电路安全，当两电阻串联时，允许通过的最大电流为0.5 A，此电路允许消耗的最大功率P ＝I2(R1＋R2)＝1.5 W，故选项A正确．答案：A例8 解析：(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R＝U－U V＝(160－110) V＝50 V，流过电阻R的电流I R＝U RR ＝5010A＝5 A，即通过电动机的电流I M＝I R＝5 A.(2)电动机的分压U M＝U V＝110 V，输入电动机的功率P电＝I M U M＝550 W.(3)电动机的发热功率P热＝IM2r＝20 W，电动机输出的机械功率P出＝P电－P热＝530 W，又因P出＝mgv，所以m＝P出gv＝53 kg.答案：(1)5 A (2)550 W (3)53 kg考法拓展1 解析：转子突然被卡死，电路变为纯电阻电路，根据欧姆定律I＝UR+rU V＝Ir可得：U V＝11.9 V答案：11.9 V考法拓展2 解析：重物匀速运动时，mg＝F，P＝Fv又根据动能定理Pt－mgh＝12mv22022届高考物理一轮复习 第8单元 恒定电流 1 电路的基本概念和规律学案 新人教版- 21 - / 21- 21 - 可得：h ＝14.95 m答案：14.95 m练7 解析：无人机从静止到悬停的过程先加速上升后减速上升最终速度减为零，即无人机经历先超重再失重的过程，故空气对无人机的作用力并非始终大于或等于无人机的重力，A 项错；直流电源对无人机供电的额定电流I ＝P U ＝5 kW 400 V＝12.5 A ，B 项对；无人机上升过程克服重力做的功W ＝mgh ＝2×104 J ，克服重力做功的功率P ′＝100 W ，同时无人机上升过程还需克服空气阻力做功，故C 项错；无人机上升过程及悬停过程均会使空气动能增加，即对空气做功，D 项对．答案：BD练8 解析：由P ＝UI 可知，额定电流I ＝P U ＝18030＝6 A ，电源内阻r ＝E −U I ＝36−306Ω＝1 Ω，故A 错误；电动自行车的热功率P 热＝(1－80%)P ＝36 W ，则由P 热＝I 2r ′可得，r ′＝3662 Ω＝1 Ω，故B 错误；根据电池容量Q ＝12 A·h，电流为6 A ，则可得t ＝Q I ＝126 h ＝2 h ，故C 错误；电动自行车匀速行驶时F ＝F f ，则由80%P ＝F f v ，解得v ＝0.5 m/s ，则电动自行车保持额定功率匀速行驶的最远距离是x ＝vt ＝0.5×7 200 m＝3 600 m ，选项D 正确．答案：D。
2021年高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲电路的基本规律和应用学案
2021年高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲电路的基本规律和应用学案微知识1 电路的连接1．串、并联电路的特点2.几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(3)某电路中不管电阻如何样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
微知识2 闭合电路欧姆定律1．闭合电路(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：闭合电路的电流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：I＝ER＋r(只适用于纯电阻电路)。
3．路端电压与外电阻的关系4．路端电压跟电流的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图象表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源内阻。
一、思维辨析(判定正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
(√)2．不管是串联电路依旧并联电路，只要其中某一个电阻的阻值变大，总电阻就变大。
(√) 3．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大，电源输出功率越大。
(×)4．电源的输出功率越大，电源的效率越高。
(×)5．含电容器的直流电路稳固时，电容器所在的电路为断路状态。
(√)二、对点微练1．(电动势)下列关于电源电动势的说法正确的是( )A．在某电池的电路中，每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么那个电池的电动势是0.5 VB ．电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C ．不管内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D ．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多解析 依照电动势定义，由E ＝W q得E ＝2 V ，选项A 错误；电源的电动势与外电路无关，只由电源自身的性质决定，选项B 错误，选项C 正确；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积，选项D 错误。
2020高考物理一轮总复习第八章恒定电流基础课2电路的基本规律及应用课件新人教版
解析：选 A 电源的效率 η＝PP外总×100%＝I2RI外2R＋外R内×100%＝I21＋I2 R内×100%， R外
可知等效内阻确定时，外电阻越大，电源的效率越高，故选项 A 正确；据题意，开 关 K 断开与闭合时，ab 段电路消耗的电功率相等，开关 K 闭合时 R2 被短路，则有 R1＋R2E＋R3＋r2(R1＋R2)＝R1＋ER3＋r2R1，将 R1＝3 Ω、R2＝6 Ω 代入，方程不成立， 故选项 B 错误；开关 K 断开时外电路总电阻大于开关 K 闭合时外电路总电阻，则开 关 K 断开时电路中电流较小，电源与 R3 分压较小，电压表的示数较大，故选项 C 错 误；根据闭合电路欧姆定律得 U＝E－I(R3＋r)，则电压表的示数变化量大小与电流 表的示数变化量大小之比为ΔΔUI ＝R3＋r＝6 Ω，故选项 D 错误．
B．L2 变亮 D．L1、L2、L3 均变亮
[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，由闭合电路的欧姆定律 I＝R外E＋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．
电源的效率
任意电路：η＝PP出总×100%＝UE×100% 纯电阻电路：η＝R＋R r×100%
2.纯电阻电路中电源的输出功率 P 出与外电阻 R 的关系 (1)表达式：P 出＝I2R＝RE＋2Rr2＝R－REr22＋4r (2)关系图象 ①如图所示图象可知：随着外电阻的增大，输出功率先增大后减小，
高考物理一轮复习第八章第2讲电路电路的基本规律课件高三全册物理课件
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【解析】 本题考查电表的改装．将量程为 100 μA 的微安
表头改装成量程为 1 mA 的直流电流表，应并联一个分流电阻，
分流电阻的阻值为II－gRIgg＝100 Ω，选用 R1；再串联一分压电阻可
改装成量程为
3
V
的
电
压
表
，
分
压
电
阻
的
阻
值
为
U－IgRg I
＝
3－900×10－4 10－3
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(2018·北京卷)如图 1 所示，用电动势为 E、内阻为 r 的电源，向滑动变阻器 R 供电．改变变阻器 R 的阻值，路端电 压 U 与电流 I 均随之变化．
(1)以 U 为纵坐标，I 为横坐标，在图 2 中画出变阻器阻值 R 变化过程中 U-I 图象的示意图，并说明 U-I 图象与两坐标轴交点 的物理意义．
(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．
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(多选)如图，电路中定值电阻阻值 R 大于电源内阻阻值 r. 将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表 V1、V2、V3 示数变化量的 绝对值分别为 ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表 A 示数变化量的绝对值为
恒定电流
第八章
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讲 电路 电路 的基本规律 第2
(diànlù)
(diànlù)
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2019版高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 8.2 电路 电路的基本规律
K12教育课件
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2. 如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为 电压表与电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则 ( ) 导学号04450174 A.V的读数变大,A的读数变小 B.V的读数变大,A的读数变大 C.V的读数变小,A的读数变小 D.V的读数变小,A的读数变大
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U 【解析】解法一 PR= ,根据闭合电2路欧姆定律,路
端电压U=E·
R
所以PR= 代入数据整理得PR=
R,0R , R0 R
ER 0 R
，
r R0R rR0 rR R0R
R0 R
E 2 R 02 R
（rR0 rR R0R）216
4 9R 12
R
当外电阻等于内阻时,电源输出功率最大
当外电阻等于内阻时,电源输出功率最大,而外
电阻越大效率越高
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考点1 电路的动态分析 【典题探究】
【典例1】(2018·西安模拟)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均 为定值电阻,R2为
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滑动变阻器。当R2的滑片在a端时合上开关S,此时三个 电表 、 和 的示数分别为I1、I2和U。现将R2的 滑片向b端移动,则三个电表示数的变化情况是 ( )
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【解析】由电功率公式P出=
R外= ( E ）2
R r 当R外=r时,P出最大,即R=r-R0=0.5 Ω 时,P出max= 外
=9 W。
答案:9 W
E2 62 W 4r 41
E2
，
（R外 r）2 4r
R外
高考一轮物理(通用版)课件 第八章 恒定电流 第2节 电路 电路的基本规律
电路的动态分析
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 823 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 823
2．分析思路 (1)程序法
(2)“串反并同”结论法： ①所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电 流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大． ②所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电 流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小． U串↓ U并↑ 即： I串↓ ←R↑→I并↑ P ↑ P 串↓ 并
理 知 识 课 时 提 能 练
第 2 节 电路 电路的基本规律
析 考 点
知识点 1 电路的串联、并联 1．特点对比 串联 电流 电压 电阻 功率分配 I＝ I1＝I2＝…＝In 并联 I＝ I1＋I2＋…＋In 1 1 1 1 R＝R1＋R2＋…＋Rn P1R1＝P2R2＝…＝PnRn
U＝ U1＋U2＋…＋Un U＝ U1＝R1＝R2＝…＝Rn
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 ，电路中任意一个电阻值变 大或变小时，串联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，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 ．
知识点 2 电源的电动势和内阻 1．电动势 (1)定义：电动势在数值上等于非静电力把 1 C 的 正电荷在电源内从 负极 移 送到 正极所做的功． W (2)表达式：E＝ . q (3)物理意义：反映电源把
高考物理一轮复习第八章恒定电流第2讲电路电路的基本规律学案(2021年整理)
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第2讲电路电路的基本规律板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】电阻的串联、并联Ⅰ1.串、并联电路的特点2.电流表、电压表的改装(1)小量程电流表（表头）①工作原理：主要由磁场和放入其中可转动的线圈组成。
当线圈中有电流通过时，线圈在安培力作用下带动指针一起偏转，电流越大，指针偏转的角度越大,从表盘上可直接读出电流值。
②三个参数:满偏电流I g，表头内阻R g,满偏电压U g，它们的关系：U g＝I g R g。
(2)电压表、电流表的改装电流表、电压表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。
它们的改装原理见下表：【知识点2】电源的电动势和内阻Ⅰ1。
电动势（1）定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式：E＝W q 。
（3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量。
(4)特点：大小由非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。
2.内阻：电源内部也是由导体组成，也有电阻，叫做电源的内阻，常用r表示，它是电源的另一重要参数。
【知识点3】闭合电路的欧姆定律Ⅱ1。
闭合电路欧姆定律(1）内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
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第2讲电路的基本规律和应用微知识1 电路的连接1．串、并联电路的特点2.几个有用的结论(1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路电阻，任意一个电阻变大时，总电阻变大。
(3)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
微知识2 闭合电路欧姆定律1．闭合电路(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：闭合电路的电流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：I＝ER＋r(只适用于纯电阻电路)。
3．路端电压与外电阻的关系4．路端电压跟电流的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)用图象表示如图所示，其中纵轴截距为电动势，横轴截距为短路电流，斜率的绝对值为电源内阻。
一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)1．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量。
(√)2．无论是串联电路还是并联电路，只要其中某一个电阻的阻值变大，总电阻就变大。
(√)3．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大，电源输出功率越大。
(×)4．电源的输出功率越大，电源的效率越高。
(×)5．含电容器的直流电路稳定时，电容器所在的电路为断路状态。
(√)二、对点微练1．(电动势)下列关于电源电动势的说法正确的是( )A ．在某电池的电路中，每通过2 C 的电荷量，电池提供的电能是4 J ，那么这个电池的电动势是0.5 VB ．电源的路端电压增大时，其电源提供的电能一定也增大C ．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D ．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多解析 根据电动势定义，由E ＝W q 得E ＝2 V ，选项A 错误；电源的电动势与外电路无关，只由电源自身的性质决定，选项B 错误，选项C 正确；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积，选项D 错误。
答案 C2．(串、并联电路)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∶1解析 由并联特点可知R 1R 2＝I 2I 1＝21，又由串联电路特点可得U 1U 2＝R 1R 2＝21，故B 项正确。
答案 B3．(闭合电路欧姆定律)一电池外电路断开时的路端电压为3 V ，接上8 Ω的负载后路端电压降为2.4 V ，则可以判定电池的电动势E 和内阻r 为( )A ．E ＝2.4 V ，r ＝1 ΩB ．E ＝3 V ，r ＝2 ΩC ．E ＝2.4 V ，r ＝2 ΩD ．E ＝3 V ，r ＝1 Ω解析 外电路断开时的路端电压即为电源的电动势E ＝3 V ，又由闭合电路欧姆定律E ＝U 外＋Ir ，故3＝2.4＋2.48r ，则r ＝2 Ω，选项B 正确。
答案 B4．(电源的功率和效率)(多选)在如图所示的电路中，当滑动变阻器R 的滑片P 向下移动时，以下判断正确的是 ( )A ．电源内部发热功率变小B ．小电灯L 变亮C ．电流表的示数变小D ．电源的效率提高解析 由题图可知，当滑动变阻器R 的滑片P 向下移动时，意味着外电路的电阻增大，由闭合电路的欧姆定律I ＝ER ＋r 知，干路电流I 减小，由P ＝I 2r 知，电源内部发热功率变小，故A 项正确；由U ＝E －Ir 知，路端电压变大，电流表的示数增大，故C 项错；由I ＝I A ＋I 灯，小电灯L 通过的电流变小，小电灯变暗，故B 项错；电动势不变，路端电压变大，电源的效率提高，故D 项正确。
答案 AD见学生用书P120微考点 1 电路的动态分析核|心|微|讲电路动态分析的三种常用方法1．程序法2．“串反并同”结论法(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小。
3．极限法因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论。
典|例|微|探【例1】如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r。
开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光。
现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是( )A．电灯L1、L2均变亮B．电灯L1变亮，L2变暗C．电流表的示数变小 D．电源的总功率变小【解题导思】(1)滑片向上移动，电阻R的阻值如何变化？答：减小。
(2)电路是怎样连接的？(串、并联关系)答：变阻器R与灯泡L2并联，再与L1串联。
解析将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，电流表的示数变大，电灯L1变亮，L2变暗，电源的总功率变大，B项正确，A、C、D项错误。
答案 B题|组|微|练1.(多选)如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，R T为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G为灵敏电流计。
闭合开关S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是( )A．L变亮B．R T两端电压变大C．C所带的电荷量保持不变D．G中电流方向由a到b解析环境温度明显升高时，R T的阻值减小，电路电流增大，灯泡L变亮，所以A项正确；R T的阻值减小，根据串联电路的分压规律，R T的电压减小，所以B项错误；外电路的电阻减小，故路端电压减小，电容器的电压减小，电量减少，所以C项错误；电容器的电量减少，发生放电现象，故G中电流方向由a到b，所以D项正确。
答案AD2．(多选)某兴趣小组设计了一个火灾报警装置，其电路如图所示，R1、R3为定值电阻，热敏电阻R2为金属铂制成的热电阻，通过电压表示数和灯泡亮度变化可监控R2所在处的火情。
若R2所在处出现火情，则( )A．电压表示数变大，灯泡变暗B．电压表示数变小，灯泡变亮C．R3的阻值较小时，电压表示数变化明显D．R3的阻值较大时，电压表示数变化明显解析热敏电阻R2为金属铂制成的热电阻，若R2所在处出现火情，则R2的阻值增大，总电阻增大，干路电流减小，所以灯泡变暗，R1及电源内电压减小，根据闭合电路的欧姆定律知，电压表示数增大，所以A项正确，B项错误；当R3的阻值较小时，并联电路的总电阻最接近小电阻，故当R2的阻值增大时，总电阻变化不明显，所以电压表示数变化不明显，同理，R3的阻值较大时，电压表示数变化明显，所以C项错误，D项正确。
答案AD微考点 2 闭合电路的功率和效率问题核|心|微|讲1．电源的输出功率P出＝I2R＝E2r＋R2·R＝E2RR－r2＋4Rr＝E2R－r2R＋4r如图所示。
(1)当R＝r时，有最大输出功率P max＝E2 4r 。
(2)当P出＜P max时，每个输出功率值对应两个可能的外电阻R1和R2，且r ＝R1R 2。
(3)由图象还可以看出：当R＜r时，若R增大，则P出增大；当R＞r时，若R增大，则P 出减小。
应注意：对于内外电路上的固定电阻，其消耗的功率取决于电路中电流的大小。
2．电源的效率η＝I2RI2R＋r×100%＝RR＋r×100%＝11＋rR×100%对于给定的电源，内阻一定，效率随外电阻的增大而单调增加。
当R＝r时，η＝50%；当R →0时，η→0；当R→∞时，η→100%。
特别提醒(1)当外电阻变化时，外电阻越向靠近内阻方向变化，电源输出功率越大。
(2)判断可变电阻的功率，运用等效的方法，只要把其余的定值电阻看成电源的内电阻处理即可。
典|例|微|探【例2】如图所示，电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值R＝10 Ω。
(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大功率为多少？(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大功率为多少？【解题导思】(1)能否用等效思想将R0看成电源的内阻，分析变阻器消耗的最大功率？答：可以，这样可使问题简化。
(2)当R＝R0＋r时，定值电阻R消耗的功率最大，你认为对吗？为什么？答：不对，通过定值电阻的电流越大，其消耗的功率越大。
解析(1)此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功率，也就是电源的输出功率，即当R＝r＋R0＝2 Ω时，R消耗功率最大为P m＝E24r＋R0＝324×2W＝98W。
(2)定值电阻R0上消耗的功率可以表达为P＝I2R0，因为R0不变，当电流最大时功率最大，此时应使电路中电阻最小，即当R＝0时R0上消耗的功率最大：P m′＝E2R0＋r2R0＝321.5＋0.52×1.5 W＝278W答案(1)2 Ω98W (2)0278W题|组|微|练3.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r。
闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是( )A．电流表的读数一直减小B．灯泡L变亮C．电源输出功率先增大后减小D．电压表的读数先增大后减小解析滑动变阻器的右半部分与电流表A串联，再与左半部分并联，并联部分与灯泡串联后再与电压表并联，电压表测路端电压。
滑片P向左滑动，当两支路电阻相等时R A＋R a＝R b时，并联路段电阻最大，因此并联路段的电阻先增大后减小，外电路总电阻先增大后减小，由串联分压可知路端电压先增大后减小，选项D正确；电流表刚开始测干路电流，随着P由a向b移动，电流表示数逐渐变小，P滑到b端，电阻R和电流表被短路，电流表示数为零，A项正确；外电路电阻增大时，流过灯泡的电流减小，灯泡分压减小，灯泡变暗，选项B错误；外电路电阻越接近电源内阻，电源输出功率越大，由于灯泡电阻大于电源内阻，因此外电路电阻总大于电源内阻，外电阻先增大后减小，所以电源的输出功率先减小后增大，选项C错误。
答案AD4.如图所示的电路中，闭合电键后元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大。
下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法正确的是( )A．L1灯丝突然短路B．L2灯丝突然烧断C．电源的输出功率一定变小D．电容器C上电荷量减小解析当L1灯丝突然短路时，电路的外电阻减小，根据I＝ER外＋r得，电流表读数增大，A 项错；当L2灯丝突然烧断时，电路的外电阻增大，电流表读数变小，由U＝E－Ir得电压表读数增大，B项对；电源的输出功率大小由电路的外电阻与内电阻的关系决定，所以C项错；当L2灯丝突然烧断时，电容器两端的电压增大，所以电容器会充电，D项错。