(共21张PPT)
单元复习课
01
02
思维脉图构建
核心考点突破
01
思维脉图构建
【答案速填】
①W=qU=UIt
②P=UI
③Q=I2Rt
④纯电阻电路
⑤可再生能源
⑥E=
⑦I=
⑧E=U+Ir
02
核心考点突破
一、纯电阻电路与非纯电阻电路
【典例1】(2025·威海高二检测)小明同学玩一个会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。玩具汽车的简电路如图所示,电源电动势E=10 V,内阻r=2 Ω,车轮电动机的额定电压UM=6 V,灯泡电阻为R=6 Ω,线圈电阻RM=1 Ω。求:
(1)玩具汽车正常工作时,流过电动机的电流;
(2)玩具汽车被卡住后,流过电动机的电流。
【解析】(1)玩具汽车正常工作时,电路的总电流I= A=2 A
流过电动机的电流IM=I-=2 A- A=1 A
(2)玩具汽车被卡住后,电动机变为纯电阻,则总电阻R总=r+ Ω
总电流I'==3.5 A
流过电动机的电流I'M=I'=3 A
答案:(1)1 A (2)3 A
[法技巧]纯电阻电路与非纯电阻电路问题的求解思路
(1)当电动机不转动时,消耗的电能部转为内能,此时是一个纯电阻元件。当电动机转动时,消耗的电能转为机械能和内能,此时是非纯电阻元件。
(2)求解非纯电阻电路问题时,注意区分电功率和热功率,弄清电功率、热功率、其他功率的关系。
【对点训练】
炎热的夏天,小刘同学利用一电动势为6 V,内阻为1 Ω的电池,给一个小电风扇供电来扇风纳凉。电风扇线圈的电阻为1 Ω,额定电压为5 V,电风扇恰好能正常工作,电路如图所示。求:
(1)电路的电流;
(2)电风扇热功率和工作2分钟产生的热能;
(3)电风扇的机械功率和额定功率。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,
解得电路的电流为I= A=1 A;
(2)电风扇的热功率为P热=I2R=12×1 W=1 W,
工作2分钟产生的热能为Q=I2Rt=12×1×120 J=120 J;
(3)电风扇的额定功率为P额=UI=5×1 W=5 W,
电风扇的机械功率为P机=P额-P热=5 W-1 W=4 W。
答案:(1)1 A (2)1 W 120 J (3)4 W 5 W
二、闭合电路的欧姆定律的应用
【典例2】如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V 和0.4 A;当S断开时,它们的示数分别改变了0.1 V和0.1 A,求电源的电动势。
【解析】当S闭合时,R1、R2并联接入电路,U1=1.6 V,I1=0.4 A,
由闭合电路欧姆定律得:U1=E-I1r
当S断开时,只有R1接入电路,总电阻变大,总电流变小,故路端电压增大0.1 V,总电流减小0.1 A,U2=1.7 V,I2=0.3 A,由闭合电路欧姆定律得:U2=E-I2r
联立解得:E=2 V,r=1 Ω
答案:2 V
[法技巧]闭合电路的欧姆定律的应用技巧
(1)分析电路特点:认清各元件之间的串、并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压,电流表测量哪个用电器的电流。
(2)求干路中的电流:若各电阻阻值和电动势都已知,可用闭合电路的欧姆定律直接求出,也可以利用各支路的电流之和来求。
(3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时,应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。
【对点训练】
(2025·济南高二检测)如图所示,定值电阻R0的阻值为2 Ω,滑动变阻器R1的总阻值为6 Ω,把滑动变阻器的滑片P从左端向右端移动以改变电流传感器的示数,电源内阻不计。现闭合开关S,当滑片P在距左端位置时,电流传感器的示数为0.42 A,则当滑片P在距左端位置时,电流传感器的示数为( )
A.0.21 A B.0.50 A
C.0.56 A D.0.84 A
√
【解析】选B。由题意知电源电动势为E,内阻不计,设滑动变阻器滑片左边部分电阻为R2,右边部分电阻为R3,由题意知滑片P在距左端位置时,R2=2 Ω, R3=4 Ω,由于电流传感器的示数为0.42 A,由闭合电路欧姆定律得E=0.42 A× (R3+),则当滑片P在距左端位置时,R'2=3 Ω, R'3=3 Ω,设此时电流传感器的示数为I,由闭合电路欧姆定律得E=I×(R'3+),联立解得I=0.50 A, B正确,A、C、D错误。
三、闭合电路的动态分析法
【典例3】(2025·济宁高二检测)某城市新装了一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制,电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简原理图如图所示,电源电动势为E,内阻为r,RG为光敏电阻(光照强度增加时,其阻值减小)。当随着傍晚到来,光照逐渐减弱时,下列判断正确的是( )
A.A灯变亮,B灯变亮
B.A灯变亮,B灯变暗
C.电源的效率变小
D.RG上电流的变量等于R0上电流的变量
√
【解析】选A。光照逐渐减弱时,光敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压增大。外电压增大,A灯变亮;支路R0上的电流减小,R0两端电压减小,又因为外电压增大,所以B灯两端电压增大,所以B灯变亮,A正确,B错误;因为外电阻变大,根据η=可知,电源的效率变大,C错误;对于支路R0,有ΔI0=ΔIB+ΔIG,其中ΔI0<0、ΔIB>0,所以|ΔI0|<|ΔIG|,D错误。
[法技巧]闭合电路的动态分析法
(1)序法:分清电路结构→局部电阻变→总电阻变→总电流变→路端电压变→各部分电压、电流变(一般先分析电阻不变的支路)。
(2)运用结论“串反并同”时,电源内阻不可忽。
四、闭合电路的功率计算
【典例4】如图所示,已知电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=0.5 Ω。
(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求这个最大值。
(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率PR最大,并求这个最大值。
(3)求电源的最大输出功率。
(4)若电阻箱R的最大值为3 Ω,R0=5 Ω,当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R的功率最大,并求这个最大值。
【解析】(1)保护电阻消耗的电功率为P0=,因R0和r是常量,而R是变量,故R最小时,P0最大,即R=0时,P0max= W=8 W。
(2)把保护电阻R0与电源内阻r算在一起,当R=R0+r,即R=0.5 Ω+1 Ω=1.5 Ω时,电阻箱R消耗的功率最大,PRmax= W=6 W。
(3)P出=()2R外=,当R外=r时,P出最大,即R=r-R0=0.5 Ω时,P出max=
W=9 W。
(4)把R0=5 Ω当作电源内阻的一部分,则等效电源内阻r等为6 Ω,而电阻箱R的最大
值为3 Ω,小于6 Ω,由P=()2R=,可知当电阻箱R的电阻取3 Ω
时,R消耗的功率最大,最大值为P=()2R= W。
答案:(1)0 8 W (2)1.5 Ω 6 W (3)9 W (4)3 Ω W
[法技巧]电源的输出功率的求解法
当外电路为纯电阻电路时讨论如下:
(1)电源的输出功率P出=I2R=R=
由此可知当R=r时,电源有最大输出功率P出max=。
(2)P出与外电阻R的函数关系图像
由图像分析可得:当R当R=r时,P出=为最大值;当R>r时,R越大,P出越小。单元复习课
思维脉图构建
【答案速填】
①W=qU=UIt ②P=UI ③Q=I2Rt ④纯电阻电路
⑤可再生能源 ⑥E= ⑦I= ⑧E=U+Ir
核心考点突破
一、纯电阻电路与非纯电阻电路
【典例1】(2025·威海高二检测)小明同学玩一个会发光的电动玩具汽车时,发现了一个现象:启动电源,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。玩具汽车的简电路如图所示,电源电动势E=10 V,内阻r=2 Ω,车轮电动机的额定电压UM=6 V,灯泡电阻为R=6 Ω,线圈电阻RM=1 Ω。求:
(1)玩具汽车正常工作时,流过电动机的电流;
(2)玩具汽车被卡住后,流过电动机的电流。
【解析】(1)玩具汽车正常工作时,电路的总电流I= A=2 A
流过电动机的电流IM=I-=2 A- A=1 A
(2)玩具汽车被卡住后,电动机变为纯电阻,则总电阻R总=r+ Ω
总电流I'==3.5 A
流过电动机的电流I'M=I'=3 A
答案:(1)1 A (2)3 A
[法技巧]纯电阻电路与非纯电阻电路问题的求解思路
(1)当电动机不转动时,消耗的电能部转为内能,此时是一个纯电阻元件。当电动机转动时,消耗的电能转为机械能和内能,此时是非纯电阻元件。
(2)求解非纯电阻电路问题时,注意区分电功率和热功率,弄清电功率、热功率、其他功率的关系。
【对点训练】
炎热的夏天,小刘同学利用一电动势为6 V,内阻为1 Ω的电池,给一个小电风扇供电来扇风纳凉。电风扇线圈的电阻为1 Ω,额定电压为5 V,电风扇恰好能正常工作,电路如图所示。求:
(1)电路的电流;
(2)电风扇热功率和工作2分钟产生的热能;
(3)电风扇的机械功率和额定功率。
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可得E=U+Ir,
解得电路的电流为I= A=1 A;
(2)电风扇的热功率为P热=I2R=12×1 W=1 W,
工作2分钟产生的热能为Q=I2Rt=12×1×120 J=120 J;
(3)电风扇的额定功率为P额=UI=5×1 W=5 W,
电风扇的机械功率为P机=P额-P热=5 W-1 W=4 W。
答案:(1)1 A (2)1 W 120 J (3)4 W 5 W
二、闭合电路的欧姆定律的应用
【典例2】如图所示的电路中,当S闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V 和0.4 A;当S断开时,它们的示数分别改变了0.1 V和0.1 A,求电源的电动势。
【解析】当S闭合时,R1、R2并联接入电路,U1=1.6 V,I1=0.4 A,
由闭合电路欧姆定律得:U1=E-I1r
当S断开时,只有R1接入电路,总电阻变大,总电流变小,故路端电压增大0.1 V,总电流减小0.1 A,U2=1.7 V,I2=0.3 A,由闭合电路欧姆定律得:U2=E-I2r
联立解得:E=2 V,r=1 Ω
答案:2 V
[法技巧]闭合电路的欧姆定律的应用技巧
(1)分析电路特点:认清各元件之间的串、并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压,电流表测量哪个用电器的电流。
(2)求干路中的电流:若各电阻阻值和电动势都已知,可用闭合电路的欧姆定律直接求出,也可以利用各支路的电流之和来求。
(3)应用闭合电路的欧姆定律解决问题时,应根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。
【对点训练】
(2025·济南高二检测)如图所示,定值电阻R0的阻值为2 Ω,滑动变阻器R1的总阻值为6 Ω,把滑动变阻器的滑片P从左端向右端移动以改变电流传感器的示数,电源内阻不计。现闭合开关S,当滑片P在距左端位置时,电流传感器的示数为0.42 A,则当滑片P在距左端位置时,电流传感器的示数为 ( )
A.0.21 A B.0.50 A C.0.56 A D.0.84 A
【解析】选B。由题意知电源电动势为E,内阻不计,设滑动变阻器滑片左边部分电阻为R2,右边部分电阻为R3,由题意知滑片P在距左端位置时,R2=2 Ω,R3=4 Ω,由于电流传感器的示数为0.42 A,由闭合电路欧姆定律得E=0.42 A×(R3+),则当滑片P在距左端位置时,R'2=3 Ω, R'3=3 Ω,设此时电流传感器的示数为I,由闭合电路欧姆定律得E=I×(R'3+),联立解得I=
0.50 A,B正确,A、C、D错误。
三、闭合电路的动态分析法
【典例3】(2025·济宁高二检测)某城市新装了一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制,电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简原理图如图所示,电源电动势为E,内阻为r,RG为光敏电阻(光照强度增加时,其阻值减小)。当随着傍晚到来,光照逐渐减弱时,下列判断正确的是 ( )
A.A灯变亮,B灯变亮 B.A灯变亮,B灯变暗
C.电源的效率变小 D.RG上电流的变量等于R0上电流的变量
【解析】选A。光照逐渐减弱时,光敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压增大。外电压增大,A灯变亮;支路R0上的电流减小,R0两端电压减小,又因为外电压增大,所以B灯两端电压增大,所以B灯变亮,A正确,B错误;因为外电阻变大,根据η=可知,电源的效率变大,C错误;对于支路R0,有ΔI0=ΔIB+ΔIG,其中ΔI0<0、ΔIB>0,所以|ΔI0|<|ΔIG|,D错误。
[法技巧]闭合电路的动态分析法
(1)序法:分清电路结构→局部电阻变→总电阻变→总电流变→路端电压变→各部分电压、电流变(一般先分析电阻不变的支路)。
(2)运用结论“串反并同”时,电源内阻不可忽。
四、闭合电路的功率计算
【典例4】如图所示,已知电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=0.5 Ω。
(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求这个最大值。
(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率PR最大,并求这个最大值。
(3)求电源的最大输出功率。
(4)若电阻箱R的最大值为3 Ω,R0=5 Ω,当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R的功率最大,并求这个最大值。
【解析】(1)保护电阻消耗的电功率为P0=,因R0和r是常量,而R是变量,故R最小时,P0最大,即R=0时,P0max= W=8 W。
(2)把保护电阻R0与电源内阻r算在一起,当R=R0+r,即R=0.5 Ω+1 Ω=1.5 Ω时,电阻箱R消耗的功率最大,PRmax= W=6 W。
(3)P出=()2R外=,当R外=r时,P出最大,即R=r-R0=0.5 Ω时,P出max= W=9 W。
(4)把R0=5 Ω当作电源内阻的一部分,则等效电源内阻r等为6 Ω,而电阻箱R的最大值为3 Ω,小于6 Ω,由P=()2R=,可知当电阻箱R的电阻取3 Ω时,R消耗的功率最大,最大值为P=()2R= W。
答案:(1)0 8 W (2)1.5 Ω 6 W (3)9 W (4)3 Ω W
[法技巧]电源的输出功率的求解法
当外电路为纯电阻电路时讨论如下:
(1)电源的输出功率P出=I2R=R=
由此可知当R=r时,电源有最大输出功率P出max=。
(2)P出与外电阻R的函数关系图像
由图像分析可得:当Rr时,R越大,P出越小。
