高考物理一轮复习 第9章 恒定电流 微专题46 闭合电路欧姆定律的理解与应用

闭合电路欧姆定律的理解与应用[方法点拨] (1)可从闭合电路电势升高、降低角度理解闭合电路欧姆定律．(2)较复杂电路可由各节点电势的高低判定各支路中电流方向，判断电路串并联结构．1．(电路动态分析)如图1所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是( )图1A．电流表的示数变大B．R3两端的电压减小C．R2的功率增大D．R1的电流增大2．(含容电路)(多选)在如图2所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )图2A．灯泡L变暗，电容器C上电荷量减小B．电源的总功率变小，效率增大C．电阻R的电压增加量等于灯泡电压的减小量D．电流表读数变小，电压表读数变大3．(电路中的功率问题)如图3所示的电路中，S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为10 A，S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为70 A，电源的电动势为13 V，内阻为0.1 Ω.若电流表的内阻不计，且灯丝电阻不变，则S1、S2均闭合时，灯L的功率为( )图3A．30 W B．60 WC．90 W D．120 W4．(U－I图象)(多选)用如图4甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U－I图象，由图可知( )图4A．电池电动势的测量值是1.40 V，短路电流为0.40 AB．电池内阻的测量值是3.50 ΩC．电源的输出功率最大为0.49 WD．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′为0.20 A5．(电源的功率问题)(多选)某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图5中的a、b、c所示．则下列说法正确的是( )图5A．图线b表示输出功率P R随电流I变化的关系B．图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系P A＝P B＋P CD．两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶46．(多选)如图6甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示，则下列说法正确的是( )图6A．图线a是电压表V1的示数与I的关系图线B．图线b的延长线一定过坐标原点OC．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率D．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率7．如图7所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看成是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，下列说法中正确的是( )图7A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C．小灯泡L2变亮，V2表的读数不变D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小8．如图8所示，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )图8A．R3断路B．R2断路C．R2短路D．R1短路9．如图9所示的电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有S2闭合，当S1也闭合后，下列说法正确的是( )图9A．灯泡L1变亮B．灯泡L2变亮C．电容器C的带电荷量将增加D．闭合S1的瞬间流过电流表的电流方向自左向右10．(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力．感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大．压电薄膜与电容器C、电阻R 组成图10甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照．则红灯亮时( )图10A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照答案精析1．A [当滑动变阻器R 1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I 减小，路端电压U 增大，R 3两端的电压等于路端电压，则知R 3两端的电压增大，则通过R 3电流I 3增大，通过R 2电流I 2＝I －I 3，I 减小，I 3增大，则I 2减小，故R 2的功率减小，电压U 2也减小；R 1、R 4并联电压U 并＝U －U 2，U 增大，U 2减小，则知U 并增大，故通过电流表的电流I A 增大，电流表的示数变大．R 1的电流I 1＝I 2－I A ，I 2减小，I A 增大，则I 1减小，故A 正确，B 、C 、D 错误．]2．BD [当滑动变阻器的滑片P 向左移动一段距离后，其接入电路的电阻增大，电路的总电阻R 总增大，总电流I 减小，灯泡的功率P ＝I 2R L ，R L 不变，P 减小，则灯泡变暗，变阻器两端电压增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，则其电荷量增大，A 项错误；I 减小，由P ＝EI 知，电源的总功率变小，电源的效率η＝UI EI ＝U E ，U 增大，则η增大，B 项正确；电阻R 的电压与灯泡电压之和即路端电压，路端电压增大，所以电阻R 的电压增加量大于灯泡电压的减小量，C 项错误；电路中电流减小，则电流表读数变小，电压表读数U ＝E －Ir 变大，D 项正确．]3．A [S 1闭合，S 2断开时，电源内电压U ＝I 1r ＝10×0.1 V＝1 V ，灯L 两端的电压U L ＝13 V －1 V ＝12 V ，灯的功率为P ＝U L I 1＝12×10 W＝120 W ；S 1、S 2均闭合时，电源内电压U r ′＝I 2r ＝70×0.1 V＝7 V ，灯L 两端的电压U L ′＝13 V －7 V ＝6 V ，因灯L 的电阻不变，两端电压为原来的12，由公式P ＝U 2R 知，灯L 的功率应为原来的14，即为30 W ，所以选A.] 4．CD [由图示图象可知，电源U －I 图象与纵轴交点坐标值是1.40 V ，则电源的电动势测量值为1.40 V,0.40 A 是路端电压为1.00 V 时的电流，不是短路电流．A 项错误；电源内阻等于图象斜率的大小，为r ＝ΔU ΔI ＝1.40－1.000.4 Ω＝1 Ω，B 项错误；当电源的电阻与外电路电阻相等时电源的输出功率最大，为P m ＝E 24r ＝1.4024×1W ＝0.49 W ，C 项正确；当电压表示数为1.20 V 时，I ′＝E －U r ＝1.40－1.201 A ＝0.20 A ，D 项正确．] 5．CD [P r ＝I 2r ，电流I 越大，P r 越大，且为非线性关系，所以图线b 表示P r 随电流I 变化的关系，选项A 错误；P E ＝E ·I ，P E 与I 成正比，为图线a ，故图中a 线最高点对应的功率为电源最大总功率，选项B 错误；电源输出功率P R ＝P E －P r ，所以在图线上A 、B 、C 三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，选项C 正确；两个图线交点M 对应R ＝r ，N 对应R ＝0，两个图线交点M 与N 的横坐标之比一定为1∶2，M 点纵坐标P ＝E 24r ，N 点的纵坐标P ＝E 2r ，两个图线交点M 与N 的纵坐标之比一定为1∶4，选项D 正确．]6．BCD [当电路中电流增大时，电压表V 1的示数增大，电源的内电压增大，电压表V 2的读数减小，则根据图象可知，图线a 是电压表V 2的示数与I 的关系图线，故A 错误．由上分析知，图线b 是电压表V 1的示数与I 的关系图线，由于V 1测量的是定值电阻的电压，定值电阻的电压与电流成正比，则图线b 的延长线一定过坐标原点O ，故B 正确．图线a 反映电源的特性，图线b 反映定值电阻的特性，两图线的交点表示定值电阻接在该电源上的工作状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下定值电阻消耗的瞬时功率，也就是电源的瞬时输出功率．]7．D [由题图知：滑动变阻器与灯泡L 1并联，再与灯泡L 2串联．V 1表测量路端电压，V 2表测量灯泡L 2两端的电压．将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L 1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，路端电压减小，V 1表的读数变小．由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的电流增大，灯泡L 2变亮，电压表V 2读数变大．灯泡L 1的电压U 1＝E －I (r ＋R L2)减小，灯泡L 1变暗．故A 、B 、C 错误，D 正确．]8．B [若滑动变阻器R 3断路，外电路总电阻增大，路端电压随之增大，A 、B 变亮，故A 错误．若R 2断路，外电阻增大，路端电压U 增大，干路电流I 减小，R 3电流I 3增大，则通过A 的电流I A ＝I －I 3减小，A 灯变暗，B 灯电压U B ＝U －I A (R A ＋R 1)增大，B 灯变亮，符合题意，故B 正确．若R 2短路，B 灯不亮，不符合题意，故C 错误．若R 1短路，外电阻减小，路端电压U 减小，干路电流I 增大，R 3电流I 3减小，则通过A 的电流I A ＝I －I 3增大，U A 增大，A 灯变亮；不符合题意，故D 错误．]9．A [S 1闭合前，L 1与L 2串联，其电流I ＝E 2R(R 为小灯泡灯丝电阻)，电容器两极板间的电压等于电源电动势，S 1闭合后，L 2与L 3并联再与L 1串联，U L1＝RR ＋R 2E ＝23E ，U L2＝E 3，可得L 1变亮，L 2变暗，A 正确，B 错误；电容器两极板间的电压等于L 1两端电压，即电容器两极板间的电压减小，由Q ＝CU 得电容器所带电荷量减小，C 错误；S 1闭合瞬间电容器放电，通过电流表的电流方向自右向左，D 错．]10．BD [车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R 上没有电流，A 项错误；由乙图可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大减小；因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，B 项正确，C 项错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，D项正确．]。