18高考物理大一轮复习题组层级快练34第八单元恒定电流2闭合电路的欧姆定律
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档：第八章 恒定电流 第2讲 Word版含答案
第2讲闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1．内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小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：(1)I＝ER＋r(只适用于纯电阻电路)．(2)E＝U外＋Ir(适用于所有电路)．3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir.(2)U－I图象如图1所示．图1①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．②当外电路短路即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．二、电路中的功率及效率问题1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝E2 R＋r.2．电源内部消耗的功率P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r .(3)纯电阻电路中输出功率随R 的变化关系 ①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r .②当R >r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R <r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．④当P 出<P m 时，每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2. ⑤P 出与R 的关系如图2所示．图24．电源的效率(1)任意电路：η＝P 出P 总×100%＝UE ×100%.(2)纯电阻电路：η＝R R ＋r×100%＝11＋r R ×100%因此在纯电阻电路中R 越大，η越大．[深度思考] 当R ＝r 时，电源的输出功率最大，则此时电源的效率是不是最大？ 答案 不是解析 由η＝11＋r R×100%可知，当R ＝r 时，η＝50%.故此时效率不是最大．1．判断下列说法是否正确．(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比．( √ ) (2)电动势是电源两极间的电压．( × ) (3)当外电阻增大时，路端电压也增大．( √ ) (4)闭合电路中的短路电流无限大．( × )(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压．( × ) (6)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．( × ) (7)电源的输出功率越大，电源的效率越高．( × )2．(人教版选修3－1P63第3题)许多人造卫星都用太阳电池供电．太阳电池由许多片电池板组成．某电池板不接负载时的电压是600 μV ，短路电流是30 μA.则这块电池板的内阻( )A ．2 ΩB ．20 ΩC ．200 ΩD ．2 000 Ω 答案 B3．(人教版选修3－1P63第4题)电源的电动势为4.5 V 、外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V ，若在外电路中分别并联一个6.0 Ω的电阻和串联一个6.0 Ω的电阻．则两种情况下的路端电压为( ) A ．4.3 V 3.72 V B ．3.73 V 4.3 V C ．3.72 V 4.3 V D ．4.2 V 3.73 V答案 C4．(人教版选修3－1P66第2题)一个量程为0～150 V 的电压表，内阻为20 kΩ，把它与一个大电阻串联后接在110 V 电路的两端，电压表的读数是5 V ．这个外接电阻是( ) A ．240 Ω B ．420 kΩ C ．240 kΩ D ．420 Ω 答案 B命题点一 闭合电路欧姆定律及动态分析 1．电路动态分析的两种方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →变化支路． (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． 2．闭合电路的故障分析 (1)故障特点①断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零． (2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段被短路．②电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程． ③欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路，当测量值很小或为零时，表示该处短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．例1 (多选)如图3所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出，闭合开关S ，下列说法正确的有( )图3A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A 答案 AC解析 外电路的总电阻R ＝20×2020＋20 Ω＝10 Ω，总电流I ＝E R ＋r ＝1 A ，则路端电压U ＝IR ＝10V ，A 对；电源的总功率P 总＝EI ＝12 W ，B 错；a 、b 间电压大小为U ab ＝0.5×15 V －0.5×5 V ＝ 5 V ，C 项对；a 、b 间用导线连接后，外电路的总电阻为R ′＝2×5×155＋15 Ω＝7.5 Ω，电路中的总电流I ′＝ER ′＋r≈1.26 A ，D 项错误．1．如图4所示，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )图4A ．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 答案 B解析 S 断开，相当于外电阻变大，由闭合电路欧姆定律知电路中总电流减小，则路端电压增大，V 的示数变大，R 1的电压减小，故R 3的电压增大，故电流表示数变大，B 正确． 2.如图5所示，虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成．超导部件有一个超导临界电流I C ，当通过限流器的电流I ＞I C 时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R 1＝0)转变为正常态(一个纯电阻，且R 1＝3 Ω)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导临界电流I C ＝1.2 A ，限流电阻R 2＝6 Ω，小灯泡L 上标有“6 V 6 W ”的字样，电源电动势E ＝8 V ，内阻r ＝2 Ω.原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L 正常发光，现灯泡L 突然发生短路，则( )图5A ．灯泡L 短路前通过R 2的电流为47AB ．灯泡L 短路后超导部件将由超导态转化为正常态，通过灯泡的电流为1 AC ．灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 AD ．灯泡L 短路后通过R 2的电流为2 A 答案 C解析 标有“6 V 6 W ”的小灯泡L 电阻R ＝U 2P ＝6 Ω，灯泡L 正常发光时通过灯泡L 的电流I ＝PU ＝1 A ，超导部件处于超导态，其电阻为零，1 A 电流全部通过超导部件，即灯泡L短路前通过R 2的电流为零，A 错误．灯泡L 短路后，电流增大超过超导部件超导临界电流，将由超导态转化为正常态，外电路电阻R ′＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，通过灯泡的电流I ＝ER ′＋r ＝2 A ，B 错误．由并联电路电流分配规律可知，灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 A ，通过R 2的电流为23 A ，C 正确，D 错误．命题点二 电路中的功率及效率问题例2 如图6所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L 的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是( )图6A．电流表、电压表的读数均变小B．电源内阻消耗的功率变大C．液滴将向上运动D．电源的输出功率变大答案 C解析当L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上运动，C正确．由于C两端的电压增大，R2、R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误．因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误．由于电源的内外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误．选C.3. (多选)在如图7所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知()图7A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 ΩB．电阻R的阻值为1 ΩC．电源的输出功率为4 WD．电源的效率为50%答案ABC解析由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V，内阻为r＝EI短＝0.5 Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1 Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2 A，路端电压U＝IR＝2 V(可由题图读出)，电源的输出功率为P＝UI＝4 W，电源的效率为η＝UI EI×100%≈66.7%，故选项A 、B 、C 正确，D 错误．4．(多选)如图8所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是()图8A ．电源的电动势为50 VB ．电源的内阻为253ΩC ．电流为2.5 A 时，外电路的电阻为15 ΩD ．输出功率为120 W 时，输出电压是30 V 答案 ACD解析 电源的路端电压和电流的关系为：U ＝E －Ir ，显然直线①的斜率的绝对值等于r ，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E ＝50 V ，r ＝50－206－0 Ω＝5 Ω，A 正确，B 错误；当电流为I 1＝2.5 A 时，由回路中电流I 1＝Er ＋R 外，解得外电路的电阻R 外＝15 Ω，C 正确；当输出功率为120 W 时，由题图中P －I 关系图线看出对应干路电流为4 A ，再从U －I 图线读取对应的输出电压为30 V ，D 正确. 命题点三 电源和电阻U －I 图象的比较例3 如图9直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡L 1的U －I 图线的一部分，用该电源和小灯泡L 1串联起来组成闭合回路时灯泡L 1恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )图9A ．此电源的内电阻为23ΩB ．灯泡L 1的额定电压为3 V ，额定功率为6 WC ．把灯泡L 1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小D ．由于小灯泡L 1的U －I 图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用 答案 B解析 由图象知，电源的内阻为r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝4－16 Ω＝0.5 Ω，A 错误；因为灯L 1正常发光，故灯L 1的额定电压为3 V ，额定功率为P ＝UI ＝3×2 W ＝6 W ，B 正确；正常工作时，灯L 1的电阻为R 1＝UI ＝1.5 Ω，换成R 2＝1 Ω的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r ，故电源的输出功率将变大，C 错误；小灯泡是纯电阻，适用欧姆定律，其U －I 图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化．5. (多选)如图10所示，a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线．以下说法正确的是( )图10A ．电池组的内阻是1 ΩB ．电阻的阻值为0.33 ΩC ．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4 WD ．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率是4 W 答案 AD解析 a 图线斜率的绝对值的倒数等于电源的内阻，则电池组的内阻是r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝44 Ω＝1 Ω，选项A 正确；b 图线的斜率的倒数等于电阻R ，则R ＝U I ＝31 Ω＝3 Ω，选项B 错误；由a 图线可知，电源的电动势为E ＝4 V ，将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是P ＝(E R ＋r )2R ＝(43＋1)2×3 W ＝3 W ，选项C 错误；改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为P m ＝E 24r ＝424×1W ＝4 W ，选项D 正确；故选A 、D.6. (多选)如图11所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )图11A ．电源1与电源2的内阻之比是11∶7B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2 答案 ABC解析 根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知，电源1与电源2的内阻之比是11∶7，选项A 正确；根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知，电源1与电源2的电动势之比是1∶1，选项B 正确；根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，选项C 正确；根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25，选项D 错误． 命题点四 含电容器电路的分析1．确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压．2．当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压． 3．当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势．例4 (2016·全国Ⅱ卷·17)阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图12所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )图12A.25B.12C.35D.23 答案 C解析 S 断开时等效电路图如图甲所示．甲电容器两端电压为U 1＝E R ＋23R×23R ×12＝15E ；S 闭合时等效电路图如图乙所示．乙电容器两端电压为U 2＝E R ＋12R×12R ＝13E ，由Q ＝CU 得Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选项C 正确．7.在如图13所示的电路中，R 1＝11 Ω，r ＝1 Ω，R 2＝R 3＝6 Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 2，则( )图13A ．Q 1∶Q 2＝1∶3B ．Q 1∶Q 2＝3∶1C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1答案 A解析 当开关S 闭合时，电容器两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E 3，Q 1＝E 3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，选项A 正确．8.如图14所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置．闭合开关S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是()图14A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开开关S答案 B解析 由闭合电路欧姆定律可知：增大R 1的阻值会使总电阻增大，总电流减小，R 1两端电压增大，则电容器两板间电压增大，板间电场强度增大，油滴受电场力增大，油滴将向上运动，选项A 错误；电路稳定时R 2中无电流，R 2阻值变化对电路无任何影响，则选项B 正确；只增大板间距离d ，会使板间电场强度减小，油滴将向下运动，选项C 错误；断开开关S ，电容器放电，油滴将向下运动，选项D 错误.含有非理想电表的电路分析典例1 两个定值电阻R 1、R 2串联接在U 稳定于12 V 的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1的两端，如图15所示，电压表示数为8 V ，如果把它改接在R 2的两端，则电压表的示数将( )图15A ．小于4 VB ．等于4 VC ．大于4 V 而小于8 VD ．等于或大于8 V答案 A解析 当电压表并联在R 1两端时，ab 间的电阻是R 1与电压表内阻R V 并联后的等效电阻R ab ，R ab ＜R 1，R ab 两端电压为8 V ，R 2两端电压为4 V ，则R ab ＝2R 2，所以R 1＞2R 2，由此可以推断，当不用电压表测量时，R 2分得的电压小于4 V ．当把电压表并在R 2上时，bc 间的电阻R bc 为R 2和R V 的并联电阻，R bc ＜R 2，因而bc 间电压一定小于4 V ．所以本题正确选项为A.典例2 如图16甲所示电路中，电压表V 1与V 2内阻相同，V 2与R 1并联，V 1的示数为U 1＝3 V ，V 2的示数为U 2＝2 V ；现将V 2改为与R 2并联，如图乙所示，再接在原来的电源上，那么( )图16A ．V 1的示数必增大，V 2的示数必减小B ．V 1的示数必增大，V 2的示数必增大C ．V 1的示数必减小，V 2的示数必增大D ．V 1的示数必减小，V 2的示数必减小答案 A解析 题图甲中，由R 2两端的电压小于R 1两端的电压知，R 2＜R 1R V R 1＋R V ＜R 1，R 串＝R 2＋R 1R V R 1＋R V，在题图乙中，显然R 2R V R 2＋R V ＜R 2，R 串′＝R 1＋R 2R V R 2＋R V ；R 串－R 串′＝R 2－R 1＋R 1R V R 1＋R V －R 2R V R 2＋R V＝(R 2－R 1)(R 1R 2＋R 1R V ＋R 2R V )(R 1＋R V )(R 2＋R V )，因为R 2＜R 1，所以R 串－R 串′＜0，即R 串＜R 串′，由闭合电路欧姆定律可知，电压表V 1的示数变大，电压表V 2的示数减小，A 正确．题组1 电路的动态分析1.如图1所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )图1A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大答案 A解析 由变阻器R 0的滑动端向下滑动可知，R 0连入电路的有效电阻减小，R 总减小，由I ＝E R 总＋r可知I 增大，由U 内＝Ir 可知U 内增大，由E ＝U 内＋U 外可知U 外减小，故电压表示数减小．由U 1＝IR 1可知U 1增大，由U 外＝U 1＋U 2可知U 2减小，由I 2＝U 2R 2可知电流表示数减小，故A 正确．2. (多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大．为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图2所示电路，电源的电动势E 和内阻r 不变，在没有磁场时调节变阻器R 使电灯L 正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则( )图2A ．电灯L 变亮B ．电灯L 变暗C ．电流表的示数减小D ．电流表的示数增大答案 AC解析 探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据I ＝E R 总可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U ＝E －Ir ，可知I 减小，U 增大，所以灯泡两端的电压增大，所以电灯L 变亮，故A 、C 正确，B 、D 错误．3.在如图3所示电路中，已知电表均为理想仪表，且小灯泡的电阻小于电源的内阻，电流表A 、电压表V 1、电压表V 2的读数分别为I 、U 1和U 2，P 为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球，细线与竖直方向间的夹角为θ，则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中，电流表A 、电压表V 1、电压表V 2读数变化量大小分别是ΔI 、ΔU 1和ΔU 2，下列说法中正确的是( )图3A ．ΔU 2大于ΔU 1B ．灯泡变亮、细线与竖直方向间的夹角θ变大C ．电源的输出功率变大D.U 2I 变大、ΔU 2ΔI变大 答案 C解析 滑动变阻器电阻增大，总电流减小，R 1电压减小，R 2电压增大，而U 外又增大，明显R 2电压增大要超过R 1电压减小，则A 错误．U 外增大，即灯泡两端电压增大，灯泡变亮；R 1电压减小，即电容器两端电压变小，细线与竖直方向间的夹角θ变小，则B 错误．小灯泡的电阻小于电源的内阻，那么再并联R 1、R 2就更小了，因外电阻等于内电阻时，P 出最大，所以当外电阻小于内电阻时，外电阻增大，P 出增大，则C 正确.U 2I 为外电阻，变大，ΔU 2ΔI为内电阻，不变，则D 错误．4.如图4所示的电路中，闭合开关S ，灯L 1、L 2正常发光．由于电路突然出现故障，发现灯L 1变亮，灯L 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是( )图4A ．R 1断路B ．R 2断路C ．R 3短路D ．R 4短路答案 A解析 分析电路的连接方式可知，R 1与L 1并联；R 2与R 3先并联再与电流表、R 4串联，然后与L 2并联．发现灯L 1变亮，灯L 2变暗，说明L 1两端的电压变大，L 2两端的电压变小，可能是R 1断路，A 正确；如果R 2断路，则灯L 2变亮，灯L 1变暗，与现象不符，B 错误；若R 3短路或R 4短路，与电流表示数变小不符，C 、D 错误．题组2 电路中的功率及效率问题5．(多选)如图5所示，已知电源的内电阻为r ，固定电阻R 0＝r ，可变电阻R 的总阻值为2r ，若滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动，则下列说法中正确的是( )图5A ．电源的输出功率由小变大B ．固定电阻R 0上消耗的电功率由小变大C ．电源内部的电压即内电压由小变大D ．滑动变阻器R 上消耗的电功率变小答案 AB解析 由闭合电路欧姆定律推出电源的输出功率随外电阻变化的规律表达式P 出＝E 2(R 外－r )2R 外＋4r ，根据上式作出P 出－R 外图象如图所示．当滑片P 由A 端向B 端滑动时，外电路电阻的变化范围是0～23r ，由图可知，当外电路电阻由0增加到23r 时，电源的输出功率一直变大，选项A 正确．R 0是纯电阻，所以其消耗的电功率PR 0＝U 2R 0，因全电路的总电压即电源电动势E 一定，当滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动时，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压升高，R 0上消耗的电功率也一直增大，选项B 正确，C 错误．讨论滑动变阻器R 上消耗的电功率的变化情况时，可以把定值电阻R 0当作电源内电阻的一部分，即电源的等效内电阻为r ′＝rR 0r ＋R 0＝r 2，这时滑动变阻器R 上消耗的电功率相当于外电路消耗的功率，即等效电源的输出功率．随着滑片P 由A端向B 端滑动，在R 的阻值增大到r 2之前，滑动变阻器R 上消耗的电功率是一直增大的；则根据闭合电路欧姆定律可知，当R ＝r 2时，滑动变阻器R 上消耗的电功率达到最大值，滑片P 再继续向B 端滑动，则滑动变阻器R 上消耗的电功率就会逐渐减小，故选项D 错误．6．(多选)如图6所示，R 1为定值电阻，R 2为可变电阻，E 为电源电动势，r 为电源内电阻，以下说法中正确的是( )图6A ．当R 2＝R 1＋r 时，R 2获得最大功率B ．当R 1＝R 2＋r 时，R 1获得最大功率C ．当R 2＝0时，R 1获得最大功率D ．当R 2＝0时，电源的输出功率最大答案 AC解析 在讨论R 2的电功率时，可将R 1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R 2与电动势为E 、内阻为(R 1＋r )的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示)，R 2的电功率是等效电源的输出功率．显然当R 2＝R 1＋r 时，R 2获得的电功率最大，A 项正确；讨论R 1的电功率时，由于R 1为定值，根据P ＝I 2R 知，电路中电流越大，R 1上的电功率就越大(P 1＝I 2R 1)，所以，当R 2＝0时，等效电源内阻最小(等于r ，如图乙所示)，R 1获得的电功率最大，故B 项错误，C 项正确；讨论电源的输出功率时，(R 1＋R 2)为外电阻，内电阻r 恒定，由于题目没有给出R 1和r 的具体数值，所以当R 2＝0时，电源输出功率不一定最大，故D 项错误．题组3 U －I 图象的理解和应用7.如图7所示，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡的U －I 图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是( )图7A ．4 W,8 WB ．2 W,4 WC ．2 W,3 WD ．4 W,6 W答案 D解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率是UI ＝2×2 W ＝4 W ，电源的总功率是EI ＝3×2 W ＝6 W ．选项D 正确．8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图8所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图线(电池内阻不是常数)，图线b 是某电阻R 的U －I 图线．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )图8A ．8.0 ΩB ．10 ΩC ．12 ΩD ．12.5 Ω答案 A解析 由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电动势为E ＝3.6 V ．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为2 V ，则内阻r ＝3.6－20.2Ω＝8.0 Ω，故A 正确．9．(多选)在如图9所示的U －I 图线上，a 、b 、c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，在b 点α＝β，则下列说法中正确的是( )图9A ．在b 点时电源有最大输出功率B ．在b 点时电源的总功率最大C ．从a →b ，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将增大D ．从b →c ，β角增大，电源的总功率和输出功率可能都将减小答案 AD解析 b 点对应内、外电路电阻相等，电源有最大输出功率，A 正确；电源的总功率P 总＝IE ，当回路电流最大时电源总功率最大，即外电路短路时电源的总功率最大，B 错误；从a →b ，路端电压升高，回路电流减小，电源的总功率减小，C 错误；若U b I b＝r (电源内阻)，由路端电压和干路电流可判断从b →c 外电路电阻增大，电源的输出功率和总功率都减小，D 正确． 题组4 含电容器电路的分析10. (多选)如图10所示，C 1＝6 μF ，C 2＝3 μF ，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，电源电动势E ＝18 V ，内阻不计，下列说法正确的是( )图10A ．开关S 断开时，a 、b 两点电势相等B ．开关S 闭合后，a 、b 两点间的电流是2 AC ．开关S 断开时C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D ．不论开关S 断开还是闭合，C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大答案 BC解析 S 断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等，由题图知a 点电势与电源负极电势相等，而b 点电势与电源正极电势相等，A 错误．S 断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C 1＞C 2，由Q ＝CU 知此时Q 1＞Q 2.当S 闭合时，稳定状态下C 1与R 1并联，C 2与R 2并联，电路中电流I ＝E R 1＋R 2＝2 A ，此时两电阻两端电压分别为U 1＝IR 1＝6 V 、U 2＝IR 2＝12 V ，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q 1′＝C 1U 1＝3.6×10－5 C 、Q 2′＝C 2U 2＝3.6×10－5 C ，对电容器C 1来说，S 闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B 、C 正确，D 错误．11.在如图11所示的电路中，电容器的电容C ＝2 μF ，电源电压为12 V 且恒定不变，R 1∶R 2∶R 3∶R 4＝1∶2∶6∶3，则电容器极板a 所带电荷量为( )图11A ．－8×10－6 CB ．4×10－6 C C ．－4×10－6 C D ．8×10－6 C 答案 D解析 设R 1、R 2、R 3、R 4的电阻分别为R 、2R 、6R 、3R .电路稳定后，电容器所在支路无电流，左右两个支路构成并联电路，其中R 1和R 2支路中电流I 1＝E R 1＋R 2＝4R，R 3和R 4支路中电流I 3＝E R 3＋R 4＝43R，令电源正极的电势φ＝0，则φa ＝－I 1R 1＝－4 V ，φb ＝－I 3R 3＝－8 V ，得U ab ＝φa －φb ＝4 V ，即电容器极板a 带正电荷，电荷量Q ＝CU ab ＝8×10－6 C ，D 正确． 12. (多选)如图12所示，D 是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB 内部原有带电微粒P 处于静止状态．下列措施下，关于P 的运动情况说法正确的是( )图12A ．保持S 闭合，增大A 、B 板间距离，P 仍静止B ．保持S 闭合，减小A 、B 板间距离，P 向上运动C ．断开S 后，增大A 、B 板间距离，P 向下运动D ．断开S 后，减小A 、B 板间距离，P 仍静止答案 ABD解析 保持S 闭合，电源的路端电压不变，增大A 、B 板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电量不变，由推论E ＝4πkQ εr S得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故A 正确．保持S 闭合，电源的路端电压不变，电容器。
高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第二节 闭合电路欧姆定律
第二节闭合电路欧姆定律[学生用书P158]【基础梳理】提示：非静电力负极正极Wq其他形式的能电能内阻正比反比ER＋r电源电动势电源内阻短路电流【自我诊断】1．判一判(1)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大．()(2)电路中只有一个电阻增大时，电路的总电阻不一定增大．()(3)电流表改装时，并联的电阻越小，改装后的量程越大．()(4)电动势就是电源两极间的电压．()(5)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比．()(6)闭合电路中的短路电流无限大．()提示：(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×2．做一做(1)(人教选修3－1·P63，T1)一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0.15 A ，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A ，则电源的电动势和内阻分别为( )A ．2 V 1.5 ΩB ．1.5 V 2 ΩC ．2 V 2 ΩD ．1.5 V 1.5 Ω提示：选B.由闭合电路欧姆定律得E ＝I 1(R 1＋r )，E ＝I 2(R 2＋r )，代入数据联立得r ＝2 Ω，E ＝1.5 V .(2)(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( )A ．电源的电动势为6.0 VB ．电源的内阻为12 ΩC ．电源的短路电流为0.5 AD ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω提示：选AD.纵轴上的截距为电源的电动势，即E ＝6.0 V ，A 正确；由于该电源的U －I 图象的纵轴坐标不是从零开始的，故横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝6.0－5.00.5－0 Ω＝2 Ω，B 、C 错误；由闭合电路欧姆定律可得电流I ＝0.3 A 时，外电阻R ＝E I－r ＝18 Ω，D 正确．对闭合电路欧姆定律的理解及应用[学生用书P159]【知识提炼】在恒流电路中常会涉及两种U －I 图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．电源U －I 图象 电阻U －I 图象 关系式 U ＝E －Ir U ＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流的变化关系电阻两端电压与电阻中的电流的关系截距与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示电源短路电流过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U、I的乘积表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率坐标U、I的比值表示外电阻的大小表示该电阻的大小斜率(绝对值)电源电阻r的大小若图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的．求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值．[解析](1)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir将图线上A、B两点的U、I值代入得E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r解得E＝20 V，r＝20 Ω.(2)当R3的滑片自左向右滑动时，R3的有效阻值变小，电路中的总电阻变小，总电流变大，由此可知，图线上的A、B两点分别对应滑片位于最左端和最右端．当滑片位于最右端时，R 3＝0，R 1被短路，外电路电阻即为R 2，故由B 点的U 、I 值得R 2＝U B I B ＝40.8Ω＝5 Ω. (3)当滑片在最左端时，R 3的有效阻值最大，并对应着图线上的A 点，故由A 点的U 、I 值可求出此时外电路的电阻，再根据串、并联电路的规律求出R 3的最大值R 外＝U A I A ＝160.2 Ω＝80 Ω，又R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2 代入数据解得滑动变阻器的最大值R 3＝300 Ω.[答案] (1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω【迁移题组】迁移1 闭合电路欧姆定律的计算1.(2019·高考江苏卷)如图所示的电路中，电阻R ＝2 Ω.断开S 后，电压表的读数为3 V ；闭合S 后，电压表的读数为2 V ，则电源的内阻r 为( )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．3 ΩD ．4 Ω解析：选A.当断开S 时，电压表的读数等于电源的电动势，即E ＝3 V ；当闭合S 时，有U ＝IR ，又由闭合电路欧姆定律可知，I ＝E R ＋r，联立解得r ＝1 Ω，A 正确，B 、C 、D 错误．迁移2 电源与电阻U －I 图象的对比2．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2，3.5)、Q (6， 5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10解析：选AB.根据题图可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56Ω，C 、D 错误．利用两种图象解题的基本方法利用电源的U －I 图象和电阻的U －I 图象解题，无论电阻的U －I 图象是线性还是非线性，解决此类问题的基本方法是图解法，即把电源和电阻的U －I 图线画在同一坐标系中，图线的交点坐标的意义是电阻直接接在该电源两端时工作电压和电流，电阻的电压和电流可求，其他的量也可求．电源的功率和效率[学生用书P160]【知识提炼】电源总功率 任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r电源内部消耗的功率 P 内＝I 2r ＝P 总－P 出电源的输出功率 任意电路：P 出＝UI ＝P 总－P 内纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R （R ＋r ）2P 出与外电阻R 的关系电源的效率任意电路：η＝P 出P 总×100%＝U E ×100% 纯电阻电路：η＝R R ＋r×100% 1．如图所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R ′0＝1 Ω.当调节滑动变阻器R 1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R 2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，则R 1和R 2连入电路中的阻值分别为( )A ．2 Ω、2 ΩB ．2 Ω、1.5 ΩC ．1.5 Ω、1.5 ΩD ．1.5 Ω、2 Ω解析：选B.因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1接入电路中的阻值为2 Ω；而题图乙电路是含电动机的电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，所以当I ＝E 2r＝2 A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为2 W ，发热功率为4 W ，所以电动机的输入功率为6 W ，电动机两端的电压为3 V ，电阻R 2两端的电压为3 V ，所以R 2接入电路中的阻值为1.5 Ω，B 正确．2．(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一位同学记录电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一位同学记录电流表A 和电压表V 2的测量数据．两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U －I 图线．则图象中两图线的交点表示的物理意义是( )A ．滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0消耗的功率为0.5 WD ．电源的效率达到最大值解析：选BC.由题图可得，电源电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝1 Ω，在交点位置有R ＋R 0＝U 1I ＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，则R ＝0，滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最左端，A 错误；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但R 0＞r ，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，B 正确；P 0＝U 2I ＝0.5 W ，C 正确；电源的效率η＝EI －I 2r EI，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P 滑到最右端时电源的效率最大，D 错误．电源输出功率的极值问题的处理方法对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路有一可调电阻R ，电源的输出功率为：P 出＝I 2R ＝E 2R （R ＋r ）2＝E 2（R －r ）2R＋4r .由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R 的变化关系为：(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大，为P m ＝E 24r； (2)当R ＞r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越小；(3)当R ＜r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越大；(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.电路的动态分析[学生用书P160]【知识提炼】1．解决电路动态变化的基本思路“先总后分”——先判断总电阻和总电流如何变化．“先干后支”——先分析干路部分，再分析支路部分．“先定后变”——先分析定值电阻所在支路，再分析阻值变化的支路．2．电路动态分析的方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即(2)极限法：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．(3)串反并同法：“串反”是指某一电阻增大(或减小)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(或增大)．“并同”是指某一电阻增大(或减小)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(或减小)．【典题例析】(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V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则( )A ．A 的示数增大B ．V 2的示数增大C ．ΔU 3与ΔI 的比值大于rD ．ΔU 1大于ΔU 2[解析] 变阻器滑片向下滑动，连入电路中的电阻R 变减小，由I ＝E R ＋R 变＋r，A 表示数增大，故A 正确；V 2表测量的是电源的输出电压，U 2＝E －Ir 减小，故B 错误；由于R是定值电阻，则ΔU 1ΔI ＝R ，如图甲所示，又由U 2＝E －Ir ，则ΔU 2ΔI＝r ，如图乙所示，所以，ΔU 1＝ΔI ×R ，ΔU 2＝ΔI ×r ，又因R ＞r ，得ΔU 1大于ΔU 2，故D 正确；同理，U 3＝E －I (r ＋R )，ΔU 3ΔI＝r ＋R ，故C 正确．[答案] ACD【迁移题组】迁移1 阻值变化下的动态分析1．(多选)(2020·上海杨浦区模拟)如图所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑片在ab 的中点时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑片向a 端移动，则下列说法正确的是( )A．电源的总功率减小B．R3消耗的功率增大C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小解析：选AC.法一：程序法将滑动变阻器的滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，电路中的总电流I减小，电源的总功率P＝EI减小，R3消耗的功率P3＝I2R3减小，A 正确，B错误；电路中的总电流减小，由U＝E－Ir知电源的路端电压U增大，R1、R2并联部分的总电阻增大，电压增大，通过R1的电流I1增大，而总电流I减小，则通过R2的电流I2减小，C正确，D错误．法二：串反并同法将滑动变阻器的滑片向a端移动，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，与其串联的电流表A2的示数减小，与其间接串联的电源的总功率、R3消耗的功率均减小，A正确，B错误；与其间接并联的电流表A1、电压表V的示数均增大，C正确，D错误．迁移2电路结构变化下的动态分析2.(2020·安徽江南十校联考)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法中正确的是()A．电压表读数将变小B．L1亮度不变，L2将变暗C．L1将变亮，L2将变暗D．电源内阻的发热功率将变小解析：选A.开关在位置1时，外电路总电阻R 总＝32R ，电压表示数U ＝32R R ＋32R E ＝35E ，同理，每个灯泡两端的电压U 1＝U 2＝15E ，电源内阻的发热功率为P 热＝⎝⎛⎭⎫25E 2R ＝4E 225R ，开关在位置2时，外电路总电阻R ′总＝23R ，电压表示数U ′＝23R R ＋23R E ＝25E ，灯泡L 1的电压U ′1＝15E ，L 2的电压U ′2＝25E ，电源内阻的发热功率为P ′热＝⎝⎛⎭⎫35E 2R ＝9E 225R，综上所述，电压表读数变小，故A 正确；L 1亮度不变，L 2将变亮，故B 、C 错误；电源内阻的发热功率将变大，故D 错误．迁移3 含容电路的动态分析3．在如图所示的电路中，当开关S 闭合后，若将滑动变阻器的滑片P 向下调节，下列说法正确的是( )A ．电压表和电流表的示数都增大B ．灯L 2变暗，电流表的示数减小C ．灯L 1变亮，电压表的示数减小D ．灯L 2变亮，电容器所带电荷量增加解析：选C.将滑动变阻器的滑片P 向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，路端电压U 减小，干路电流I 增大，则电压表的示数减小，灯L 1变亮，U 1增大，R 与灯L 2并联电路的电压U 2＝U －U 1，则U 2减小，即I 2减小，灯L 2变暗，电容器所带电荷量减少，流过电流表的电流I A ＝I －I 2，I 增大，I 2减小，则I A 增大，电流表的示数增大，故C 正确．迁移4 电路故障的分析4．在如图所示的电路中，闭合开关S 后，L 1、L 2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L 2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是( )A．L1灯丝烧断B．电阻R2断路C．电阻R2短路D．电容器被击穿短路解析：选D.若L1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小，L2两端电压减小，L2变暗，A错误；若R2断路，则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1与R1并联部分两端的电压减小，故L2两端的电压增大，L2变亮，B错误；若电阻R2短路，则通过L2的电流为零，L2不亮，C错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L2变亮，D正确．迁移5含热敏电阻、光敏电阻等的动态电路5．(多选)(2020·安徽黄山模拟)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示．图中R T 为热敏电阻(随温度升高阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，R G为光敏电阻(随光照强度增大阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除R T、R G外，其他电阻均为定值电阻．当R 处温度降低时()A．L变亮B．通过R3的电流减小C．E2的路端电压增大D．R消耗的功率减小解析：选BC.当R处温度降低时，热敏电阻R T阻值变大，由闭合电路欧姆定律可知，左侧电路中的电流减小，通过小灯泡L的电流减小，小灯泡L的光照强度减小，光敏电阻R G的阻值变大，对右侧电路，由闭合电路欧姆定律可知，通过R2的电流变小，右侧电路中的电源E2的路端电压变大，R两端电压变大，通过R的电流也变大，R消耗的功率变大，通过R3的电流变小，B、C正确．电路故障问题的分析方法与技巧(1)故障特点①断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接部分没有断点．②短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但其两端电压为零．(2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．②欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．③电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，要注意电流表的极性和量程．④假设法：将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理．[学生用书P162]闭合电路欧姆定律的应用【对点训练】1．如图所示，电源电动势为12 V ，电源内阻为1.0 Ω，电路中的电阻R 0为1.5 Ω，小型直流电动机M 的内阻为0.5 Ω，闭合开关S 后，电动机转动，电流表的示数为2.0 A ．则以下判断中正确的是( )A ．电动机的输出功率为14 WB ．电动机两端的电压为7.0 VC ．电动机产生的热功率为4.0 WD ．电源输出的功率为24 W解析：选B.由题意得电动机两端的电压U ＝E －I (R 0＋r )＝7 V ，则电动机的输入功率P ＝UI ＝14 W ．热功率P 热＝I 2R M ＝2 W ，则输出功率P 出＝P －P 热＝12 W ．电源的输出功率P ′＝EI －I 2r ＝20 W ，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )A ．5.5 ΩB ．7.0 ΩC ．12.0 ΩD ．12.5 Ω解析：选A.由欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U ＝2.5 V ，电流为I ＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U I ＝3.6－2.50.2Ω＝5.5 Ω，故A 正确．[学生用书P355(单独成册)](建议用时：40分钟)一、单项选择题1．两个相同的电阻R ，若将它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，则电源的内阻为( )A ．4RB ．R C.R 2 D ．无法计算解析：选B.当两电阻串联接入电路中时I ＝E 2R ＋r ，当两电阻并联接入电路中时I ＝E R 2＋r ×12，由以上两式可得：r ＝R ，故B 正确． 2.如图所示，其中电流表A 的量程为 0.6 A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2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解析：选C.设电流表A 的内阻为R A ，用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I 1－I A )R 1＝I A R A ，解得I 1＝3I A ＝0.06 A ，则每一小格表示0.06 A ；若将接线柱1、3接入电路，则(I 2－I A )R 1＝I A R A ，解得I 2＝3I A ＝0.06 A ，则每一小格表示0.06 A ．C 正确．3.在如图所示的电路中，R 1＝11 Ω，r ＝1 Ω，R 2＝R 3＝6 Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 所带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 所带电荷量为Q 2，则( )A ．Q 1∶Q 2＝1∶3B ．Q 1∶Q 2＝3∶1C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1解析：选A.当开关S 闭合时，电容器两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E 3，Q 1＝E 3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，A 正确．4．如图所示电路中，L 1、L 2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R 为光敏电阻(光照越强，阻值越小)．闭合开关S 后，随着光照强度逐渐增强( )A ．L 1逐渐变暗，L 2逐渐变亮B ．L 1逐渐变亮，L 2逐渐变暗C ．电源内电路消耗的功率逐渐减小D ．光敏电阻R 和L 1消耗的总功率逐渐增大解析：选A.当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L 2逐渐变亮，U 内＝Ir 增大，由U ＝E －Ir 可知，路端电压减小，L 2两端的电压增大，则L 1两端的电压减小，故L 1逐渐变暗，故A 正确，B 错误；电路中总电流增大，由P ＝I 2r 知电源内电路消耗功率逐渐增大，故C 错误；将L 2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R 和L 1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R 和L 1消耗的总功率逐渐减小，故D 错误．5.如图所示为小灯泡的U －I 图线，若将该小灯泡与一节电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( )A ．1.5 W 1.0 WB ．0.75 W 0.5 WC ．0.75 W 0.75 WD ．1.5 W 0.75 W解析：选D.在题图中画出电源的U －I 图象，与灯泡的U －I 图象的交点为I ＝1.0 A ，U ＝0.75 V ，则电源的总功率P 总＝EI ＝1.5 W ，灯泡的功率P 灯＝UI ＝0.75 W ，故D 正确．6.如图所示，电源电动势为6 V ，当开关S 接通时，灯泡L 1和L 2都不亮，用电压表测得各部分电压是U ad＝0，U cd＝6 V，U ab＝6 V，由此可判定()A．L1和L2的灯丝都断了B．L1的灯丝断了C．L2的灯丝断了D．变阻器R断路解析：选C.根据电路发生断路的特点可以判断．因U ab＝6 V则说明电源没有问题，是外电路出现故障，而U cd＝6 V，则说明L1、R完好，又U ad＝0，则说明L2的灯丝断了，故C正确．7.(2020·河北石家庄模拟)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电压表示数变小B．电流表示数变小C．电容器C所带电荷量增多D．a点的电势降低解析：选D.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大．电阻R2两端的电压U2＝E－I(R1＋r)，I增大，则U2变小，电容器两板间电压变小，其电荷量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零．a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I A ＝I－I2，I增大，I2减小，则I A增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D正确．8.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是()A．电流表读数减小，小灯泡L1变暗B．电压表读数变大C．电流表读数增大，小灯泡L2变暗D．电容器所带电荷量增大解析：选B.将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，其与小灯泡L1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，电流表读数减小，小灯泡L2变暗，路端电压U＝E－Ir增大，电压表的读数变大，B正确，C错误；小灯泡L1两端的电压U1＝E －I(r＋R L2)增大，通过小灯泡L1的电流变大，小灯泡L1变亮，A错误；通过小灯泡L2的电流减小，小灯泡L2两端电压变小，与小灯泡L2并联的电容器两端电压减小，由Q＝CU可得电容器所带电荷量减小，D错误．9．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻一定等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%解析：选B.由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，B正确；＝3 A，由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W，此时电阻箱读数为R＝5 Ω可知，电流I＝PR电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，D 错误．二、多项选择题10.(2020·江苏七市二模)检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器．某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置．当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报．则()A ．煤气浓度越高，a 、b 间电压越高B ．煤气浓度越高，流过R 1的电流越小C ．煤气浓度越低，电源的功率越大D ．调整变阻器R 的阻值会影响报警装置的灵敏度解析：选AD.煤气浓度越高气敏电阻R 1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I 越大，变阻器两端电压U ＝IR 越大，即a 、b 间电压越高，故A 正确，B 错误；煤气浓度越低，气敏电阻R 1阻值越大，电路总电阻越大，电路电流I 越小，电源功率P ＝EI 越小，故C 错误；调整变阻器R 的阻值会改变煤气浓度一定时a 、b 间的电压，会影响报警装置的灵敏度，故D 正确．11．直流电路如图所示，闭合开关S ，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( )A ．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小解析：选ABC.滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P 总＝EI 可得P 总减小，故A 正确；根据η＝R 外R 外＋r ＝11＋rR 外可知B 正确；由P 损＝I 2r 可知，C 正确；由P 输－R 外图象可得，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输的变化情况，D 错误．12.如图所示的U －I 图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为。
高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2节 闭合电路、闭合电路欧姆定律练习 新人教版
第八章第二节闭合电路、闭合电路欧姆定律[A级—基础练]1．(08786799)(2018·安徽合肥一模)在如图所示的电路中，开关闭合后，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，则( )A．灯L1变亮B．灯L2变亮C．电源的总功率变大D．电阻R1有从b到a方向的电流解析：D [开关闭合后，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，干路电流减小，灯L2变暗，B错误．内电压减小，路端电压增大，因干路电流减小，则L2两端电压减小，故并联支路两端电压增大，R所在支路电流增大，则L1所在支路电流减小，故灯L1变暗，A错误．电源的总功率P＝EI减小，C错误．电容器两端电压等于并联支路两端电压，电容器两端电压增大，电荷量增加，电容器处于充电过程，流过R1的电流b→a，D正确．]2．(08786800)(2018·湖北八校第一次联考)如图所示，平行金属板中带电质点P处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )A．质点P将向上运动B．电流表的示数减小C．电压表的示数减小D．R3消耗的功率增大解析：C [当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电流增大，R1两端电压增大，R3两端电压减小，R3的功率减小，电容器两端电压减小，质点P向下运动，A、D错误；R3中的电流减小，R2中的电流增大，电流表的示数增大，R2两端的电压增大，电压表的示数减小，B错误，C正确．]3．(08786801)(2018·湖北宜昌调研)电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是( )A．定值电阻R2的电功率减小B．电压表和电流表的示数都减小C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．R中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值解析：B [当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，R接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，电压表的示数减小，R2的电压增大，R1的电压减小，电流表的示数减小，A、C错误，B正确；因为总电流增大，电流表的示数减小，所以R中电流增大，并且R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，D错误．] 4．(08786802)(2018·湖南邵阳第一次联考)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论错误的是( )A．电容器C上电荷量增大B．电源的输出功率变大C．灯泡L变暗D．电流表读数变小，电压表读数变大解析：B [滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离，总电阻增大，电流减小，内压减小，路端电压增大，所以电流表的示数减小，电压表的示数增大，D正确；灯L中的电流减小，灯泡L变暗，C正确；当外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，外电阻比电源的内阻大得越多，电源的输出功率越小，所以滑片左移，电源的输出功率变小，B错误；电流减小，电源内部和灯泡两端的电压减小，则R两端的电压增大，电容器上的电荷量增大，A 正确．]5．(08786803)(2018·河北百校联盟检测)在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是( )A ．电压表示数变小B ．电流表示数变大C ．电容器C 所带电荷量增多D ．a 点的电势升高解析：B [在滑动变阻器滑动触头P 自a 端向b 端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，干路电流I 增大，电阻R 1两端电压增大，则电压表示数变大，A 错误．电阻R 2两端的电压U 2＝E －I (R 1＋r )，I 增大，则U 2变小，电容器极板间电压变小，其带电荷量减少，C 错误．根据外电路中顺着电流方向电势降低，可知a 的电势大于零，a 点的电势等于R 2两端的电压，U 2变小，则a 点的电势降低，D 错误，通过R 2的电流I 2减小，通过电流表的电流I A ＝I －I 2，I 增大，I 2减小，则I A 增大，即电流表示数变大，B 正确．]6．(08786804)(2018·重庆江津中学月考)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U I 直线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为1.0 WD ．电源的效率达到最大值解析：B [由图乙可得，电源的电动势E ＝1.5 V ，r ＝1 Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，R ＝0，滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端，A 项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R 0>r ，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B 项正确；R 0消耗的功率P ＝IU 2＝0.5 W ，C 项错误；电源的效率η＝IE －I 2r IE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P 滑到最右端时效率最大，D 项错误．]7．(08786805)(多选)(2018·辽宁沈阳四校协作体联考)如图所示，电动势为E 、内阻为r 的电池与定值电阻R 0、滑动变阻器R 串联，已知R 0＝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( )A ．电路中的电流变大B ．电源的输出功率先变大后变小C ．滑动变阻器消耗的功率变小D ．定值电阻R 0上消耗的功率先变大后变小解析：AC [当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端滑动时，R 接入电路的电阻减小，总电阻减小，电路中的电流增大，A 正确；当R 外＝r 时，电源的输出功率最大，所以电源的输出功率逐渐减小，B 错误；当滑动变阻器R 接入电路的电阻等于R 0＋r ＝2r 时，滑动变阻器的功率最大，所以滑动变阻器消耗的功率变小，C 正确；定值电阻R 0上消耗的功率P ＝I 2R 0逐渐增大，D 错误．]8．(08786806)(多选)在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L 1、L 2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 点时，下列说法中正确的是( )A ．L 1变亮，L 2变暗B ．L 1、L 2两个指示灯都变暗C ．若电源的负极接地，则a 点的电势降低，b 点的电势升高D ．若电源的负极接地，则a 、b 点的电势都降低解析：BC [当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 点时，R 接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，L 1变暗，L 1中的电流变小，R 1中的电流变大，R 1两端的电压增大，则R 2和L 2两端的总电压减小，L 2中的电流变小，L 2变暗，A 错误，B 正确；若电源的负极接地，由于电源的路端电压减小，所以a 点电势降低，由于R 1两端的电压增大，所以b 点电势升高，C 正确，D 错误．][B 级—能力练]9．(08786807)(多选)(2018·湖北部分重点中学第二次联考)如图所示，直线a 、抛物线b 和c 为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P E 、输出功率P R 、电源内部发热功率P r 随路端电压U 变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断( )A ．P E U 图象对应图线a ，由图知电动势为9 V ，内阻为3 ΩB ．P r U 图象对应图线b ，由图知电动势为3 V ，内阻为1 ΩC ．P R U 图象对应图线c ，图象中任意电压值对应的功率关系为P E ＝P r ＋P RD ．外电路电阻为1.5 Ω时，输出功率最大为2.25 W解析：BC [由闭合电路欧姆定律可知，路端电压的最大值是外电路断路时，此时路端电压等于电动势，所以电源电动势为3 V ，当路端电压为零时，外电路短路，此时输出功率为零，电源内部消耗的功率等于电源的总功率，所以图线c 是P R U 图象，外电路短路时，P E ＝P r ＝9 W ＝E 2r ，解得电源的内阻r ＝1 Ω，P E ＝EI ＝E ·⎝ ⎛⎭⎪⎫E －U r ＝E 2r －E r·U ，所以图线a 是P E U 图象，图线b 是P r U 图象，A 错误，B 、C 正确；当外电阻等于电源内阻时，即R ＝r ＝1 Ω时，电源的输出功率最大，D 错误．]10．(08786808)(多选)(2018·四川成都一诊)如图所示，R 0为热敏电阻(温度降低时电阻增大)，R 1为定值电阻，R 是滑动变阻器，C 为平行板电容器，C 中央有一带电液滴刚好静止．下列各项单独操作中能使带电液滴向上运动的是( )A ．将R 0加热B ．R 的滑动触头P 向上移动C ．C 的上极板向上移动D ．开关S 断开解析：AD [将R 0加热，电阻减小，电路中电流增大，R 两端电压增大，电容器极板间的电压增大，电场强度增强，故液滴受到的电场力大于重力，带电液滴向上运动，故A 正确．R 的滑动触头P 向上移动时，电容器C 两端的电压减小，极板间场强减弱，带电液滴向下运动，故B 错误．由E ＝U /d 分析知，上极板向上移动，板间场强减小，带电液滴所受的电场力减小，则带电液滴向下运动，故C 错误．开关S 断开，电容器两板间电压为电源电动势，故电压增大，场强增强，故带电液滴受到的电场力大于重力，带电液滴向上运动，故D 正确．]11．(08786809)如图所示，一电荷量为q ＝3×10－4 C 带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点，已知两板相距d ＝0.1 m ．合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角α＝37°，电源电动势ε＝12 V ，内阻r ＝2 Ω，电阻R 1＝4 Ω，R 2＝R 3＝R 4＝12 Ω.g 取10 m/s 2.求：(1)流过电源的电流；(2)两板间的场强大小；(3)小球的质量．解析：(1)R 2与R 3并联后的总阻值R 23＝R 2R 3R 2＋R 3＝12×1212＋12Ω＝6 Ω，由闭合电路欧姆定律得I ＝εR 1＋R 23＋r ＝124＋6＋2 A ＝1 A. (2)电容器两板间的电压U C ＝I (R 1＋R 23)＝10 V ，电容器两板间的电场强度大小E ＝U C d ＝100 N/C.(3)小球处于静止状态，设所受电场力为F ，由平衡条件得F ＝mg tan α，又F ＝qE ，得m ＝qE g tan α＝4×10－3 kg. 答案：(1)1 A (2)100 N/C (3)4×10－3 kg12．(08786810)(2018·吉林白山期末)如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，极板长L ＝60 cm ，两板间的距离d ＝30 cm ，电源电动势E ＝36 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 0＝9 Ω，闭合开关S ，待电路稳定后，将一带负电的小球(可视为质点)从B 板左端且非常靠近B 板的位置以初速度v 0＝6 m/s 水平向右射入两板间，小球恰好从A 板右边缘射出．已知小球带电荷量q ＝2×10－2 C ，质量m ＝2×10－2 kg ，重力加速度g 取10 m/s 2，求：(1)带电小球在平行金属板间运动的加速度大小；(2)滑动变阻器接入电路的阻值．解析：(1)小球在金属板间做类平抛运动，有 L ＝v 0t ，d ＝12at 2，解得a ＝60 m/s 2.(2)两金属板间电压为U ，由牛顿第二定律得 qU d －mg ＝ma ，U ＝m g ＋a d qU ＝21 V ，由变阻器接入电路的阻值为R ，根据串联电路的特点有ER 0＋r＋R ＝U R ，解得R ＝14 Ω.答案：(1)60 m/s 2 (2)14 Ω。
2018高考物理试题：恒定电流闭合电路的欧姆定律部分电路欧姆定律练习(3)含答案
部分电路欧姆定律课后练习(3)1、电阻R1、R2、R3串联在电路中。
已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则 [ ]A、电路中的电流为0、6AB、电阻R2的阻值为20ΩC、三只电阻两端的总电压为21VD、电阻R3消耗的电功率为3、6W2、三根相同的电热丝分别全部串联和全部并联,它们发出相同的热量,所需通电时间之比为 [ ]A、9∶1B、1∶9C、3∶1D、1∶33、 R1＝10 Ω,R2＝20 Ω,R1允许通过的最大电流为1.5 A,R2两端允许加的最大电压为10 V、若将它们串联,加在电路两端的最大电压可以是( )A、45 VB、5 VC、25 VD、15 V4、小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器,上面写着下表中的一些数据,在以下几种说法中,正确的是（）A、漏电电流大于30mA,保护器会在0.1秒之内切断电源B、漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作C、当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用D、只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时,才能起保护作用5、某个装有两节干电池的手电筒给筒内的小灯泡供电,每节干电池能提供的电压为U=1.5V,手电筒电路中电流为I= 0.3A,通电时间为t=20S,求:(1)两节干电池能提供的电压U总=(2)小灯泡的电阻R=(3)两节干电池为电路提供的总电能E=6、节日用的小彩灯,在一个灯泡坏了以后,其他的灯泡都不能正常工作,则这些小彩灯（）A、一定是串联B、一定是并联C、可能是串联,也可能是并联D、无法判定7、下列说正确的是（）8、电压表由电流计G与电阻R串联而成,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,可以加以改正的措施是（）A、在R上串联一个比R小得多的电阻B、在R上串联一个比R大得多的电阻C、在R上并联一个比R小得多的电阻D、在R上并联一个比R大得多的电阻9、欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用连接,以下说法不正确的是（）A、使用欧姆表测电阻时,电阻必须与其它元件断开才能测量B、测电阻前要使红黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指右侧零C、红表笔与表内电池负极相连接,黑表笔与表内电池正极相连接D、测电阻时,表针向右偏转角度越大,待测电阻阻值越大10、一电流表并联一个分流电阻后就改装成一个电流表,当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时,发现标准表读数为2A时,而改装表的读数为2.1A.为了使它的读数准确,应( )A、在原分流电阻上再串联一个较小的电阻B、在原分流电阻上再并联一个较大的电阻C、在原分流电阻上再串联一个较大的电阻D、在原分流电阻上再并联一个较小的电阻参考答案:1、答案: ABC解析:2、答案: A解析:3、答案: D解析: 本题中R1、R2串联,R1允许通过的最大电流为1.5 A,经计算,R2允许通过的最大电流仅为0.5 A,则通过串联电路的最大电流以最小的为准,从而求得加在电路两端的最大电压是15 V,因而选D.4、答案: A解析: A、漏电电流大于30mA,保护器会在0.1s之内切断电源,故该选项正确；B、据上面的数据可知,只要在漏电电流大于30mA,保护器会在0.1s之内切断电源,故该选项错误；C、题目中的额定不动作电流为15mA,其表示:电路中漏电电流小于15毫安时,保护器不会自动切断电源起保护作用、故该选项错误；D、题目中的220V 20A表示:20A、220V是说漏电保护器的额定电流是20安,额定电压是220伏,当与它控制的电路中的电流和电压超过其额定值时,漏电保护器会自动切断电源起保护作用,但在进户电压和电流小于它的额定值时,如果漏电流大于其额定值,也会自动切断电源起保护作用、故该选项错误、故选A、5、答案: (1)3V (2)10Ω (3)18J解析: (1)由手电筒的电池为串联,得到 U总=2U=2×1.5V=3V(2)由欧姆定律得 R= U总/I=3V/0.3A=10Ω(3)由电功的公式得 E= U总It=3v×0.3A×20s=18J考点:欧姆定律,电功的公式点评:电路的连接方式的分析是本题的求解关键。
高考物理一轮复习恒定电流《闭合电路欧姆定律》典型题精排版(含答案)
高考物理一轮复习《闭合电路欧姆定律》典型题精排版精品推荐1．太阳能电池已经越来越多地应用于我们生活中，有些太阳帽前安装的小风扇就是靠太阳能电池供电的．可以测得某太阳能电池可产生0.6 V的电动势，这表示( )A．电路中每通过1 C电荷量，太阳能电池把0.6 J的太阳能转变为电能B．无论接不接入外电路，太阳能电池两极间的电压都为0.6 VC．太阳能电池在1 s内将0.6 J的太阳能转变为电能D．太阳能电池将太阳能转化为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)将化学能转化为电能的本领小2．某同学家中所有的灯原来都正常发光，现突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用验电笔测试室内火线与零线，氖管都发光．该同学对故障作了下列四种判断，其中正确的是( )A．进户火线断路B．进户零线断路C．灯泡全部烧坏了D．室内线路某处短路3．右图为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为( )4．如图为小灯泡的U I 图线，若将该小灯泡与一节电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( )A ．1.5 W 1.0 WB ．0.75 W 0.5 WC ．0.75 W 0.75 WD ．1.5 W 0.75 W5．如图所示的电路中，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 1＝6 Ω、R 2＝5 Ω、R 3＝3 Ω，电容器的电容C ＝2×10－5 F ，若将开关S 闭合，电路稳定时通过R 2的电流为I ；断开开关S 后，通过R 1的电荷量为q .则( )A ．I ＝0.75 AB ．I ＝0.5 AC ．q ＝2×10－5 CD ．q ＝1×10－5 C6．在如图所示的电路中，开关S 1、S 2、S 3、S 4均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P .断开哪一个开关后P 会向下运动( )A ．S1 B ．S2 C ．S3 D ．S 47．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，如图中的a 、b 、c 所示．以下判断错误的是( )A ．直线a 表示电源的总功率B ．曲线c 表示电源的输出功率C ．电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝1 ΩD．电源的最大输出功率P m＝9 W.8．两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据．并根据数据描绘了如图(b)所示的两条UI图线．则图象中两图线的交点表示的物理意义是( )A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B．电源的输出功率最大C．定值电阻R0上消耗的功率为0.5 WD．电源的效率达到最大值9．如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上S2，则下列表述正确的是( )A．电源输出功率减小B．L1上消耗的功率增大C．通过R1上的电流增大D．通过R3上的电流增大10．一个允许通过最大电流为2 A的电源和一个滑动变阻器，接成如图甲所示的电路．变阻器最大阻值为R0＝22 Ω，电源路端电压U随外电阻R变化的规律如图乙所示，图中U＝12 V的直线为图线的渐近线，试求：(1)电源电动势和内电阻；(2)A、B空载时输出电压的范围；(3)若要保证变阻器的滑片能任意滑动，A、B两端所接负载的最小电阻为多大？11．如图所示电路中，已知电阻R 1＝2 Ω，R 2＝5 Ω，灯泡L 标有“3 V 1.5 W ”字样，电源内阻r ＝1 Ω，滑动变阻器的最大阻值为R x ，当滑片P 滑至a 端时，电流表的示数为1 A ，此时灯泡L 恰好正常发光．求：(1)当滑片P 滑至b 端时，电流表的示数；(2)当滑动变阻器Pb 段的电阻为0.5R x 时，变阻器上消耗的功率． 某同学的部分解答如下：灯L 的电阻R L ＝U 2灯P ＝321.5Ω＝6 Ω滑片P 滑至b 端时，灯L 和(R x ＋R 2)并联，并联电阻为：R 并＝R L R x ＋R 2R L ＋R x ＋R 2，由R L ·I A ＝(R x ＋R 2)·I 2(I A 、I 2分别为通过电流表和R 2的电流)得I 2＝R L I AR x ＋R 2，流过电源的电流为I ＝I A ＋I 2.上述解法是否正确？若正确，请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求出最后结果．高考物理一轮复习《闭合电路欧姆定律》典型题精排版参考答案1．解析：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷从电源内部的负极移到正极所做的功，即把太阳能转化为电能的多少，而不是在1 s内转变的电能．电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大．故A、D对，C错；电源在不接入电路时，两极间的电压大小为电动势，故B错．答案：AD2．解析：进户零线断路时，室内电路无电流，各处电路均与火线相连，电势与火线电势相同，用验电笔测试室内火线与零线时，氖管都发光．故选B.答案：B3．解析：由UI图象可求得电源的电动势E＝6 V，内电阻r＝6－44Ω＝0.5Ω，外电路连接电阻R时路端电压为4.8 V，由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋IrI＝E－Ur＝6－4.80.5A＝2.4 A又I＝ER＋r所以R＝EI－r＝(62.4－0.5) Ω＝2 Ω，选项A、B、C、D四个电路的外电路电阻分别是1 Ω、2 Ω、9 Ω、4.5 Ω，因此只有选项B正确．答案：B4．解析：在题图中做出电源的外电压和电流的关系图象．即U＝1.5－0.75I 的图象，两图象的交点就是电源和小灯泡构成闭合回路时的路端电压和电流．图象交点坐标是(1.0,0.75)，电源的总功率P总＝IE＝1×1.5 W＝1.5 W，灯泡的实际功率P灯＝UI＝0.75 W.答案：D5．解析：对电路分析：电阻R1、R3并联后与R2串联，所以外电路总电阻为R ＝7 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路中的总电流为0.75 A，所以选项A正确；电阻R1、R3并联的电压为U＝IR并＝1.5 V，电容器的带电荷量为Q＝CU＝3×10－5C.当断开开关S时，电容器对电阻放电，电荷通过R1、R3，由于两电阻并联，所以q1/q3＝R3/R1，又q1＋q3＝Q，解得q1＝1×10－5C，q3＝2×10－5 C，选项D正确．答案：AD6．解析：四个开关均闭合时，油滴悬浮于平行板电容器的极板间，油滴所受合外力为零，说明油滴除受重力外必受电场力的作用，且大小与重力相等，方向与重力相反．若断开某个开关后，油滴向下运动，必是电场力减小，电容器极板间电压减小所致．从电路连接形式可看出，电阻R1、R2并联后与电容器C串联．故电容器C实质上是并联在电阻R3两端，要使P向下运动，减小两板的电压即可．因R1、R2的电阻相对于电容器而言可忽略，断开S1不会使电容器两板间的电压发生变化；断开S4，电容器两板间的电压保持不变；断开S2，电容器两板间电压反而会升高；只有断开S3时，电容器通过R3放电，使电容器两板间的电压降低，P才会向下运动．答案：C7．解析：电源的总功率为P E＝EI，电源的输出功率为P R＝EI－I2r，电源内部的发热功率P r＝I2r，所以直线a表示电源的总功率，选项A正确；曲线b表示电源内部的发热功率，曲线c表示电源的输出功率，选项B正确；直线a的斜率表示电动势E，解得E＝3 V，由曲线b上某点坐标可得电源内阻为1 Ω，选项C正确；当外电路电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，P m＝E24r＝2.25 W，对应曲线c的最高点，选项D错误．答案：D8．解析：由图象可得，电源电动势E＝1.5 V，r＝1 Ω，交点位置：R＋R0＝U 1 I ＝2 Ω，R0＝U2I＝2 Ω，R＝0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，A项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0>r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率越大，B项正确；P＝IU2＝0.5 W，C项正确；电源的效率：η＝IE－I2rIE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时效率最大，D项错误．答案：BC9．解析：合上S 2之前，R 3与L 3串联后与L 1、L 2并联，最后与R 1串联．合上S 2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路中总电流也即流过R 1的电流增大，C 正确．因电源的内阻不计，则电源的输出功率P ＝IE 增大，A 错误．通过R 1中的电流增大时R 1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压就降低，L 1消耗的功率降低．通过R 3与L 3的电流减小，B 、D 皆错误．答案：C10．解析：(1)由图乙可知，当R →∞时，E ＝12 V ，而当U ＝6 V ＝E2时，应有r ＝R ＝2 Ω.(2)当滑片滑至变阻器的最上端时，A 、B 两端输出电压最大值U max ＝E R 0＋rR 0＝1222＋2×22 V＝11 V. 当滑片滑至变阻器的最下端时，A 、B 两端输出电压最小为零，故A 、B 空载时输出电压范围为0～11 V.(3)当滑片滑至变阻器的最上端时，通过电源的电流恰为最大电流2 A ，A 、B 两端所接负载电阻最小．I ＝E R 0R ABR 0＋R AB＋r ，解得R AB ＝4.9 Ω.答案：(1)12 V 2 Ω (2)0～11 V (3)4.9 Ω 11．某同学的部分解答如下：灯L 的电阻R L ＝U 2灯P ＝321.5Ω＝6 Ω滑片P 滑至b 端时，灯L 和(R x ＋R 2)并联，并联电阻为：R 并＝R L R x ＋R 2R L ＋R x ＋R 2，由R L ·I A ＝(R x ＋R 2)·I 2(I A 、I 2分别为通过电流表和R 2的电流)得I 2＝R L I AR x ＋R 2，流过电源的电流为I ＝I A ＋I 2.上述解法是否正确？若正确，请求出最后结果；若不正确，请指出错在何处，纠正后求出最后结果．解析：灯L的电阻R L＝6 Ω正确，错在没有看出R Pa和R2串联部分已被短路E＝I(R＋r)＋U0＝1×(1＋2) V＋3 V＝6 V1I＝P/U0＝0.5 AI＝I－I0＝0.5 AxR＝U0/I x＝6 Ωx(1)当P滑至b端时，电流表示数为I′＝E/(R1＋r)＝2 A(2)当R Pb＝3 Ω时，R并＝2 Ω电流表示数为I″＝E/(R1＋R并＋r)＝1.2 AU＝E－I″(R1＋r)＝2.4 V并P＝U2并/R Pb＝1.92 WRPb答案：(1)2 A (2)1.92 W。
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多．故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．2．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变．某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则( )A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D 错误．3．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这一故障的原因可能是( )A ．电阻R 1断路B ．电阻R 2短路C ．灯L 1两接线柱间短路D ．电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R 1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L 2两端电压会减小，致使灯L 2变暗，A 错误．若电阻R 2短路，灯L 2将不亮，B 错误．若灯L 1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C 错误．若电阻R 2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小，灯L 2两端电压增大，灯L 2变亮，D 正确．4．(2021年济宁检测)如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )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【答案】B【解析】S 断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V 的读数变大．把R 1归为内阻，内电压减小，故R 3中的电压增大，由欧姆定律可知R 3中的电流也增大，电流表示数增大，故B 正确．5．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作．则( )A ．电动机消耗的总功率为I 2R B ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI ，A 错误．电动机消耗的热功率为I 2R ，B 错误．电源的输出功率为UI ，C 错误．电源的效率为U E ＝E －Ir E，D 正确． 6．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线．曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56Ω，故C 、D 错误． 7．(多选)(2021年信阳质检)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .闭合开关S ，在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时，电容器的带电量为Q .则在这个过程中，下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E －I (R 1＋r )得ΔU ＝ΔI (R 1＋r )，解得ΔU ΔI＝R 1＋r 不变，故A 错误，B 正确．在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大，电阻R 1两端电压增大．根据Q ＝UC ＝CR 1I 可知，Q －I 图像是过原点的倾斜直线．故C 错误，D 正确．综合提升练习8．(多选)如图所示的电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关S ，电压表示数为U ，电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A 错误．滑片滑动过程中，电阻R 1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故B 、C 正确．由于电压表示数没有变化，D 错误．9．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I ＝E R ＝1 A ，所以路端电压U R ＝IR ＝10 V ，A 正确．电源的总功率P ＝IE ＝12 W ，B 错误．由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ，所以U a b ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 正确．a 、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω，回路的总电阻为9.5 Ω，D 错误．10．某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ，则P r ＝I 2r ，代入数据解得P r ＝1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ，则ΔE p ＝Mgh .设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p .代入数据解得t ＝2×104 s ．。
高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲闭合电路欧姆定律的理解和应用加练半小时教科版.docx
第60讲闭合电路欧姆定律的理解和应用[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．(2018·河南省豫南豫北名校联考)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．(2017·湖北荆门元月调考)电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图2甲的电路中，移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x(x为图中a与触头之间的距离)，定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当触头从a移到b和从b移到c的这两过程中，下列说法正确的是( )图2A．电流表A示数变化不相等B．电压表V2的示数变化相等C．电阻R1的功率变化相等D．电源的输出功率不断增大3．(2017·湖南岳阳一模)某电池对纯电阻供电的输出功率P随电流I变化的图像如图3所示．则下列说法正确的是( )图3A ．该电源的电动势E ＝2VB ．该电源的内阻r ＝1ΩC ．若I ＝2A ，则外电阻R ＝1ΩD ．同一输出功率P 可对应两个不同的电流I 1、I 2，即对应两个不同的外电阻R 1、R 2，且r ＝R 1·R 24．(多选)(2017·华南师大附中等三校联考)在如图4所示电路中，电源内阻不能忽略，R 1阻值小于变阻器的总电阻，初态滑片P 位于变阻器的中点，P 由中点向上移动到顶端的过程中( )图4A ．电源的内功率先减小后增大B ．电源的效率先减小后增大C ．电流表的示数先减小后增大D ．电压表的示数先增大后减小5．(多选)(2017·吉林长春外国语学校模拟)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R ，将它接在电动势为E ，内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )A ．电动机消耗的总功率为UIB ．电源的效率为1－Ir EC ．电源的输出功率为EID ．电动机消耗的热功率为U2R6．(2017·辽宁铁岭协作体模拟)两电源电动势分别为E 1、E 2(E 1>E 2)，内阻分别为r 1、r 2.当这两个电源分别和一阻值为R 的电阻连接时，电源输出功率相等．若将R 减小为R ′，电源输出功率分别为P 1、P 2，则( )A ．r 1>r 2 P 1<P 2B ．r 1<r 2 P 1>P 2C ．r 1<r 2 P 1<P 2D ．r 1>r 2 P 1>P 27．(多选)(2018·湖北黄冈模拟)在如图5所示的电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )图5A.U1I 不变，ΔU1ΔI不变 B.U2I 变大，ΔU2ΔI 变大 C.U2I 变大，ΔU2ΔI 不变 D.U3I 变大，ΔU3ΔI不变 8．(多选)(2017·闽粤大联考)如图6所示的电路中，电源内阻一定，若调整可变电阻R 的阻值，可使电压表V 的示数减小ΔU ，电流表A 的示数增加ΔI (电压表与电流表均为理想电表)，在这个过程中( )图6A ．通过R 1的电流减少量等于ΔU R1B ．R 2两端的电压增加量等于ΔUC ．路端电压减少量等于ΔUD.ΔU ΔI为定值 9．(多选)(2017·黑龙江大庆一模)如图7所示的电路中，电源有不可忽略的内阻，R 1、R 2、R 3为三个可变电阻，电容器C 1、C 2所带电荷量分别为Q 1和Q 2，下列判断正确的是( )图7A ．仅将R 1增大，Q 1和Q 2都将增大B ．仅将R 2增大，Q 1和Q 2都将增大C ．仅将R 3增大，Q 1和Q 2都将不变D ．突然断开开关S ，Q 1和Q 2都将不变10．(多选)(2017·湖南衡阳期末)如图8甲所示，电阻R 1的阻值为0.5R 0、灯泡L 的电阻值恒为R0，R2是热敏电阻，其阻值随温度变化的关系如图乙所示．已知电流表为理想电表，电源的内阻r＝R0.则下列说法中正确的是( )图8A．当温度升高时，R1两端的电压增大B．当温度降低时，电流表的示数增大C．当温度升高时，灯泡L的亮度变大D．当温度为40℃时，电源的输出功率最大11．(多选)如图9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像如图乙所示，则下列说法正确的是( )图9A．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12．(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，R 2两端电压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，故通过电流表和R 4的电流I A 增大，电流表的示数变大．通过R 1的电流I 1＝I 2－I A ，I 2减小，I A 增大，则通过R 1的电流I 1减小，故A 正确，B 、C 、D 错误．]2．B3．A [当外电阻等于电源内阻时，输出功率最大，P ＝I 2R ＝I 2r ，解得r ＝0.5Ω，由闭合电路欧姆定律得E ＝I (R ＋r )＝2×(0.5＋0.5) V ＝2V ，A 正确，B 错误；当I ＝2A 时，电源的输出功率最大，此时外电阻等于电源内阻，所以R ＝0.5Ω，C 错误；同一输出功率可对应两个不同的电流I 1、I 2，即对应两个不同的外电阻R 1、R 2，有(E R1＋r )2R 1＝(E R2＋r )2R 2，解得r 2＝R 1·R 2，D 错误．]4．AD5．AB [电动机额定电压为U ，额定电流为I ，当电动机正常工作时，消耗的电功率为P 总＝UI ，A 正确；电源的总功率为IE ，内部发热的功率为I 2r ，所以电源的效率为IE －I2r IE ＝1－Ir E，B 正确；电源的输出功率等于电动机的输入功率，得P 出＝UI ，故C 错误；电动机消耗的热功率应该用P ＝I 2R 来计算，所以热功率P ＝I 2R ，由于电动机为非纯电阻电路，不能用U2R求解热功率，故D 错误．]6．A [根据闭合电路欧姆定律得：U ＝E －Ir ，可知电源的U －I 图线的斜率绝对值等于r ，所以有：r 1>r 2，电源的U －I 图线与电阻的U －I 图线的交点就表示了该电阻接在该电源上时的工作状态，此交点的横、纵坐标的乘积为电源的输出功率，即以此交点和坐标原点为两个顶点的长方形的面积表示电源的输出功率，若将R 减小为R ′，由图可知：P 1<P 2，故选A.]7．ACD [根据欧姆定律得知，U1I ＝ΔU1ΔI＝R 1，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 1恒定不变，所以U1I 、ΔU1ΔI 均不变，故A 正确；U2I＝R 2，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，故U2I 变大，根据闭合电路欧姆定律得U 2＝E －I (R 1＋r )，则有ΔU2ΔI＝R 1＋r ，不变，故B 错误，C 正确；U3I ＝R 1＋R 2，变大，根据闭合电路欧姆定律得U 3＝E －Ir ，则有ΔU3ΔI＝r ，不变，D 正确．]8．AD [因电压表示数减小，而R 1为定值电阻，故电流的减小量一定等于ΔU R1，故A 正确；R 1两端的电压减小，则说明R 2两端的电压及内电压均增大，故R 2两端的电压增加量一定小于ΔU ，故B 错误；因内电压增大，故路端电压减小，由B 的分析可知，路端电压的减小量一定小于ΔU ，故C 错误；设电源电动势是E ，电源内阻是r ，调整可变电阻前电路电流是I ，调整后电路电流是I ′，在闭合电路中，电源电动势等于内外电压之和，即E ＝U V ＋I (r ＋R 2)① E ＝U V ′＋I ′(r ＋R 2)②②－①得：U V ′－U V ＋(I ′－I )(r ＋R 2)＝0，ΔI (r ＋R 2)＝U V －U V ′＝ΔU ，则ΔU ΔI＝r ＋R 2， 故D 正确．]9．BC [仅增大R 1，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电容器C 1两端电压增大，C 2两端电压减小，电容器所带电荷量Q 1增大，Q 2减小，故A 错误；仅增大R 2，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，路端电压变大，电阻R 1两端电压变小，电阻R 2两端电压变大，电容器C 1、C 2两端电压变大，两电容器所带电荷量Q 1和Q 2都增加，故B 正确；仅增大R 3，整个电路电阻不变，Q 1和Q 2都将不变，故C 正确；突然断开开关S ，两个电容器都放电，Q 1和Q 2都将减小，故D 错误．]10．AD [温度升高时，R 2的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，R 1两端电压增大，电源内电压增大，路端电压减小，灯泡L 两端的电压减小，灯泡L 的亮度变小，A 正确，C 错误；温度降低时，R 2的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，B 错误；温度为40 ℃时，R 2＝R 0，此时外电路的总电阻为R 0，等于电源的内阻，所以电源的输出功率最大，D 正确．]11．BCD12．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；由题图乙可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向先增大后减小；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，电子眼仍会拍照，D 项正确．]。
(新课标)2018年高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第二节 电路 闭合电路的欧姆定律
2.几个常用的推论 (1)串联电路的总电阻___大__于_____其中任一部分电路的总电 阻． (2)并联电路的总电阻____小__于____其中任一支路的总电阻，且 小于其中最小的电阻． (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率 P 总是等于 各个电阻耗电功率之和． (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时， 电路的总电阻变大．
E 2．公式IE＝＝____U_R__外_＋__＋__r__U___内___（（只适适用用于于任纯何电电阻路电）路）
3．路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)关系式：U＝__E_－__I_r____．
(2)U－I 图象如图所示． 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_____．
(4)在计算电容器所带电荷量的变化时，如果变化前后极板所 带电荷的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初末状 态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板所带电荷的电 性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所 带电荷量之和．
用图示的电路可以测量电阻的阻值．
图中 Rx 是待测电阻，R0 是定值电 阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN
电阻 R＝_R__1＋__R__2_＋__…__＋__R__n_ R1＝__R1_1_＋__R1_2_＋__…__＋__R_1_n__
电压 与电 流分
配 功率 分配
串联
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
电流与各支路的电阻 成___反__比_____
(5)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间 的电压．( ) (6)E＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由 电源内非静电力的特性决定．( ) 提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
全品复习方案2018高考物理大一轮复习第8单元恒定电流第23讲电动势闭合电路的欧姆定律课件
考点互动探究
考向一 一般的动态分析问题 例 5 (多选)[2016·长沙四校联考] 如图 8-23-6 所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑 动变阻器滑片 P 向右端移动时，下面说法中正确的是( )
图 8-23-6 A．电压表 V1 的读数减小，电流表 A1 的读数增大 B．电压表 V1 的读数增大，电流表 A1 的读数减小 C．电压表 V2 的读数减小，电流表 A2 的读数增大 D．电压表 V2 的读数增大，电流表 A2 的读数减小
考点互动探究
变式题 (多选)[2016·南昌调研] 在如图 8-23-5 所示的电路中，电源内阻不能忽略，当移 动滑动变阻器滑片时，电流表示数变大源的输出功率一定增大 C．电源内部消耗的功率一定减小 D．电源的效率一定减小
图 8-23-5
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[答案] AD
考点互动探究
考点三 电路的动态分析
根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电 路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有： 1．程序法
2．直观法 (1)当外电路的任何电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)． (2)控制开关使串联的电阻增多时，电阻变大，使并联的电阻增多时，电阻变小． 3．“并同串反”规律 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．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、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大． 4．极限法 即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．
变)．
2．内阻：电源内部也是导体，其电阻称为__________．
二、闭合电路的欧姆定律
2018高考物理试题：恒定电流闭合电路的欧姆定律部分电路欧姆定律练习(4)含答案
部分电路欧姆定律课后练习;;(4);;1．据报道，“神舟”八号飞船将2011年下半年发射。
它是一个无人目标飞行器，为中国的空间站作对接准备，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。
“神舟”飞船上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池。
在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%。
单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（）;A．0.24J B．0.25JC．0.26J D．0.28J2．对于欧姆定律的理解，下列说法中正确的是（）A．由I=U/R，通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B．由U=IR，对一定的导体，通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大C．由R=U/I，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流强度成反比D．对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变3．将一只阻值为数千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻（）;;A．很接近R1而略大于R1 B.很接近R1而略小于R1C．很接近R2而略大于R2 D.很接近R2而略小于R24．在一块微安表G两端并联一个电阻R，就改装成了一块电流表．今将该表与一标准电流表串联后去测电流，发现该表的示数总比标准表的示数小，修正的方法为( )A．在R上并联一个小电阻B．在R上并联一个大电阻;;C．将R的阻值变大些D．将R的阻值变小些5．关于欧姆定律，下面说法正确的是（）A．根据I=U/R可知，对一个纯电阻而言I与U成正比，与R成反比。
B．根据R=U/I可知，对一个纯电阻而言R与U成正比，与I成反比。
C．某些电路元件不遵守欧姆定律，它们的电压与电流之间的关系（U-I线）乃非线性关系，比如某些晶体二极管。
D．在电路中，两点之间的电压就等于这两点的电势差，沿着电流的方向，各点的电势在降低。
6．将两个相同的小量程电流表G，分别改装成了一只电流表A和一只电压表V，某同学在做实验时将这两只表串联起来接入一正常发光的灯泡两端，则（）A．A表和V表的指针偏角相同B．A表和V表的指针都不偏转C．A表指针几乎不偏转，V表指针有偏转D．A表指针有偏转，V表指针几乎不偏转7．有三个电阻,R1=2 Ω, R2=3 Ω,R3=4 Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是（）A．6∶4∶3 B.3∶4∶6C．2∶3∶4 D.4∶3∶28．手电筒中“2.5V 0.80W”的小电珠正常发光时，通过的电流是_________A，每秒钟通过灯丝横截面的电子数是___________个。
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题组层级快练(三十四)闭合电路的欧姆定律一、选择题1.(2017·上海质检)如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为r a和r b，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为I a和I b，则( )A．r a>r bB．I a>I bC．R0接电源a时，电源的输出功率较大，但效率较低D．R0接电源b时，电源的输出功率较小，效率较低答案ABC解析在电源路端电压与电流的关系图像中，斜率表示电源内阻，r a>r b，选项A正确；在图像中作出定值电阻R0的伏安特性曲线，与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点，I a>I b，选项B正确；R0接电源a时，电源的输出功率较大，但效率较低，R0接电源b时，电源的输出功率较小，但效率较高，选项C正确，选项D错误．2.用电压表检查如图所示电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，U cd＝0V，U bc＝0 V，U ab＝5.0 V，则此故障可能是( )A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路答案 B解析U ad＝5.0 V说明a到电源正极，d到电源负极均通路．U ab＝5.0 V，说明a到电源正极，b到电源负极均通路，故R一定断路．3．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r.看作理想电压表，当闭合开关、将滑动变阻器的触片从左端向右端移动时，下列说法中正确的是( )A．L1、L2均变暗，的示数变小B．L1、L2均变亮，的示数变大C．L1变亮、L2变暗，的示数变大D．L1变暗、L2变亮，的示数变小答案 C解析首先要认清电路特点(可画出电路图)，L1与滑动变阻器并联，再与L2串联；测电源的外电压．滑动变阻器的触片从左端滑到右端时，其电阻变大，并联电阻变大，电路的总电阻变大，电流变小，内电压也变小，外电压变大，的示数变大；因L2连在干路，其电流变小，电压也变小，功率变小而变暗；并联电路的电压变大，L1功率也变大而变亮．4．(2017·安徽联考)某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略)，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是下图中的( )答案 C解析设图中定值电阻的阻值为R，则四个选项中电压表的读数分别为U A＝E－I(r＋R)、U B ＝E－Ir、U C＝IR和U D＝E－Ir，则可知只有C项满足题中要求，所以选项C正确．5.如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2是定值电阻，R B是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d接报警器．电路闭合后，当传感器R B所在处出现磁体时，则电流表的电流I，c、d两端的电压U将( )A．I变大，U变小B．I变小，U变大C．I变大，U变大D．I变小，U变小答案 A解析当R B处出现磁体时，R B减小，总电阻减小，总电流变大，U＝E－I(R1＋r)知U变小，U R1＝IR1知U R1↑，U变小则通过R2电流变小，则Ⓐ示数变大，故选项A正确．6.如图所示，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，r为电源内阻，R3>r，闭合开关S后，在滑动触头P由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( )A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源的输出功率变大D．电源内部消耗的电功率变小答案AC解析 在滑动触头P 由a 端滑向b 端的过程中，电路的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，R 3两端的电压变大，R 2两端的电压减小，因此电流表的示数变小，可知选项A 正确，选项B 错误；由于R 3>r ，随着滑动变阻器连入电路的电阻减小，电源的输出功率变大，电源内部消耗的电功率变大，因此选项C 正确，选项D 错误．7．(2016·上海)如图所示电路中，电源内阻忽略不计．闭合电键，电压表示数为U ，电流表示数为I ；在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3答案 BC解析 据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故选项A 错误；滑片滑动过程中，电阻R 1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增加，故选项B 、C 正确；由于电压表示数没有变化，故选项D 错误．8．(2016·江苏)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A答案 AC解析 设四个电阻的等效电阻为R 路，由1R 路＝115 Ω＋5 Ω＋15 Ω＋15 Ω得R 路＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律知，I ＝E R 路＋r ＝12 V 10 Ω＋2 Ω＝1 A ，设路端电压为U ，则U ＝IR 路＝1 A ×10 Ω＝10 V ，选项A 正确；电源的总功率P ＝EI ＝12 W ，选项B 错误；设电源负极电势为0 V ，则a 点电势φa ＝0.5 A ×5 Ω－0＝2.5 V ，b 点电势φb ＝0.5 A ×15 Ω－0＝7.5 V ，则a 、b 两点的电势差U ab ＝φa －φb ＝2.5 V －7.5 V ＝－5 V ，所以a 、b 间电压的大小为5 V ，选项C 正确；当将a 、b 两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时a 、b 两点电势相等，其等效电路图如图所示．其中一个并联电路的等效电阻为3.75 Ω，显然总电阻为9.5 Ω，电流I ′＝E R 总＝2419A ，故选项D 错误．9．如图所示，A 、B 分别为电源E 和电阻R 的U －I 图线，虚线C 是过图线A 、B 交点的曲线B 的切线．现将电源E 与电阻R 及开关、导线组成闭合电路，由图像可知( )A ．电源的电动势为3 V ，此时消耗的总功率为6 WB ．R 的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1 ΩC ．此时电源消耗的热功率为4 W ，效率约为66.7%D ．若再串联一定值电阻，电源的输出功率可能不变答案 AD解析 由电源的U －I 图线可知电源的电动势为3 V ，内电阻为1 Ω，此时电阻两端电压为1 V ，通过的电流为2 A ，所以电源消耗的总功率为P ＝EI ＝6 W ，A 项正确；由题图可知R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为R ＝U I＝0.5 Ω，B 项错误；由P r ＝I 2r 知此时电源消耗的热功率为4 W ，由η＝UI EI×100%知电源的效率是33.3%，C 项错误；当内、外电阻相等时，电源的输出功率为最大，所以再串联一定值电阻，电源的输出功率可能不变、增大或减小，D 项正确．10.如图所示的电路中，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( )A ．R 3断路B ．R 2断路C ．R 1短路D ．R 1、R 2同时短路答案 B解析由电路图可知，通过灯泡A的电流等于通过灯泡B的电流与通过R2的电流之和．灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，说明通过灯泡B的电流变大，而通过灯泡A 的电流变小，因此通过R1的电流变小，所以选B项．R3断路或R1短路都会使两灯泡都比原来变亮；R1、R2同时短路会使灯泡A比原来变亮，灯泡B熄灭．11．(2016·黄冈模拟)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻．当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表Ⓐ和电压表的示数分别为I和U.以下说法正确的是( )A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少C．若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变答案BD解析若仅将R2的滑动触头P向b端移动，电压表与电流表示数都不变，选项A错误；增大A、B板间距离，电容减小，电容器两端电压不变，由Q＝CU得电荷量减小，选项B正确；光照更强，光敏电阻R1变小，根据串联分压，U变小，选项C错误；U变化量的绝对值与I 变化量的绝对值的比值就等于r，选项D正确．12．如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动触头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，电源的内阻不能忽略，则下列判断正确的是( )A．小球带负电B．当滑动触头从a向b滑动时，绝缘线的偏角θ变大C．当滑动触头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D．当滑动触头停在b处时，电源的输出功率一定大于滑动触头在a处时电源的输出功率答案 C解析根据电路图可知φA>φB，A、B间电场强度方向水平向右，小球受电场力方向也向右，故小球带正电，A项错误．当滑动触头从a向b滑动时，R1两端电压减小，板间场强减小，绝缘线的偏角变小，所以B项错误．当极板间电压减小时，由Q＝CU可知Q减小，电容器放电，电流表中有电流，方向从上向下，所以C项正确．由于电源的内阻与外电阻的关系不确定，所以无法判断电源的输出功率变化情况，D 项错误．13.如图所示，M 、N 是两块水平放置的平行金属板，R0为定值电阻，R 1，R 2为可变电阻，开关S 闭合．质量为m 的带正电荷的微粒从P 点以水平速度v 0射入金属板间，沿曲线打在N 板上的O点．若经下列调整后，微粒仍从P 点以水平速度v 0射入，则关于微粒打在N 板上的位置说法正确的是( )A ．保持开关S 闭合，增大R 1，粒子打在O 点左侧B ．保持开关S 闭合，增大R 2，粒子打在O 点左侧C ．断开开关S ，M 极板稍微上移，粒子打在O 点右侧D ．断开开关S ，N 极板稍微下移，粒子打在O 点右侧答案 AD解析 保持开关S 闭合，R 0两端的电压为U ＝E R 0＋R 1·R 0，增大R 1，U 将减小，电容器两端的电压减小，故粒子受重力和电场力，产生的加速度增大，则d 2＝12at 2，水平位移为x ＝v 0t ＝v 0d a，水平位移将减小，故粒子打在O 点左侧，故A 项正确；保持开关S 闭合，增大R 2，不会影响电阻R 0两端的电压，故粒子打在O 点，故B 项错误；断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为E ＝U d ，结合C ＝Q U 及C ＝εS 4πkd 可得E ＝4πkQ S ε，电场强度不变，故加速度不变，M 极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在O 点，故C 项错误；若N 极板稍微下移，偏转量增大，根据d ′＝12at 2，水平位移为x ＝v 0t ＝v 02d ′a，水平位移将增大，故粒子打在O 点右侧，故D 项正确．14．如图甲所示，其中R 两端电压U 随通过该电阻的直流电流I 的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0 V(内阻不计)，且R 1＝1 000 Ω(不随温度变化)．若改变R 2，使AB 与BC 间的电压相等，这时( )A ．R 的阻值为1 000 ΩB ．R 的阻值为1 300 ΩC ．通过R 的电流为1.5 MaD ．通过R 的电流为2.0 mA答案 BC解析 要使AB 与BC 间的电压相等，即有E ＝U AB ＋U BC ，U AB ＝U BC ，解得U BC ＝3.5 V ．而U BC ＝U ＋IR 1，联立解得U ＝U BC －IR 1，将U BC ＝3.5 V ，R 1＝1 000 Ω代入得U ＝3.5－1 000I ，在题给图像中作出函数关系U ＝3.5－1 000I 的图像，两图像的交点对应的横纵坐标I ＝1.5 mA ，U ＝2 V 即为公共解，由IR ＝U 解得R ＝U I＝1 300 Ω.二、非选择题15．(2017·济南测试)如图甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R 2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值．解析 (1)图乙中AB 延长线，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝E I＝20 Ω (2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应图乙中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A得R 2＝U 2I 2＝5 Ω (3)当P 滑到R 3的左端时，由图乙知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω 因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2 所以滑动变阻器的最大阻值为R 3＝300 Ω。