闭合电路欧姆定律的五种应用

闭合电路欧姆定律的应用目标：掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题的方法1．U—I图像的求解2．闭合电路的动态分析3．闭合电路中的功率及其最大值问题4．含电容电路的的计算类型一：U—I图像的求解【典题】1下图所示的U-I图线中，I是电源的路端电压随电流的变化图线，Ⅱ是某电阻的U-I图线，当该电源向该电阻供电时，求：（1）电源的输出功率P出是多大？（2）电源内部损耗的功率P内是多大？（3）电源的效率是多大？电路图2913甲所示，若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．2．如图2是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，有图像可知，该电源的电动势_____V,内阻为____。

3．如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电池串联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图15甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计.求:(1)组成电源的串联电池的个数.(2)滑动变阻器总阻值.(3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路0 2 4 6 8123U/vI/A端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)类型二： 闭合电路的动态分析闭合电路动态分析的基本思路是：“部分→整体→部分”，即从某个电阻的变化入手，由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况，然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点：1、理解闭合电路欧姆定律E=U 外+Ir （E 、r 不变）；部分电路欧姆定律U=IR 。

2、局部电阻增则总电阻增，反之则总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之则总电阻增。

3、两个关系：外电压等于外电路上串联的各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。

有一部分电路中的R 、I 、U 都发生变化，这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题，还要结合串、并联电路的特点去进行判断。

动态分析的一般步骤：（1） 局部电阻确定外电路的电阻如何变化（2） 根据闭合电路欧姆定律E I R r=+，确定电路中的总电流如何变化 （3） 由U 内=Ir 确定电源的内电压如何变化 （4） 由U 外=E —Ir 确定电源的外由电压如何变化 （5） 由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化 （6） 确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变 【典题】 1． 如图10-3-2所示，当滑动变阻器R 3的滑片C 向B 方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对电路的影响不计）2．如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( )A ．电压表V 的读数增大，电流表A 的读数减小B ．电压表V 和电流表A 的读数都增大C ．电压表V 和电流表A 的读数都减小D ．电压表V 的读数减小，电流表A 的读数增大 3、如图7所示的电路中，电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变，电灯L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b 端滑动，则（ ）A 、电灯L 更亮，安培表的示数减小B 、电灯L 更亮，安培表的示数增大C 、电灯L 更暗，安培表的示数减小D 、电灯L 更暗，安培表的示数增大4：如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( )A. 伏特表V 的读数增大,安培表A 的读数减小B. 伏特表V 和安培表A 的读数都增大C. 伏特表V 和安培表A 的读数都减小D. 伏特表V 的读数减小,安培表A 的读数增大5：如图所示电路中，电源电动势和内电阻为定值，固定电阻的阻值Ｒ２小于变阻器ａｂ两端之间的总阻值Ｒ３，Ｒ１≠０。

当变阻器的滑片Ｐ从ａ向ｂ移动过程中，两电压表Ｖ１和Ｖ２的示数变化是（ ） A 1 A 2A 3 V 2 VAB V 1R 1 R 2 R 3 C 10-3-2 图10-4-4图7A.V1变大,V2变大B.V1变大,V2变小C.V1先变大后变小,V2先变大后变小D.V1先变大后变小,V2总增大6:如图所法,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动时,两灯的变化是( )A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗7:如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时( )A.安培表的示数减小,伏特表的示数增大B.安培表的示数增大,伏特表的示数减小C.安培表和伏特表示数都减小D.安培表和伏特表示数都增大8、如图电路中，电阻R1= R2=１Ω，变阻器R３的阻值范围是０－１０Ω，电源电动势E =１０V，内电阻r=３Ω.求：（1）当变阻器R３阻值多大时，电源输出功率最大?（2）当变阻器R３阻值多大时，它消耗的电功率最大?（3）当变阻器R３阻值多大时，R１消耗的电功率最大?（4）当变阻器R３阻值由０开始增大过程中，电源输出功率怎样变化？（5）当变阻器R３阻值由０开始增大过程中，R３消耗的电功率怎样变化？（6）若r=１Ω，其他条件不变，当变阻器R３阻值由０开始增大过程中，电源输出功率又怎样变化？9、如图所示电路中,直流发电机E=250 V,r=3 Ω,R1=R2=1 Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200 V,额定功率为1 000 W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?（2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大?（3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?（4）当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大?（5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大?10 如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（）A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU211、在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为 ( )A．A灯和B灯都变亮 B．A灯、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗 D．A灯变暗，B灯变亮12、四个小灯连接成如图1所示电路，合上电键S，各灯均正常发光．若小灯L4灯丝突然烧断，则其余各灯亮度的变化情况是（ ）A ．L 1变亮，L 2L 3均变暗B ．L 1变暗，L 2L 3均变亮C ．L 1变暗，L 2熄灭，L 3变亮D ．L 1L 2变亮，L 3变暗类型三：闭合电路中的功率及其最大值问题13、 已知如图14-3-4，E =6V ，r =4Ω，R 1=2Ω，R 2的阻值变化范围是0~10Ω。

求：①电源的最大输出功率； ②R 1上消耗的最大功率； ③R 2上消耗的最大功率。

14、 如图10-3-5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（ ）A.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上获得最大功率D.当R 2＝0时，电源的输出功率最大 15、．在图10-3-6示的电路中，若R 1=4Ω，R 3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源总功率为40W ，输出功率为37.6W ，求电源电动势和电阻R 216、如图所示，电源的电动势E =6.0V ，电阻R 1＝8Ω，电动机绕组电阻r ′＝2Ω，当电键K 断开时，电阻R 1消耗的电功率是2.88W ；当电键闭合时，电阻R 1消耗的电功率是2W ，求：电键闭合时，电动机的输出功率。

类型四：含电容电路的的计算17、在如图9所示的电路中，电源电动势E=3.0V ，内电阻r=1.02.如图所示，为了使白炽灯泡L 在电路稳定后变得更亮，可以采取的方法有 A.只增大电阻R 1的阻值 B.只增大电阻R 2的阻值C.只增大电容C 两板间的距离D.在电容器两板间插入玻璃板 18、如图所示电路中，R 1=3Ω，R 2=6Ω，R 3=1.5Ω，C=20μF ，当开关S 1闭合、S 2断开电路稳定时，电源消耗的总功率为S 1、S 2都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率为4W ，求：（1）电源电动势E 和内阻r 。

（2）当S 1、S 2闭合时电源的输出功率。

（3）当S 1闭合，分别计算在S 2为多少？E r R 2 R 1 图14-3-4 图10-3-5图10-3-6C R 1R 2R 3S 1S 2图9 C KL R 3 R 2 R 1 E 、r D C B A19．图中变阻器R 1的最大阻值是4Ω，R 2＝6Ω，电源内阻r ＝1Ω，闭合K ，调节滑动头P 到R 1中点时，灯L 恰能正常发光，此时电源总功率为16W ，电源输出功率为12W 。

求：(1)灯电阻R L ；(2)断开K 要使灯仍正常发光，P 点应如何滑动，并求这时电源的输出功率和效率。

20．如图所示，电阻R 1＝12Ω，R 2＝R 3＝R 4＝6Ω，当电键K打开时，伏特表的示数为12V ，全电路消耗的电功率为13W ，则电键K 闭合后，伏特表和安培表的示数各多大?(安培表、伏特表接入对电路的影响均忽略不计)类型四 故障问题21、如图3所示的电路中，店员电动势为6V ，当开关S 接通后，灯泡L 1和灯泡L 2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uac=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定（）A 、 L 1和L 2的灯丝都烧断了B 、 L 1的灯丝都烧断了C 、L 2的灯丝都烧断了D 、变阻器R 断路 22、如图11所示，电灯L 标有“4V,1W ”，滑动变阻器总电阻为50Ω。

当滑片滑至某位置时，L 恰好正常发光，此时电流表的示数为0.45A 。

由于外电路发生故障，电灯L 突然熄灭，此时电流表的示数变为0.5A ，电压表的示数为10V 。

若导线完好，电路中各出接触良好。

试问：(1)、发生故障的是短路还是断路，发生在何处？(2)、发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？(3)、电源的电动势和内阻为多大？ 综合练1如图电路中，若滑动变阻器的滑片从a 向b 移动过程中，三只理想电压表的示数变化的绝对值依次为ΔV 1、ΔV 2、ΔV 3，下列各组数据可能出现的是A.ΔV 1=3V ，ΔV 2=2V ，ΔV 3=1VB.ΔV 1=5V ，ΔV 2=3V ，ΔV 3=2V 图3图11V 1 a bC.ΔV 1=0.5V ，ΔV 2=1V ，ΔV 3=1.5VD.ΔV 1=0.2V ，ΔV 2=1.0V ，ΔV 3=0.8V2、图2所示的电路中，R 1＝3Ω，R 2＝9Ω，R 3＝6Ω，电源电动势ε＝24V ，内阻不计．当电键S 1、S 2均开启和均闭合时，灯泡L 都同样正常发光．（1）写出两种情况下流经灯泡的电流方向：（2）求灯泡正常发光时的电阻R 和电压U ．3如图4所示电路，电源电动势ε＝6V ，内阻r ＝1Ω．外电路中电阻R 1＝2Ω，R 2＝3Ω，R 3＝7.5Ω．电容器的电容C ＝4μF ．开始电键S 断开．从合上电键到电路稳定的过程中，通过电流表的电量是多少？4如图5所示电路，电源电动势ε＝6.3V ，内电阻r ＝0.5Ω．外电路中电阻R 1＝2Ω，R 2＝3Ω，滑动变阻器的全部电阻R 0＝5Ω．试求滑动头P 由a 端向b 端滑动过程中电压表示数的变化范围．1、6w 2w 66.7%2、 6w 0.5Ω3、 4个 8欧 a ：0.6A 4.8v b:3v c: 4.8v 2.88w d:8Ω1、A1减小 A2增大 A3减小 V1减小 V2增大 V 增大2、D3、A4、A5、D6、C7、B8、①R3=1Ω ② R3=5Ω③ R3=0 ④ 先减后增 ⑤ 一直减小9、① 2只 ②40只 ③8只 ④50只 ⑤1只 10、BD 11、B 12、D13、①R2=2Ω②R2=0③R2=6Ω 14、AC 15、E=20V R2=7Ω 16、P 出=1.5w 17、A 18、①4V 0.5Ω ②3.5w ③断开时C 1065- 闭合时为0 19、①4Ω ②向右移 P 出=7w 87。