高考物理高考物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题
高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)
高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧和训练方法及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示的电路中，电源电动势E =10V ，内阻r =0.5Ω，电阻R 1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。
电动机正常工作时，电压表的示数U 1=3.0V ，求： (1)电源的路端电压； (2)电动机输出的机械功率。
【答案】(1)9V ；(2)8W 【解析】 【分析】 【详解】(1)流过电源的电流为I ，则11IR U =路端电压为U ，由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =2．小勇同学设计了一种测定风力大小的装置，其原理如图所示。
E 是内阻不计、电动势为6V 的电源。
0R 是一个阻值为40Ω的定值电阻。
V 是由理想电压表改装成的指针式测风力显示器。
R 是与迎风板A 相连的一个压敏电阻，其阻值可随风的压力大小变化而改变，其关系如下表所示。
迎风板A 的重力忽略不计。
试求：压力F /N 0 50 100 150 200 250 300 … 电阻/R Ω30282624222018…（1）利用表中的数据归纳出电阻R 随风力F 变化的函数式；（2）若电压表的最大量程为5V ，该装置能测得的最大风力为多少牛顿； （3）当风力F 为500N 时，电压表示数是多少；（4）如果电源E 的电动势降低，要使相同风力时电压表测得的示数不变，需要调换0R ，调换后的0R 的阻值大小如何变化？（只写结论）【答案】（1）300.04()R F =-Ω；（2）m 550F N =；（3） 4.8V U =；（4）阻值变大 【解析】 【分析】 【详解】（1）通过表中数据可得：Fc R∆=∆，故R 与F 成线性变化关系设它们的关系式为： R kF b =+代入数据得：300.04(Ω)R F =-①（2）由题意，0R 上的电压05V R U =，通过0R 的电流为00R U I R =②R R E U U R I I-==③ 解①~④式，得，当电压表两端电压R U 为5V 时，测得的风力最大m 550F N =④（3）由①式得10ΩR =004.8V R EU R R ==+⑤（4）阻值变大3．如图所示的电路中，当开关S 接a 点时，标有“5V ，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S 接b 点时，标有“4V ，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．【答案】6V ，2Ω 【解析】 【详解】当开关接a 时，电路中的电流为I 1=11PU =2.55A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 1＋I 1r当开关接b 时，电路中的电流为I 2=22P U =44A=1A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 2＋I 2r联立解得E =6V r =2Ω.4．如图所示，水平U 形光滑框架，宽度1L m =，电阻忽略不计，导体棒ab 的质量0.2m kg =，电阻0.5R =Ω，匀强磁场的磁感应强度0.2B T =，方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒，当ab 棒的速度达到2/m s 时，求此时：()1ab 棒产生的感应电动势的大小； ()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向； ()3ab 棒所受安培力的大小和方向； ()4ab 棒的加速度的大小．【答案】（１）0.4V （２）0.8A 从a 流向b （３）0.16N 水平向左 （４）24.2/m s 【解析】 【分析】 【详解】试题分析：（1）根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ，求出电动势的大小．（2）由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，由右手定则判断电流的方向.（3）由安培力公式求出安培力的大小，由左手定则判断出安培力的方向．（4）根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度．（1）根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯= （2）由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===，由右手定则可知电流方向为：从a 流向b（3）ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=，由左手定则可知安培力方向为：水平向左（4）根据牛顿第二定律有：F F ma -=安，得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m安--===5．如图所示，电流表A 视为理想电表，已知定值电阻R 0=4Ω，滑动变阻器R 阻值范围为0~10Ω，电源的电动势E =6V ．闭合开关S ，当R =3Ω时，电流表的读数I =0.5A 。
高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)
高考物理高考物理闭合电路的欧姆定律的基本方法技巧及练习题及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R 1＝R 3＝2R 2＝2R 4，电键S 闭合时，间距为d 的平行板电容器C 的正中间有一质量为m ，带电量为q 的小球恰好处于静止状态；现将电键S 断开，小球将向电容器某一个极板运动。
若不计电源内阻，求： (1)电源的电动势大小；(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。
【答案】(1)2mgdE q=(2)03gd v =【解析】 【详解】(1)电键S 闭合时，R 1、R 3并联与R 4串联，(R 2中没有电流通过)U C ＝U 4＝12E 对带电小球有：2C qU qEmg d d== 得：2mgdE q=(2)电键S 断开后，R 1、R 4串联，则233CE mgd U q==' 小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得21222C U d mg q mv ⋅-⋅=' 解得：03gdv =2．如图所示电路中，r 是电源的内阻，R 1和R 2是外电路中的电阻，如果用P r ，P 1和P 2分别表示电阻r ，R 1，R 2上所消耗的功率，当R 1=R 2= r 时，求： (1)I r ∶I 1∶I 2等于多少 (2)P r ∶P 1∶P 2等于多少【答案】(1)2：1：1；(2)4：1：1。
【解析】 【详解】(1)设干路电流为I ，流过R 1和R 2的电流分别为I 1和I 2。
由题，R 1和R 2并联，电压相等，电阻也相等，则电流相等，故I 1=I 2=12I 即I r ∶I 1∶I 2=2：1：1(2)根据公式P =I 2R ，三个电阻相等，功率之比等于电流平方之比，即P r ：P 1：P 2=4：1：13．如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板A 、B 间的距离为d ，金属板长为L ，在两金属板左端正中间位置M ，有一个小液滴以初速度v 0水平向右射入两板间，已知小液滴的质量为m ，带负电，电荷量为q ．要使液滴从B 板右侧边缘射出电场，电动势E 是多大？(重力加速度用g 表示)【答案】220222md v mgdE qL q=+ 【解析】 【详解】由闭合电路欧姆定律得2E EI R R R ==+ 两金属板间电压为U BA ＝IR ＝2E 由牛顿第二定律得qBAU d－mg ＝ma 液滴在电场中做类平抛运动，有L ＝v 0t 21 22d at =联立解得220222md v mgdEqL q=+ 【点睛】题是电路与电场两部分知识的综合，关键是确定电容器的电压与电动势的关系，掌握处理类平抛运动的分析方法与处理规律．4．如图所示，R 为电阻箱，V 为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2Ω时，电压表读数为U 1＝4V ；当电阻箱读数为R 2＝5Ω时，电压表读数为U 2＝5V ．求：（1）电源的电动势E 和内阻r ．（2）当电阻箱R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值P m 为多少？ 【答案】（1）E =6 V r =1 Ω （2）当R=r =1 Ω时，P m =9 W 【解析】 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律E U Ir =+得：111U E U r R =+，代入得44422E r =+=+①， 222U E U r R =+，代入得：5555E r r =+=+②， 联立上式并代入数据解得：E=6V ，r=1Ω（2）当电阻箱的阻值等于电源的内电阻时电源的输出功率最大，即有R=r=1Ω电源的输出功率最大为：22226()92441m E E P I R r W W r r =====⨯；5．如图所示电路中，电源电动势E ＝16V ，内电阻r ＝1.0Ω，电阻R 1＝9.0Ω，R 2＝15Ω。
高考物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理部分电路欧姆定律答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R最大阻值为36Ω，灯泡电阻不随温度变化。
闭合S、S1、S2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电压表示数为3V；闭合S、S1，断开S2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，灯泡正常发光。
求：（1）电源电压；（2）R0的阻值。
【答案】（1）12V（2）【解析】【详解】（1）灯泡的电阻：；当闭合S、S1、S2，当滑动变阻器滑片位于最右端时，电路中的电流电源的电压U=I（R L+R）=0.25A×（12Ω+36Ω）=12V；（2）闭合S、S1，断开S2，当滑动变阻器滑片位于最左端时，∵灯泡正常发光，∴电路中的电流R0两端的电压U0=U-U L=12V-6V=6V，【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是开关闭合、断开时电路变化的判断和知道额定电压下灯泡正常发光。
2．以下对直导线内部做一些分析：设导线单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v．现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示．(1)请建立微观模型,利用电流的定义qIt=，推导：j=nev;(2)从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动．设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式．【答案】（1）j=nev（2）E jρ＝【解析】【分析】【详解】（1）在直导线内任选一个横截面S，在△t时间内以S为底，v△t为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过，由电流及电流密度的定义知：I qjS tSVV＝＝，其中△q=neSv△t，代入上式可得：j=nev（2）（猜想：j与E成正比）设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U，则UEl ＝；电流密度的定义为IjS ＝，将UIR＝代入，得UjSR＝；导线的电阻lRSρ＝，代入上式，可得j、ρ、E三者间满足的关系式为：Ejρ＝【点睛】本题一要掌握电路的基本规律：欧姆定律、电阻定律、电流的定义式，另一方面要读懂题意，明确电流密度的含义．3．有一个表头，其满偏电流I g=1mA，内阻R g=500Ω．求：（1）如何将该表头改装成量程U=3V的电压表？（2）如何将该表头改装成量程I=0.6A的电流表？【答案】（1）与表头串联一个2500Ω的分压电阻，并将表头的刻度盘按设计的量程进行刻度。
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)
高考物理闭合电路的欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示电路，A 、B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF ，电流表内阻不计，求：(1)闭合开关S 后，电容器所带电荷量；(2)断开开关S 后，通过R 2的电荷量。
【答案】(1)6.4×10-5C ；(2)53.210C -⨯【解析】【分析】【详解】(1)当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路，据欧姆定律得电流表的读数为34A 0.8A 14E I r R ===++ 电容器所带电荷量 653320100.84C 6.410C Q CU CIR --=⨯⨯⨯=⨯==(2)断开电键后，电容器相当于电源，外电路1R 、2R 并联后与3R 串联，由于各个电阻相等，则通过2R 的电荷量为51 3.210C 2Q Q -==⨯'2．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。
但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。
设一节新电池的电动势E 1=1.5V ，内阻r 1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E 2=1.2V ，内阻r 2=4.3Ω。
手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。
求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压；(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。
【答案】(1)2.64V ；(2)1.29V ；(3)不妥当。
因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压 2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时，电流12120.3A =E E I R r r =+'++ 灯泡两端的电压 1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。
高中物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题含解析
高中物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题含解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示电路,A 、B 两点间接上一电动势为4V 、内电阻为1Ω的直流电源,3个电阻的阻值均为4Ω,电容器的电容为20μF,开始开关闭合，电流表内阻不计,求:（1）电流表的读数; （2）电容器所带电荷量; （3）开关断开后,通过R 2的电荷量.【答案】（1）0.8A （2）6.4×10-5C ；（3）3.2×10-5C 【解析】试题分析：（1）当电键S 闭合时，电阻R 1、R 2被短路．根据欧姆定律得，电流表的读数340.841E I A A R r ===++ （2）电容器所带的电量Q=CU 3=CIR 3=20×10-6×0. 8×4C=6.4×10-5C ；（3）断开电键S 后，电容器相当于电源，外电路是R 1、R 2相当并联后与R 3串联．由于各个电阻都相等，则通过R 2的电量为Q′=1/2Q=3.2×10-5C 考点：闭合电路的欧姆定律；电容器【名师点睛】此题是对闭合电路的欧姆定律以及电容器的带电量的计算问题；解题的关键是搞清电路的结构，知道电流表把两个电阻短路；电源断开时要能搞清楚电容器放电电流的流动路线，此题是中等题，考查物理规律的灵活运用.2．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S 、长为l 的金属电阻丝，单位体积内有n 个自由电子，每一个电子电量为e ．该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U ，假设自由电子定向移动的速率均为v ． （1）求导线中的电流I ；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t 内电流做功W 为多少，小红记得老师上课讲过，W ＝UIt ，但是不记得老师是怎样得出W ＝UIt 这个公式的，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即E ＝Ul，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功UW qEvt qvt l==，将q 代换之后，小红没有得出W ＝UIt 的结果．a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程．b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j，导线的电阻率为ρ，试证明：Ujlρ=．（3）由于恒定电场的作用，导体内自由电子会发生定向移动，但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化．金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞．假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0（这个时间由自由电子热运动决定，为一确定值），碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．请根据以上内容，推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关．【答案】（1）I neSv=（2）见解析（3）电阻率22mne tρ=为定值，与电压无关．【解析】（1）假设在ts内，通过导线横截面的总电量为q，则：q=Vne其中ts内，通过横截面所以电子所占体积V=S v t所以q=S v net根据电流的定义，得：qIt==neS v（2）a．如图所示，根据电场强度和电势差的关系，U UEl vt==所以在ts内，恒定电场对自由电荷的静电力做功UW qEl qEvt q vt qUvt====其中q It=，带入上式得W IUt=b．根据题意，单位时间内，通过单位面积的电荷量，称为电流密度即：qjSt=根据电阻定律：l R Sρ= 又因为l vt =所以：q l U IR q t S j l l l tSρρρ===⋅=⋅（3）自由电子连续两次与同一个不动粒子碰撞的时间间隔为t 0，碰后电子立刻停止运动． 根据动量定理由00Uet mv l ⋅=-，得0Uet v ml= 电子定向移动的平均速率为0022Uet v v ml+== 根据电流得微观表达式20022Uet ne USt I neSv neS ml ml==⋅=根据欧姆定律202U mlR I ne St == 根据电阻定律可知22002S ml S m Rl ne St l ne t ρ==⋅= 故影响电阻率的因素为:单位体积的自由电子数目n,电子在恒定电场中由静止加速的平均速度t 0.3．如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V 0．9 W”的字样（传感器可看做一个纯电阻），滑动变阻器R 0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0．6 A ，电压表的量程为3 V ．求（1）传感器的电阻和额定电流？（2）为了确保电路各部分的安全，在a 、b 之间所加的电源电压最大值是多少？ （3）如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a 、b 之间，闭合开关S ，通过调节R 0来改变电路中的电流和R 0两端的电压，检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次1．480．16第二次0．910．22若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？【答案】（1）10 Ω 0．3 A （2）6 V （3）仍可使用 3 V【解析】（1）R传＝＝Ω＝10 ΩI传＝＝A＝0．3 A（2）最大电流I＝I传＝0．3 A电源电压最大值U m＝U传＋U0U传为传感器的额定电压，U0为R0m＝10 Ω时R0两端的电压，即U0＝I传·R0m＝0．3×10 V＝3 V所以U m＝U传＋U0＝3 V＋3 V＝6 V（3）设实际检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传′，根据第一次实验记录数据有U＝I1R传′＋U1根据第二次实验记录数据有U＝I2R传′＋U2代入数据解得R传′＝9．5 Ω，U＝3 V传感器的电阻变化为ΔR＝R传－R传′＝10 Ω－9．5 Ω＝0．5 Ω＜1 Ω所以此传感器仍可使用4．如图所示电路中，灯L标有“6V，3W”，定值电阻R1=4Ω，R2=10Ω，电源内阻r=2Ω，当滑片P滑到最下端时，理想电流表读数为1A，此时灯L恰好正常发光，试求：（1）滑线变阻器最大值R；（2）当滑片P滑到最上端时，电流表的读数【答案】【解析】试题分析：（1）灯L 的电阻为：R L =LLP U 2=12Ω当P 滑到下端时，R 2被短路，灯L 与整个变阻器R 并联，此时灯正常发光，通过灯L 的电流为：I L =LLU P =0．5A 通过变阻器R 的电流为：I R =I A -I L =1A-0．5A=0．5A 则I R =I L ，即得滑线变阻器最大值为：R=R L =12Ω （2）电源电动势：1()12V L LRR E I R r R R =++=+=当P 滑到上端时，灯L 、变阻器R 及电阻R 2都被短路，此时电流表的读数为：I′=r R E+=2A 考点：【名师点睛】闭合电路的欧姆定律5．一个电流表G 的内阻g r =l k Ω，满偏电流为g I =500uA ，现要把它改装成量程为15 V 的电压表，求： （1）串联的分压电阻；（2）50uA 刻度处对应的电压值为多少？ 【答案】（1）42.910Ω⨯；（2）1.5V 【解析】 【分析】本题（1）的关键是根据串联电路规律和欧姆定律解出分压电阻阻值即可；题（2）的关键是明确电压表表盘刻度是均匀的，然后按比例求解即可． 【详解】（1）根据欧姆定律可知，需要串联的分压电阻为：61510002950010g g U R r k I -=-=-=Ω⨯. （2）由改装原理可知，500μA 刻度对应的电压为15V ，由于电压表的刻度是均匀的，所以50μA 刻度对应的电压应是1550 1.5500UV V =⨯=' 【点睛】电压表或电流表的改装原理是欧姆定律和串并联规律，可以先画出电路图，然后求解即可；应明确直流电表的表盘刻度是均匀的．6．若加在某导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减小了0.4A ．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为多大？【答案】2A 【解析】 【详解】设是导体两端原来的电压为U ，电流为I ，则导体电阻U R I=， 又由题，导体两端的电压变为原来的35时，导体中的电流减小了0.4 A ，则有35(0.4)UR I -=，联立得()350.4U U I I -=， 解得=1.0A I ，当电压变为2U 时，22A I I '==7．如图所示的电路中，已知AB 间的电压24V AB U =，电阻110R =Ω，220R =Ω，330R =Ω，X 、Y 表示两个理想表，求下列情况下两电表的读数：（1）X 、Y 分别表示两个电压表； （2）X 、Y 分别表示两个电流表； （3）X 表示电流表，Y 表示电压表．【答案】（1）120V U =，212V U = （2）1 3.6A I =，22A I = （3） 2.4A I =，24V U = 【解析】 【详解】（1）X 、Y 分别表示两个电压表V 1、V 2，三个电阻是串联关系； 电流为1230.4A UI R R R ==++电压表V 1读数为()12320V U I R R =+=电压表V 2读数为()11212V U I R R =+=（2）X 、Y 分别表示两个电流表A 1、A 2，三个电阻是并联关系； 通过电阻R 1的电流为112.4A UI R == 通过电阻R 2的电流为221.2A UI R == 通过电阻R 3的电流为330.8A UI R == 电流表A 1的电流为：113 3.2A A I I I =+=电流表A 2的电流为2232A A I I I =+=（3）X 表示电流表A ，Y 表示电压表V ，电阻R 2和R 3被短路，电流表读数为12.4A UI R == 电压表V 读数为24V ；8．如图，是一个电热毯示意电路图．R 0是电热毯中的电阻丝，R 是与电热毯与电阻丝串联的电阻．电热毯上标有“220V 100W”字样，S 是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关．（1）用学过的公式推理说明开关S 断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？ （2）若要求在保温时电流通过电阻丝R 0每分钟有60J 的电能转化为内能，电阻R 的阻值是多大？【答案】（1）电热毯处于保温状态（2）4356Ω 【解析】 【分析】【详解】 （1）根据公式：2P I R =R 0一定，t 一定时，电热毯功率大时，处于加热状态 S 闭合时，R 0发热功率：220000 U P I R R R ⎛⎫== ⎪⎝⎭① S 断开时，R 0发热功率：220000 U P I R R R R ⎛⎫'== ⎪+⎝⎭ ② 比较①②两式得00P P >'所以当S 闭合，电热毯处于加热状态．S 断开，电热毯处于保温状态． （2）根据“220V 100W ”可得22000220484100U R P ===Ω保温时：电阻R 0两端电压为U 0200U Q t R =已知：Q 0=60J ，t =1min=60s 则有：00022Q R U t==V 所以R 上分到的电压为0R U U U =-=220-22=198V根据00R U U RR = 解得：R =4356Ω9．如图所示，滑动变阻器的总电阻R ＝1 000 Ω，A 、B 两端电压U ＝100 V ，调节滑片P 使其下部电阻R 1＝400 Ω.（1）空载时，C 、D 两端电压多大？（2）在C 、D 间接入一个R 0＝400 Ω的电阻，C 、D 两端的电压多大？【答案】（1）40V （2）25V 【解析】 【分析】 【详解】（1）空载时CD 两端电压，即为R 1两端的电压；则为：1112100400V 40V 1000AB R U U R RR =⨯=+＝（2）由图可知R 1与R 0并联后，再与R 2串联，则总电阻010********600800400400R R R R R R ⨯'=+=+=Ω++；由欧姆定律可得：则CD 两端的电压'10020025V 800AB CD U U IR R R ===⨯=并并10．一个T 形电路如图所示，电路中的电阻R 1＝10 Ω，R 2＝120 Ω，R 3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V ，内阻忽略不计（1）当cd 端短路时，ab 之间的等效电阻是多少？ （2）当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为多少V ？【答案】（1）40Ω（2）80V 【解析】 【详解】（1）当cd 端短路时，ab 间电路的结构是：电阻R 2、R 3并联后与R 1串联，等效电阻为：2312312040104012040R R R R R R ⨯=+=+=Ω++（2）当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压等于电阻R 3两端的电压31340100V 80V 4010R U E R R ==⨯=++11．如图甲所示的电路中，小量程电流表的内阻R g ＝100 Ω，满偏电流I g ＝1 mA ，R 1＝1900 Ω，R 2＝100999Ω．则：（1）当S 1和S 2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？ （2）当S 1和S 2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？（3）利用改装后的电压表对图乙的电路进行故障分析．接通S 后，将电压表并联在A 、C 两点时，电压表有读数；当并联在A 、B 两点时，电压表读数为零，请写出存在故障的可能情况．【答案】（1）改装为电压表，其量程为2U V =（2）改装为电流表，其量程为1I A =（3）BC 段断路或AB 段短路或两种情况均存在。
高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)精选全文
可编辑修改精选全文完整版高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．【答案】1A； 1.38V【解析】【分析】【详解】闭合开关S后，由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流I为：I==A=1A路端电压为：U=IR=1×1.38=1.38（V）2．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。
汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。
车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到70A。
求：（1）电动机未启动时车灯的功率。
（2）电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。
（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）【答案】（1）120W；（2）67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动机未启动时=-=U E Ir12V120W P UI ==（2）电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻' 1.2U R I ==Ω267.5W RU P ''==电源电动势不变，电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小，回路电流增大，内电路分得电压增大，外电路电压减小，所以车灯电功率减小。
3．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R 是可变的，电源的电动势为E ，电源的内阻为r ，其余部分的电阻均可忽略不计。
（1）闭合开关S ，写出电路中的电流I 和电阻箱的电阻R 的关系表达式；（2）若电源的电动势E 为3V ，电源的内阻r 为1Ω，闭合开关S ，当把电阻箱R 的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I 为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U 为多大？【答案】(1) EI R r=+ (2)0.2A 2.8V 【解析】 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律，得关系表达式:EI R r=+ （2）将E =3V ，r =1Ω，R =14Ω，代入上式得： 电流表的示数I =3A 141+=0.2A 电源两端的电压U=IR =2.8V4．如图所示，金属导轨平面动摩擦因数µ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E ＝4.5V ，内阻r ＝0.5Ω的直流电源。
高考物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析
高考物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．一电瓶车的电源电动势E ＝48V ，内阻不计，其电动机线圈电阻R ＝3Ω，当它以v ＝4m/s 的速度在水平地面上匀速行驶时，受到的阻力f ＝48N 。
除电动机线圈生热外，不计其他能量损失，求：(1)该电动机的输出功率； (2)电动机消耗的总功率。
【答案】(1)192W ，(2)384W 。
【解析】 【详解】(1)电瓶车匀速运动，牵引力为：48N F f ==电动机的输出功率为：484W 192W P Fv ==⨯=出；(2)由能量守恒定律得：2EI P I R =+出代入数据解得：8A I = 所以电动机消耗的总功率为：488W 384W P EI ==⨯=总。
2．如图所示，电路中接一电动势为4V 、内阻为2Ω的直流电源，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF ，电流表的内阻不计，当电路稳定后，求：（1）电流表的读数 （2）电容器所带的电荷量（3）如果断开电源，通过R 2的电荷量 【答案】（1）0.4A （2）4.8×10-5C （3）-5=2.4102QC ⨯ 【解析】 【分析】 【详解】当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路．根据欧姆定律求出流过3R 的电流，即电流表的读数．电容器的电压等于3R 两端的电压，求出电压，再求解电容器的电量．断开电键S 后，电容器通过1R 、2R 放电，1R 、2R 相当并联后与3R 串联．再求解通过2R 的电量． （1）当电键S 闭合时，电阻1R 、2R 被短路．根据欧姆定律得 电流表的读数30.4EI A R r==+ （2）电容器所带的电量533 4.810Q CU CIR C -===⨯（3）断开电键S 后，电容器相当于电源，外电路是1R 、2R 相当并联后与3R 串联．由于各个电阻都相等，则通过2R 的电量为512.4102Q Q C -==⨯'3．如图的电路中，电池组的电动势E =30V ，电阻，两个水平放置的带电金属板间的距离d =1.5cm 。
(完整版)欧姆定律知识点总结及经典习题(含答案)
●安全用电的原则是：不接触低压带电体，不接近高压带电体。
●高低压的划分低压和高压的界限是1000V ，低于1000V 为低压，高于1000V 为高压。
低压对人体来说并非安全电压，预防低压触电，应不接触低压带电体（主要指火线）。
高压触电分两类：高压电弧触电和跨步电压触电，预防电弧触电应远离易起电弧处，预防跨步电压触电应两脚并拢下蹲，或并脚跳离高压带电体。
知识点2 注意防雷与避雷针 雷电是大气中一种剧烈的放电现象。
云层之间，云层与大气之间的电压高达几百万伏至几亿伏，放电时的电流可达几万安到十几万安，产生很强烈的光和声。
云层和云层之间的放电危害不大，而云层与地面之间的放电如果通过树林、建筑物，巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏，如果这种放电通过人体，能够立即致人死亡。
雷电均发生在积雨云层，由于积雨云层内空气所含的水蒸气比干燥空气多，而电荷极易吸附在水珠表面，故积雨云层积聚许多电荷。
避雷针因在房屋的高处，其尖端曲率半径又极小，分布在其内的负电荷产生的电场很大，易使其周围的空气电离而造成一条可以导电的通道。
并且避雷针是金属做的，是电的良导体，当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地，这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和，使云层放出的电荷完全通过避雷针流入大地而不会损坏建筑物。
知识点3 短路●定义：由于某种原因，电路中不该相连的两点被直接连在一起的现象，叫做短路。
或电流不通过电器直接接通叫做短路。
●短路的危害：电源短路是十分危险的，由于导线的电阻远小于灯泡的电阻，所以通过它的电流会非常大，这样大的电流，电池或者其他电源都不能承受，电源会损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾。
日常生活中我们常采用保险丝、空气开关、熔断器等防止短路或过载带来的危害。
●短路分电源短路和用电器短路两类。
用电器短路时，一般认为用电器中无电流流过，不会对电路造成损害。
串联电路的特点：1、电压特点：串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。
(物理)高考必备物理部分电路欧姆定律技巧全解及练习题(含答案)
（物理）高考必备物理部分电路欧姆定律技巧全解及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．有一灯泡标有“6V 3W ”的字样，源电压为9V ，内阻不计.现用一个28Ω 的滑动变阻器来控制电路，试分别就连成如图所示的限流电路和分压电路，求: （1）它们的电流、电压的调节范围；（2）两种电路要求滑动变阻器的最大允许电流； （3）当灯泡正常发光时，两种电路的效率.【答案】（1）0.225~0.75A a ：，2.7~9V 00.75A b :：，0~9V （2）0.5A a ：0.75A b ： （3）66.6%a ： 44.4%b ： 【解析】 【详解】灯泡的电阻212L U R P==Ω（1）a.当滑动端在最左端时电阻最大，则最小电流：min 9A 0.225A 1228I ==+当滑动端在最右端时电阻最小为0，则最大电流：max 9A 0.75A 12I == 则电流的调节范围是：0.225A~0.75A灯泡两端电压的范围：0.22512V 0.7512V ⨯⨯: ，即2.7~9V ；b.当滑动端在最左端时，灯泡两端电压为零，电流为零；当滑到最右端时，两端电压为9V ，灯泡电流为9A 0.75A 12= 则电流的调节范围是：0~0.75A灯泡两端电压的范围： 0~9V ；（2）a.电路中滑动变阻器允许的最大电流等于灯泡的额定电流，即为0.5A ； b.电路中滑动变阻器允许的最大电流为0.75A ；（3）a.当灯泡正常发光时电路的电流为0.5A ，则电路的效率：000013=10066.60.59P IE η=⨯=⨯ b.可以计算当灯泡正常发光时与灯泡并联部分的电阻为x 满足：6960.528x x-+=-解得x =24Ω此时电路总电流60.50.75A 24I =+= 电路的效率000023=10044.40.759P IE η=⨯=⨯2．如图中所示B 为电源，电动势E=27V ，内阻不计。
高考物理部分电路欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析
高考物理部分电路欧姆定律解题技巧讲解及练习题(含答案)及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图25甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图，其主要结构有一长为L 、宽为b 、高为d 的矩形通道，其前、后板使用绝缘材料，上、下板使用金属材料．图25乙是该主要结构的截面图，上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连．质量为m 、电荷量大小为q 的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A 、B 两极板间的加速电场．已知A 、B 两极板间加速电压为U0，尘埃加速后全都获得相同的水平速度，此时单位体积内的尘埃数为n ．尘埃被加速后进入矩形通道，当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和，同时尘埃被收集．通过调整高压直流电源的输出电压U 可以改变收集效率η（被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值）．尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计．在该装置处于稳定工作状态时：（1）求在较短的一段时间Δt 内，A 、B 两极板间加速电场对尘埃所做的功； （2）若所有进入通道的尘埃都被收集，求通过高压直流电源的电流； （3）请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U 变化的函数关系式． 【答案】（1）nbd ΔtqU 02qU m （2）02qU m （3）若y <d ，即204L U dU <d ，则收集效率η＝y d ＝2204L U d U (U < 2024d U L) ；若y ≥d 则所有的尘埃都到达下极板，收集效率η＝100% (U ≥2024d U L )【解析】试题分析：（1）设电荷经过极板B 的速度大小为0v ，对于一个尘埃通过加速电场过程中，加速电场做功为00W qU =在t ∆时间内从加速电场出来的尘埃总体积是0V bdv t =∆ 其中的尘埃的总个数()0N nV n bdv t ==∆总故A 、B 两极板间的加速电场对尘埃所做的功()000W N qU n bdv t qU ==∆总 对于一个尘埃通过加速电场过程，根据动能定理可得20012qU mv = 故解得02qU W nbd tqU m=∆（2）若所有进入矩形通道的尘埃都被收集，则t ∆时间内碰到下极板的尘埃的总电荷量()0Q N q nq bdv t ∆==∆总通过高压直流电源的电流002qU QI nQbdv nQbdt m∆===∆ （3）对某一尘埃，其在高压直流电源形成的电场中运动时，在垂直电场方向做速度为0v 的匀速直线运动，在沿电场力方向做初速度为0的匀加速直线运动 根据运动学公式有：垂直电场方向位移0x v t =，沿电场方向位移212y at = 根据牛顿第二定律有F qE qU a m m md=== 距下板y 处的尘埃恰好到达下板的右端边缘，则x=L解得204L Uy dU =若y d <，即204L U d dU <，则收集效率2202204()4d U y L UU d d U Lη==< 若y d ≥，则所有的尘埃都到达下极板，效率为100％2024()d U U L≥ 考点：考查了带电粒子在电场中的运动【名师点睛】带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同．先分析受力情况再分析运动状态和运动过程（平衡、加速、减速，直 线或曲线），然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法有两种，第一种利用力和运动的观点，选用牛顿第二定律和运动学公式求解；第二种利用能量转化 的观点，选用动能定理和功能关系求解2．在如图所示的电路中，电源的电动势E=6．0V ，内电阻r=1．0Ω，外电路的电阻R=11．0Ω．闭合开关S ．求：（1）通过电阻R 的电流Ⅰ； （2）在内电阻r 上损耗的电功率P ； （3）电源的总功率P 总．【答案】（1）通过电阻R 的电流为0．5A ；（2）在内电阻r 上损耗的电功率P 为0．25W ；（3）电源的总功率P 总为3W ． 【解析】试题分析：（1）根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R 的电流为：，（2）r 上损耗的电功率为：P=I 2r=0．5×0．5×1=0．25W ，（3）电源的总功率为：P 总=IE =6×0．5=3 W ． 考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．3．如图所示，灵敏电流计的内阻Rg 为500Ω，满偏电流为Ig 为1mA 。
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高考物理高考物理部分电路欧姆定律技巧小结及练习题一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．一根镍铬合金丝的两端加6V的电压时，通过它的电流是2A，求：（1）它的电阻是多少？（2）若通电时间为20s，那么有多少库仑的电荷量通过它？（3）如果在它两端加8V的电压，则这合金丝的电阻是多少？【答案】（1）3Ω（2）40C（3）3Ω【解析】试题分析：（1）根据欧姆定律得，合金丝的电阻R=U/I=3Ω（2）通过合金丝的电荷量Q=It=2×20=40C（3）导体的电阻与其两端的电压及通过它的电流无关，所以电阻仍为R＝3Ω。
考点：电流；欧姆定律【名师点睛】题考查欧姆定律以及电流的定义，要注意明确电阻是导体本身的性质，与导体两端的电压和电流无关。
2．有三盘电灯L1、L2、L3，规格分别是“110V，100W”，“110V，60W”，“110V，25W”要求接到电压是220V的电源上，使每盏灯都能正常发光．可以使用一直适当规格的电阻，请按最优方案设计一个电路，对电阻的要求如何？【答案】电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．【解析】将两个电阻较大的电灯“110V 60W”、“110V 25W”与电阻器并联，再与“110V100W”串连接在220V的电源上，电路连接如图所示，当左右两边的总电阻相等时才能各分压110V，使电灯都正常发光．由公式P=UI得L1、L2、L3的额定电流分别为：I1==A=A，I2==A=A，I3=A=A则通过电阻R的电流为 I=I1﹣I2﹣I3=A=AR==Ω=806.7Ω答：电路如图所示，电阻的要求是阻值为806.7Ω，额定电流为A．【点评】本题考查设计电路的能力，关键要理解串联、并联电路的特点，知道用电器在额定电压下才能正常工作，设计好电路后要进行检验，看是否达到题目的要求．3．如图所示，灵敏电流计的内阻Rg 为500Ω，满偏电流为Ig 为1mA 。
当使用a 、b 两个端点时，是量程为I 1的电流表，当使用a 、c 两个端点时，是量程为I 2的电流表；当使用a 、d 两个端点时，是量程为U 的电压表。
已知电阻R 1、R 2、R 3的值分别为0．5Ω，2Ω和100Ω。
求量程I 1、I 2、U 的值【答案】A I 005.11=， mA I 2012= ， V U 6.20= 【解析】试题分析：接ab 时满足 112)()(R Ig I R Rg Ig -=+ 接ac 时满足 ))(212R R Ig I IgRg +-=（ 解得：A I 005.11= mA I 2012= 接ad 时满足 U R I IgRg =+33 且 ))(-213R R Ig I IgRg +=（ 解得：V U 6.20= 考点：多用电表的原理 【名师点睛】4．如图所示电路中，灯L 标有“6V，3W”，定值电阻R 1=4Ω，R 2=10Ω，电源内阻r=2Ω，当滑片P 滑到最下端时，理想电流表读数为1A ，此时灯L 恰好正常发光，试求：（1）滑线变阻器最大值R ；（2）当滑片P 滑到最上端时，电流表的读数 【答案】 【解析】试题分析：（1）灯L 的电阻为：R L =LLP U 2=12Ω当P 滑到下端时，R 2被短路，灯L 与整个变阻器R 并联，此时灯正常发光，通过灯L 的电流为：I L =LLU P =0．5A 通过变阻器R 的电流为：I R =I A -I L =1A-0．5A=0．5A 则I R =I L ，即得滑线变阻器最大值为：R=R L =12Ω （2）电源电动势：1()12V L LRR E I R r R R =++=+=当P 滑到上端时，灯L 、变阻器R 及电阻R 2都被短路，此时电流表的读数为：I′=r R E+=2A 考点：【名师点睛】闭合电路的欧姆定律5．如图所示，足够长的U 形光滑导体框固定在水平面上，宽度为L ，一端连接的电阻为R 。
导体框所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，电阻为r 的导体棒MN 放在导体框上，其长度恰好等于导体框的宽度，且相互接触良好，其余电阻均可忽略不，在水平拉力作用下，导体棒向右匀速运动，速度大小为v 。
(1)请根据法拉第电磁感应定律推导导体棒匀速运动时产生的感应电动势的大小E=BLv ； (2)求回路中感应电流I 和导体棒两端的电压U ；(3)若改用某变力使导体棒在滑轨上做简谐运动，其速度满足公式v'=cos50m v t π，求在一段较长时间t 内，回路产生的电能大小E 电。
【答案】(1)推导过程见解析；(2)I r BLv R =+，RBLv R r+；(3)2222()m B L v E t R r =+电 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律E Nt∆Φ=∆ 其中=B S BLv t ∆Φ∆=∆，N =1则=BLv t E NBLv t tφ∆∆==∆∆ (2)根据闭合电路欧姆定律EI R r=+ 可得回路中的电流I r BLvR =+ 导体棒两端的电压为RU IR BLv R r==+ (3)该电路中产生了交流电cos50πm e BLv t =其电动势有效值为2m E BLv =时间t 内消耗的电能为2E E t R r=+电解得2222()mB L v E t R r =+电6．在如图所示的电路中，电源内阻r =0.5Ω，当开关S 闭合后电路正常工作，电压表的读数U =2.8V ，电流表的读数I =0.4A 。
若所使用的电压表和电流表均为理想电表。
求： ①电阻R 的阻值； ②电源的内电压U 内； ③电源的电动势E 。
【答案】①7Ω；②0.2V ；③3V 【解析】 【详解】①由欧姆定律U IR =得2.8Ω7Ω0.4U R I === 电阻R 的阻值为7Ω。
②电源的内电压为0.40.50.2V U Ir ==⨯=内电源的内电压为0.2V 。
③根据闭合电路欧姆定律有2.8V 0.40.5V 3V E U Ir =+=+⨯=即电源的电动势为3V 。
7．在如图所示的电路中，A 、B 两端的电压为6V U =，12R =Ω，23R =Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω，小灯泡的电阻为10Ω，电流表和电压表均为理想电表，当滑动触头P 在R 上滑动时，电流表与电压表的示数变化的范围是多少？【答案】电流表示数变化范围是0.6～0.72A ，电压表示数变化范围是0～2.4V 【解析】 【详解】当P 在最上端时，电路的电阻最小，此时L min 12L 253RR R R R R R =++=Ω+ max min 63A 0.72A 25U I R ⨯=== 电压表示数L max max L 5100.72V 2.4V 510RR U I R R ⨯=⋅=⨯=++ 当P 在最下端时，电路的电阻最大max 1210R R R R =++=Ωmin max 6A 0.6A 10U I R === 电压表示数最小，min 0U =所以电流表示数的变化范围是0.6～0.72A ，电压表示数的变化范围是0～2.4V8．在如图（a ）所示的电路中，R 1为定值电阻，R 2为滑动变阻器，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑动触头P 从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图所示，则：（1）V 1表示数随电流变化的图像是甲乙两条图线中的哪条？并求出定值电阻R 1的阻值； （2）求电源的电动势和内阻大小；（3）求电源效率的最大值和电源最大输出功率.【答案】（1）V 1表的示数随电流变化的图像是乙图线，15R =Ω；（2）6V E =，5r =Ω；（3）max 83.3%η≈，max 1.8W P =外。
【解析】 【详解】（1）由图可知，三电阻串联，V 1测R 1两端的电压，V 2测R 2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片向左端滑动时，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由EI R =总可知，电路中的电流增大，因R 1为定值电阻，则其两端的电压11R U IR = 满足成正比关系，图象乙满足U -I 成正比增函数，故V 1表的示数随电流变化的图像是乙图线。
由图象可知，R 1两端的电压U 1=3V ，电路中的电流为：I 1=0.6A ，则电阻R 1的阻值为：111350.6U R I ==Ω=Ω； （2）综述可知V 2表的示数随电流变化的图像是甲图线，取两组数据由全电路的欧姆定律可知：140.2()E R r =-+ 100.6()E R r =-+联立可得：6V E =；5r =Ω；（3）根据电源的效率为：100%=100%P U P E η=⨯⨯外总故当电源的路端电压最大时，电源的效率最大；而电路R 2的阻值增大，总电流减小，路端电压增大，即R 2的阻值最大时，可求得电源的最大效率，由图像甲可知最小电流为0.2A 时，R 1的电压1V ，R 2的电压4V ，有：max 12(41)V R R U U U =+=+则最大效率为：max max 5=100%=100%83.3%6U E η⨯⨯≈ 电源的输出功率为：22212122121212()()()()4()E E P I R R R R R R r R R rrR R =+=+=+-++++外 故理论上当12R R r +=时，即20R =Ω，电源的输出功率最大，此时滑片在最左端，22max 6=W 1.8W 445E P r ==⨯外。
9．如图所示电路中120=R Ω，电源电动势6E =V ，电源及电流表内阻不计，求： （1）当变阻器2R 的滑片滑到A 端时，1R 和2R 上电功率之比为2∶1，2R 的值． （2）当滑片滑到2R 的中点时，电路消耗的功率． （3）当滑片滑到B 端时，电流表的示数．【答案】（1）40Ω （2）1.2W （3）0.15A 【解析】 【详解】（1）当变阻器2R 的滑片滑到A 端时，1R 与2R 并联，电压相等，由题知1R 和2R 上电功率之比为2∶1，根据：2U P R=可知两者电阻之比为：1R ：2R =1：2，则：2R =21R =40Ω（2）当滑片滑到2R 的中点时，电路的总电阻为：21221202022030220202R R R R R R ⨯⨯=+=+=++Ω电源及电流表内阻不计，则电路消耗的功率为：226 1.230E P R ===W（3）当滑片滑到B 端时，1R 短接，则回路中的电流为：260.1530E I R ===A10．如图所示，电源由4节电动势均为 1.5E =V 、内电阻均为0.25r =Ω的电池串联而成，滑动变阻器1R 的滑动触片P 处于正中间位置，电阻220R =Ω，小灯L 上标有“4V 0.2A”的字样．当开关S 断开时，小灯恰正常发光（设灯丝电阻不变）．求： （1）电源总电动势，总内电阻． （2）滑动变阻器的总电阻．（3）当S 闭合后，小灯L 的亮度如何变化？为使小灯正常发光，滑动变阻器的滑动触片P 应向什么方向移动，为什么？【答案】（1）6V ，1Ω（2）18Ω（3）变暗，左，减小电阻，使电路总电流增大，从而使灯分到的电流增大，使灯重新恢复正常发光 【解析】 【详解】（1）电源是由四节干电池串联而成的，所以总电源电动势为6V ，内阻为1Ω （2）当开关S 断开时，小灯恰正常发光，则流过小灯的电流为0.2A ，电压为4V 则内阻的电压为：0.210.2r U Ir ==⨯=V所以滑动变阻器的电压为：640.2 1.8U =--=V此时滑动变阻器1R 的滑动触片P 处于正中间位置，则有：1 1.8920.2R == 得：118R =Ω（3）当S 闭合后，2R 与小灯并联，则总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，可知总电流增大，路端电压减小；根据：U IR =可知滑动变阻器的电压增大，而并联部分的电压等于路端电压减去滑动变阻器的电压，所以并联部分的电压减小，则小灯的亮度变暗；为使小灯能正常发光，则要增大其两端的电压，所以滑动变阻器要向左移动，其有效阻值减小，总电流增大，则并联部分的电压增大，所以流过小灯的电流增大，则小灯又可以正常发光。