第2課時(shí)　閉合電路歐姆定律

1、.第2課時(shí)閉合電路歐姆定律1.如下圖,電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,定值電阻R的阻值也為r,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是2r.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端向b端滑動(dòng)過(guò)程中,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是CA.電壓表的示數(shù)變大B.電流表的示數(shù)變小C.滑動(dòng)變阻器消耗的功率變小D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小解析:等效電路圖如下圖.滑片從a端滑向b端,其接入電路的阻值RPb減小,電路中電流變大,電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大,電阻R消耗的功率增大,選項(xiàng)A,B,D錯(cuò)誤;把電阻R當(dāng)做電源內(nèi)電阻等效電源,那么R內(nèi)=2r,RPb減小,且RPb<2r,等效電源的輸出功率減小,即滑動(dòng)變阻器的功率減小,選項(xiàng)C正確.2.2

2、019·上海靜安質(zhì)檢定值電阻R1與滑動(dòng)變阻器R2采用如圖方式接在電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源上,利用電壓傳感器和電流傳感器研究R2上的電壓與電流變化關(guān)系.當(dāng)自下向上滑動(dòng)R2上的滑片時(shí),通過(guò)數(shù)據(jù)采集器將電壓與電流信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)后,在屏幕上得到的UI圖像應(yīng)為以下圖中的C解析:根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-Ir+R1,E,r,R1均不變,由數(shù)學(xué)知識(shí)得知,UI圖像是向下傾斜的直線,選項(xiàng)C正確.3.2019·江蘇宜興期末磁敏電阻在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)電阻很小,有磁場(chǎng)時(shí)電阻變大,并且磁場(chǎng)越強(qiáng)阻值越大.為探測(cè)磁場(chǎng)的有無(wú),利用磁敏電阻做為傳感器設(shè)計(jì)了如下圖電路.電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變,在無(wú)磁場(chǎng)時(shí)調(diào)節(jié)

3、變阻器R使小燈泡L正常發(fā)光,假設(shè)探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū),那么CA.電壓表的示數(shù)變小B.磁敏電阻兩端電壓變小C.小燈泡L變亮甚至燒毀D.通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流變大解析:探測(cè)裝置從無(wú)磁場(chǎng)區(qū)進(jìn)入強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)時(shí),磁敏電阻變大,電路的總電阻變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知總電流變小,根據(jù)U=E-Ir,因?yàn)镮減少,所以路端電壓U增大,電壓表測(cè)量路端電壓,故電壓表示數(shù)變大,燈泡兩端電壓增大,即燈泡變亮,假如磁場(chǎng)足夠大,有可能燒壞燈泡,選項(xiàng)C正確,A錯(cuò)誤;小燈泡的電流增大,而總電流是減小的,故通過(guò)磁敏電阻和滑動(dòng)變阻器的電流減小,由于滑動(dòng)變阻器的電阻不變,故滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小,而路端電壓是增大的,故磁敏電阻

4、兩端的電壓增大,選項(xiàng)B,D錯(cuò)誤.4.2019·山東青島二模如下圖電路中,電流表A和電壓表V均可視為理想電表,閉合開(kāi)關(guān)S后,將滑動(dòng)變阻器R1的滑片向右挪動(dòng),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是DA.電流表A的示數(shù)變大B.電壓表V的示數(shù)變大C.電容器C所帶的電荷量減少D.電源的效率增加解析:R1的滑片向右挪動(dòng),接入電路的電阻增大,電路的總電阻增大,由閉合電路的歐姆定律I=ER+r知,干路中的電流減小,路端電壓增大,R3兩端的電壓減小,電壓表V的示數(shù)變小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;并聯(lián)部分的電壓增大,電容器C所帶的電荷量增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;通過(guò)R2的電流增大,所以通過(guò)R1支路的電流減小,電流表的示數(shù)變小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電源

5、的效率=UIEI×100%=UE×100%,所以效率增加,選項(xiàng)D正確.5.在如下圖的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S后,L1,L2兩燈泡都正常發(fā)光,后來(lái)由于某種故障使L2突然變亮,電壓表讀數(shù)減小,由此推斷,該故障可能是DA.L1燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路解析:假設(shè)電阻R2短路,那么通過(guò)L2的電流為零,L2不亮,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;假設(shè)L1燈絲燒斷,那么總電阻增大,總電流減小,L2兩端電壓減小,L2變暗,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;假設(shè)R2斷路,那么總電阻增大,總電流減小,電壓表讀數(shù)增大,L1與R1并聯(lián)部分兩端的電壓減小,故L2兩端的電壓增大,L2變亮,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;假設(shè)電容器被擊

6、穿短路,那么電路總電阻減小,路端電壓減小,總電流增大,L2變亮,D正確.6.多項(xiàng)選擇如下圖,圖中直線表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像,圖中曲線表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖像,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是ACDA.電源的電動(dòng)勢(shì)為50 VB.電源的內(nèi)阻為253 C.電流為2.5 A時(shí),外電路的電阻為15 D.輸出功率為120 W時(shí),輸出電壓是30 V解析:電源的輸出電壓和電流的關(guān)系為U=E-Ir,顯然直線的斜率的絕對(duì)值等于r,縱軸的截距為電源的電動(dòng)勢(shì),從題圖中看出縱軸截距為50 V,斜率的絕對(duì)值等于r=50-206-0 =5 ,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)電流I1=2.5 A時(shí),由回路中電流I

7、1=Er+R外,解得外電路的電阻R外=15 ,C正確;當(dāng)輸出功率為120 W時(shí),由題圖中PI關(guān)系圖線中看出對(duì)應(yīng)干路電流為4 A,再?gòu)腢I圖線中讀取對(duì)應(yīng)的輸出電壓為30 V,D正確.7.多項(xiàng)選擇某種小燈泡的伏安特性曲線如圖甲所示,三個(gè)完全一樣的這種小燈泡連接成如圖乙所示的電路,電源的內(nèi)阻為1.0 .現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S,理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,那么ABDA.三個(gè)燈泡的總電阻為8.3 B.電源的電動(dòng)勢(shì)為5.6 VC.電源消耗的熱功率為3.0 WD.電源的效率為89.3%解析:理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,可知串聯(lián)的燈泡電流為0.6 A,此時(shí)小燈泡電阻為4.00.6 =203 ;每個(gè)并聯(lián)燈泡的電流

8、為0.3 A,電壓1.0 V,此時(shí)小燈泡電阻RL=1.00.3 =103 ,所以燈泡總電阻為R總=203 +12×103 8.3 ,選項(xiàng)A正確;電動(dòng)勢(shì)等于E=4 V+1 V+0.6×1.0 V=5.6 V,選項(xiàng)B正確;電源消耗的熱功率為P熱=0.62×1.0 W=0.36 W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電源效率=IUIE×100%=55.6×100%=89.3%,選項(xiàng)D正確.8.2019·湖南衡陽(yáng)三檢多項(xiàng)選擇如下圖電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E恒定,內(nèi)阻r=1 ,定值電阻R3=5 .開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí),ab段電路消耗的電功率相等.那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A

9、DA.電阻R1,R2可能分別為4 ,5 B.電阻R1,R2可能分別為3 ,6 C.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)理想電壓表的示數(shù)一定小于S閉合時(shí)的示數(shù)D.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)與閉合時(shí),理想電壓表的示數(shù)變化量大小與理想電流表的示數(shù)變化量大小之比一定等于6 解析:開(kāi)關(guān)閉合時(shí),ab段只有電阻R1工作,消耗的電功率為P=ER1+R3+r2R1,當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),ab段電阻R1和R2工作,消耗的電功率為P=ER1+R2+R3+r2R1+R2,代入數(shù)據(jù)可得選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;將R3和電源內(nèi)阻看做一整體,那么此時(shí)電壓表測(cè)量路端電壓,當(dāng)斷開(kāi)時(shí)路端總電阻大于閉合時(shí)的,所以斷開(kāi)時(shí)電壓表示數(shù)大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-R3+rI

10、,那么電壓表的示數(shù)變化量大小與電流表的示數(shù)變化量大小之比為UI=R3+r=6 ,選項(xiàng)D正確.9.多項(xiàng)選擇在圖甲所示電路中,R1,R2均為定值電阻,且R1=100 ,R2的阻值未知,R3是一滑動(dòng)變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過(guò)程中,測(cè)得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖乙所示,其中圖線上的A,B兩點(diǎn)是滑片在變阻器上的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的,那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是ABDA.電源的電動(dòng)勢(shì)為20 V、內(nèi)電阻為20 B.定值電阻R2的阻值為5 C.定值電阻R2消耗的最大功率為16 WD.滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為300 解析:取UA=16 V,IA=0.2 A,UB=4 V,IB=0.

11、8 A,利用E=U+Ir,解得E=20 V,r=20 ,選項(xiàng)A正確;當(dāng)滑片滑到最右端時(shí),R3,R1均被短路,此時(shí)外電阻為R2且對(duì)應(yīng)圖中B點(diǎn),那么R2=UBIB=40.8 =5 ,此R2上功率最大,P2=UBIB=3.2 W,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)滑片位于R3最左端時(shí),R3最大,此時(shí)外電阻為R=UAIA=160.2 =80 .又因?yàn)镽=R1R3R1+R3+R2,解得R3=300 ,選項(xiàng)D正確.10.2019·四川成都一診如下圖,E為內(nèi)阻不計(jì)的電源,MN為同種材料制成的粗細(xì)均勻的長(zhǎng)電阻絲,C為電容器.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P以恒定速率從左向右勻速滑動(dòng)時(shí),關(guān)于電流計(jì)A的讀數(shù)情況及通過(guò)A的電流方向,以下

12、說(shuō)法正確的選項(xiàng)是CA.讀數(shù)逐漸變小,通過(guò)A的電流方向向左B.讀數(shù)逐漸變大,通過(guò)A的電流方向向右C.讀數(shù)穩(wěn)定,通過(guò)A的電流方向向右D.讀數(shù)穩(wěn)定,通過(guò)A的電流方向向左解析:設(shè)在t時(shí)間內(nèi),觸頭P挪動(dòng)的間隔 為L(zhǎng),那么L=vt,電源內(nèi)阻不計(jì),電阻絲單位長(zhǎng)度上的電壓值為EL,因此在t時(shí)間內(nèi)電容器兩板間電壓改變?yōu)閁=ELL=ELvt,而I=Qt=CUt=CELvtt=CELv,電流值恒定,即電流表讀數(shù)穩(wěn)定,選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;電容器兩端的電壓等于右半部分電阻兩端的電壓,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P以恒定速率從左向右勻速滑動(dòng)時(shí),電容器兩端的電壓減小,放電,放電電流方向由正極板流向負(fù)極板,右極板帶正電,所以通過(guò)A的電流方向向右,

13、選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.11.2019·河北唐山模擬多項(xiàng)選擇如下圖,電源電動(dòng)勢(shì)E=3 V,小燈泡L標(biāo)有“2 V0.4 W,開(kāi)關(guān)S接1,當(dāng)滑動(dòng)變阻器調(diào)到R=4 時(shí),小燈泡L正常發(fā)光.現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S接2,小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作,那么ADA.電源內(nèi)阻為1 B.電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4 C.電動(dòng)機(jī)正常工作電壓為1 VD.電源效率約為93.3%解析:小燈泡正常工作時(shí)的電阻RL=U2P=10 ,流過(guò)小燈泡的電流I=PU=0.2 A.當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1,R總=EI=15 ,電源內(nèi)阻r=R總-R-RL=1 ,選項(xiàng)A正確;當(dāng)開(kāi)關(guān)S接2時(shí),電動(dòng)機(jī)M兩端的電壓UM=E-Ir-U=0.8 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電動(dòng)機(jī)對(duì)外功率未知

14、,不能求出電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電源的效率=E-IrE×100%=2.83×100%=93.3%,選項(xiàng)D正確.12.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588261792019·四川成都九校四模多項(xiàng)選擇在如下圖的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,電路到達(dá)穩(wěn)定后,平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響,二極管視為理想二極管,R1,R2,R3三個(gè)電阻的阻值相等且與電源的內(nèi)阻r的阻值也相等.當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端挪動(dòng)時(shí),那么BCA.帶電質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)B.電源的輸出功率將變大C.電壓表V2與電流表A的讀數(shù)變化量的絕對(duì)值之比一定不變D.電壓表V讀數(shù)變化量的絕對(duì)值等于電壓

15、表V2的讀數(shù)變化量的絕 對(duì)值解析:當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端挪動(dòng)時(shí),R4接入電路的阻值減小,那么電路總電流變大,R1兩端電壓變大,那么R3及其并聯(lián)支路的電壓減小,電容器兩端電壓減小,電容器本該放電,但是由于二極管的單向?qū)щ娦?使得電容器兩端的電荷量不變,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,那么帶電質(zhì)點(diǎn)P仍靜止,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因當(dāng)電源外電路電阻等于內(nèi)阻時(shí)電源輸出功率最大,因R1,R2,R3三個(gè)電阻的阻值相等且與電源的內(nèi)阻r的阻值也相等,可知外電路電阻大于內(nèi)阻,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端挪動(dòng)時(shí),外電路電阻減小,向內(nèi)電阻接近,故電源的輸出功率變大,選項(xiàng)B正確;假設(shè)只將ab部分等效為電源的外電路,而將ab左側(cè)的部分等效為

16、內(nèi)電路,其等效內(nèi)阻為r,那么根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,電壓表V2與電流表A的讀數(shù)變化量的絕對(duì)值之比為U2I=r,可知為定值不變,選項(xiàng)C正確;由電路圖可知U=U1+UR2+U2,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端挪動(dòng)時(shí),U減小,U2減小,U1增大,UR2增大,那么電壓表V讀數(shù)變化量的絕對(duì)值小于電壓表V2的讀數(shù)變化量的絕對(duì)值,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.13.導(dǎo)學(xué)號(hào) 58826180如圖甲所示為某元件R的UI特性曲線,把它連成圖乙所示電路.電源電動(dòng)勢(shì)E=5 V,內(nèi)阻r=1.0 ,定值電阻R0=4 .閉合開(kāi)關(guān)S后,求:1該元件的電功率;2電源的輸出功率.解析:1把電源和R0看成等效電源,該電源的UI圖像如圖所示,元件R與電源組成閉合電路時(shí),R中電流IR=0.4 A,電壓UR=3.0 V,那么PR=URIR=3.0×0.4 W=1.2 W.2由于P出=IR2R0+PR,那么P出=0.42×4+1.2 W=1.84 W.答案:11.2 W21.84 W14.導(dǎo)學(xué)號(hào) 588261812019·四川樂(lè)山模擬如下圖,蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為E=6 V,內(nèi)阻r=2 ,R1=2 ,R2