高中物理高考一輪復(fù)習(xí)一輪復(fù)習(xí) 2023屆高三專(zhuān)題復(fù)習(xí)十五 電路 閉合電路歐姆定律

專(zhuān)題十五電路閉合電路歐姆定律一、考點(diǎn)分析一、考點(diǎn)分析電路的分析與計(jì)算是本專(zhuān)題的重點(diǎn)，要掌握歐姆定律的應(yīng)用問(wèn)題、動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題、故障判斷問(wèn)題、含容電路問(wèn)題、電功和電功率問(wèn)題的處理方法，常與電場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交變電流等知識(shí)綜合。二、考題再現(xiàn)二、考題再現(xiàn)典例1.(2023?浙江4月選考?8)電動(dòng)機(jī)與小電珠串聯(lián)接入電路，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，小電珠的電阻為R1，兩端電壓為U1，流過(guò)的電流為I1；電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻為R2，兩端電壓為U2，流過(guò)的電流為I2。則A．B．C．D．【解析】由題意可知I1＝I2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因U2>I2R2，U1＝I1R1，則，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。?！敬鸢浮緿典例2.(2023?江蘇卷?3)如圖所示的電路中，電阻R＝2Ω。斷開(kāi)S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V，則電源的內(nèi)阻r為A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω【解析】開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)時(shí)有：E＝3V，開(kāi)S閉合時(shí)有：，解得：r＝1Ω，故A正確?！敬鸢浮緼三、對(duì)點(diǎn)速練三、對(duì)點(diǎn)速練1．兩個(gè)相同的電阻R，當(dāng)它們串聯(lián)后接在電動(dòng)勢(shì)為E的電源上，通過(guò)一個(gè)電阻的電流為I；若將它們并聯(lián)后仍接在該電源上，通過(guò)一個(gè)電阻的電流仍為I，則電源的內(nèi)阻為()A．4RB．RC．eq\f(R,2)D．無(wú)法計(jì)算【答案】B【解析】當(dāng)兩電阻串聯(lián)接入電路中時(shí)I＝eq\f(E,2R＋r)，當(dāng)兩電阻并聯(lián)接入電路中時(shí)I＝eq\f(E,\f(R,2)＋r)×eq\f(1,2)，由以上兩式可得：r＝R，故選項(xiàng)B正確。2．(多選)如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r一定，A、B為平行板電容器的兩塊正對(duì)金屬板，R1為光敏電阻，電阻隨光強(qiáng)的增大而減小。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸頭P在a端時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)S，此時(shí)電流表A和電壓表V的示數(shù)分別為I和U。以下說(shuō)法正確的是()A．若僅將R2的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)，則I不變，U增大B．若僅增大A、B板間距離，則電容器所帶電荷量減少C．若僅用更強(qiáng)的光照射R1，則I增大，U增大，電容器所帶電荷量增加D．若僅用更強(qiáng)的光照射R1，則U變化量的絕對(duì)值與I變化量的絕對(duì)值的比值不變【答案】BD【解析】電容器所在支路由于是斷路，沒(méi)有電流通過(guò)，所以電路中只有光敏電阻和電阻R3串聯(lián)在電路中，并且電容器兩端的電壓等于光敏電阻兩端電壓，所以若僅將R2的滑動(dòng)觸頭P向b端移動(dòng)，電路總電阻不變，電流不變，電壓也不變，A錯(cuò)誤；若增大電容器極板間的距離，根據(jù)公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可得電容器電容減小，由于電容器兩端的電壓恒定，根據(jù)公式C＝eq\f(Q,U)，故電容器所帶電荷量減小，B正確；若僅用更強(qiáng)的光照射R1，R1的電阻減小，電路總電阻減小，電流增大，故電流表示數(shù)增大，外電路總電阻減小，即電壓表示數(shù)減小，根據(jù)公式C＝eq\f(Q,U)可得，U減小，Q也減小，C錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可得U變化量的絕對(duì)值與I變化量的絕對(duì)值的比值表示電源內(nèi)阻，所以恒定不變，D正確。3．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，閉合開(kāi)關(guān)S，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，電流表、電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片由左端向右端滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．電流表讀數(shù)減小，小燈泡L1變暗B．電壓表讀數(shù)變大C．電流表讀數(shù)增大，小燈泡L2變暗D．電容器所帶電荷量增大【答案】B【解析】將滑動(dòng)變阻器的滑片由左端向右端滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻增大，其與小燈泡L1并聯(lián)的電阻增大，外電路總電阻增大，電流表讀數(shù)減小，小燈泡L2變暗，路端電壓U＝E－Ir增大，電壓表的讀數(shù)變大，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；小燈泡L1兩端的電壓U1＝E－I(r＋RL2)增大，通過(guò)小燈泡L1的電流變大，小燈泡L1變亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通過(guò)小燈泡L2的電流減小，小燈泡L2兩端電壓變小，與小燈泡L2并聯(lián)的電容器兩端電壓減小，由Q＝CU可得電容器所帶電荷量減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．用圖示的電路可以測(cè)量電阻的阻值．圖中Rx是待測(cè)電阻，R0是定值電阻，G是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲。閉合開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)頭P的位置，當(dāng)通過(guò)電流表G的電流為零時(shí)，測(cè)得MP＝l1，PN＝l2，則Rx的阻值為()A．eq\f(l1,l2)R0 B．eq\f(l1,l1＋l2)R0C．eq\f(l2,l1)R0 D．eq\f(l2,l1＋l2)R0【答案】C【解析】電流表G中的電流為零，表示電流表G兩端電勢(shì)差為零(即電勢(shì)相等)，則R0與Rl1兩端電壓相等，Rx與Rl2兩端電壓相等，其等效電路圖如圖所示，有I1R0＝I2Rl1，I1Rx＝I2Rl2；由公式R＝ρeq\f(l,S)知Rl1＝ρeq\f(l1,S)，Rl2＝ρeq\f(l2,S) ，聯(lián)立得eq\f(R0,Rx)＝eq\f(l1,l2)，即Rx＝eq\f(l2,l1)R0，選項(xiàng)C正確。5．硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象(電池內(nèi)阻不是常量)，圖線b是某電阻R的U－I圖象。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻為()A．Ω B．ΩC．Ω D．Ω【答案】A【解析】由歐姆定律得U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，E＝U，由圖線a與縱軸的交點(diǎn)讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝V，根據(jù)兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為U＝V，電流為I＝A，則硅光電池的內(nèi)阻為r＝eq\f(E－U,I)＝eq\f－,Ω＝Ω，故選項(xiàng)A正確。6．一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端電壓U變化的關(guān)系圖象如圖甲所示，若將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端，3個(gè)用電器消耗的電功率均為P，現(xiàn)將它們連接成如圖乙所示的電路，接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2，則下列說(shuō)法中正確的是()A．P1＝4P2 B．PD＝eq\f(P,4)C．PD＝P2 D．P1＜4P2【答案】D【解析】由于電阻器D與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端時(shí)，三者功率相同，則此時(shí)三者電阻相等．當(dāng)三者按照題圖乙所示的電路連接時(shí)，電阻器D兩端的電壓小于U，由題圖甲可知，電阻器D的電阻增大，則有RD＞R1＝R2，而RD與R2并聯(lián)，電壓相等，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)，則有PD＜P2，C錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，電流ID＜I2，又I1＝I2＋I(xiàn)D，故I1＜2I2，根據(jù)P＝I2R，則有P1＜4P2，A錯(cuò)誤，D正確；由于電阻器D與電阻R2的并聯(lián)電阻R＜R1，所以D兩端的電壓小于eq\f(U,2)，且D阻值變大，則PD＜eq\f(P,4)，B錯(cuò)誤。7．兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖甲所示的電路測(cè)定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測(cè)量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測(cè)量數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I直線。則圖象中兩直線的交點(diǎn)表示的物理意義是()A．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最右端B．電源的輸出功率最大C．定值電阻R0上消耗的功率為WD．電源的效率達(dá)到最大值【答案】B【解析】由圖乙可得，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝V，r＝1Ω，交點(diǎn)位置：R＋R0＝eq\f(U1,I)＝2Ω，R0＝eq\f(U2,I)＝2Ω，R＝0，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最左端，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率最大，但本題R0>r，改變滑動(dòng)變阻器時(shí)無(wú)法達(dá)到電路中內(nèi)、外電阻相等，此時(shí)當(dāng)外電阻越接近內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率越大，B項(xiàng)正確；R0消耗的功率P＝IU2＝W，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的效率η＝eq\f(IE－I2r,IE)，電流越小效率越大，可見(jiàn)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到最右端時(shí)效率最大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．(多選)在如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝4Ω，R1＝R2＝2Ω，燈泡電阻恒為RL＝3Ω，滑動(dòng)變阻器總阻值R＝8Ω，當(dāng)滑片P位于滑動(dòng)變阻器正中間、開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)時(shí)，電容器內(nèi)有一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，燈泡L正常發(fā)光．當(dāng)滑片P向N端移動(dòng)后，下列說(shuō)法正確的是()A．微粒向上運(yùn)動(dòng) B．電流表示數(shù)變小C．燈泡L變暗 D．電源輸出功率變大【答案】AC【解析】電路中滑動(dòng)變阻器RP、電流表、R1串聯(lián)，然后三者和燈泡并聯(lián)，并聯(lián)完后和干路中的R2串聯(lián)，電容器A板帶正電，帶電微粒恰好靜止有mg＝Eq＝eq\f(U,d)q。當(dāng)P向N端移動(dòng)時(shí)，RP變小，它所在支路的電阻變小，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并聯(lián)電阻R并變小，所以并聯(lián)電路兩端的電壓變小，所以燈泡變暗，故C正確；并聯(lián)電阻R并變小，回路中的外電阻(R外＝R并＋R2)變小，則回路中的總電流變大，由I總＝IR1＋I(xiàn)RL知IR1變大，故B錯(cuò)誤；由U＝IR知R1兩端的電壓變大，由E＝eq\f(U,d)知電容器兩極板間的電場(chǎng)變強(qiáng)，所以微粒向上運(yùn)動(dòng)，故A正確；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在變阻器正中間時(shí)RP＝4Ω，此時(shí)回路中的外電阻R外＝eq\f(（R1＋RP）RL,R1＋RP＋RL)＋R2＝4Ω＝r，此時(shí)電源輸出功率最大，當(dāng)滑片向N端滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值變小，所以電源輸出功率變小，所以D錯(cuò)誤。9．(多選)某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理如圖所示。圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高阻值減小)，用來(lái)探測(cè)加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強(qiáng)度增大阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻。當(dāng)R處溫度降低時(shí)()A．L變亮B．通過(guò)R3的電流減小C．E2的路端電壓增大D．R消耗的功率減小【答案】BC【解析】當(dāng)R處溫度降低時(shí)，熱敏電阻RT阻值變大，由閉合電路歐姆定律可知，左側(cè)電路中的電流減小，通過(guò)小燈泡L的電流減小，小燈泡L的光照強(qiáng)度減小，光敏電阻RG的阻值變大，對(duì)右側(cè)電路，由閉合電路歐姆定律可知，通過(guò)R2的電流變小，右側(cè)電路中的電源E2的路端電壓變大，R兩端電壓變大，通過(guò)R的電流也變大，R消耗的功率變大，通過(guò)R3的電流變小，選項(xiàng)B、C正確。10．(多選)如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為2Ω，四個(gè)電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開(kāi)關(guān)S，下列說(shuō)法正確的有()A．路端電壓為10VB．電源的總功率為10WC．a(chǎn)、b間電壓的大小為5VD．a(chǎn)、b間用導(dǎo)線連接后，電路的總電流為1A【答案】AC【解析】開(kāi)關(guān)S閉合后，外電路的總電阻為R＝10Ω，路端電壓U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(12,12)×10V＝10V，A項(xiàng)正確；電源的總功率P＝eq\f(E2,R＋r)＝12W，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于兩條支路的電流均為I′＝eq\f(10,20)A＝A，因此a、b兩點(diǎn)間的電壓為Uab＝×(15－5)V＝5V，C項(xiàng)正確；a、b兩點(diǎn)用導(dǎo)線連接后，外電阻R′＝2×eq\f(5×15,5＋15)Ω＝Ω，因此電路中的總電流I＝eq\f(E,R′＋r)＝eq\f(12,A≈A，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．(多選)如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，曲線Ⅲ與直線Ⅰ、Ⅱ相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為P，、Q(6，5)。如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接，則下列說(shuō)法正確的是()A．電源1與電源2的內(nèi)阻之比是3∶2B．電源1與電源2的電動(dòng)勢(shì)之比是1∶1C．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是1∶2D．在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根據(jù)題圖可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(5,4)Ω，r2＝eq\f(5,6)Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，選項(xiàng)A、B正確；曲線Ⅲ與其他兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)分別表示該小燈泡在這兩種連接狀態(tài)下的工作電流和工作電壓，根據(jù)坐標(biāo)值可求出此時(shí)小燈泡消耗的功率分別為P1＝W和P2＝30W，小燈泡的電阻分別為R1＝eq\f(35,52)Ω，R2＝eq\f(5,6)Ω，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。12．(多選)如圖所示，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)提著質(zhì)量為m的物體，以速度v勻速上升，已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為R，電源電動(dòng)勢(shì)為E，通過(guò)電源的電流為I，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，忽略一切阻力及導(dǎo)線電阻，則()A．電源內(nèi)阻r