電路閉合電路的歐姆定律概述

PagePAGE1ofNUMPAGES1教師姓名學(xué)生姓名填寫時間學(xué)科物理年級上課時間課時計劃2h教學(xué)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容個性化學(xué)習(xí)問題解決教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)過程第2課時電路閉合電路的歐姆定律[知識梳理]知識點(diǎn)一、電阻的串、并聯(lián)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串聯(lián)電路并聯(lián)電路電路電流I＝I1＝I2＝…＝InI＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n電壓U＝U1＋U2＋…＋UnU＝U1＝U2＝…＝Un總電阻R總＝R1＋R2＋…＋Rneq\f(1,R總)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)功率分配eq\f(P1,P2)＝eq\f(R1,R2)P總＝P1＋P2＋…＋Pneq\f(P1,P2)＝eq\f(R2,R1)P總＝P1＋P2＋…＋Pn知識點(diǎn)二、電源的電動勢和內(nèi)阻1．電動勢(1)電源：電源是通過非靜電力做功把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能的裝置。(2)電動勢：非靜電力搬運(yùn)電荷所做的功與搬運(yùn)的電荷量的比值，E＝eq\f(W,q)，單位：V。(3)電動勢的物理含義：電動勢表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢能本領(lǐng)的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓。2．內(nèi)阻：電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻r，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一重要參數(shù)。知識點(diǎn)三、閉合電路的歐姆定律1．閉合電路歐姆定律(1)內(nèi)容閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。(2)公式①I＝eq\f(E,R＋r)(只適用于純電阻電路)；②E＝U外＋I(xiàn)r(適用于所有電路)。2.路端電壓與外電阻的關(guān)系一般情況U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，當(dāng)R增大時，U增大特殊情況(1)當(dāng)外電路斷路時，I＝0，U＝E(2)當(dāng)外電路短路時，I短＝eq\f(E,r)，U＝0思維深化判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)電動勢的方向即為電源內(nèi)部電流的方向，由電源負(fù)極指向正極，電動勢為矢量。()(2)電源的重要參數(shù)是電動勢和內(nèi)阻。電動勢由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體積無關(guān)，與外電路無關(guān)。()(3)閉合電路中外電阻越大，路端電壓越大。()(4)外電阻越大，電源的輸出功率越大。()(5)電源的輸出功率越大，電源的效率越高。()答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×[題組自測]題組一對電動勢概念的理解1．(多選)關(guān)于電源的電動勢，下面敘述正確的是()A．同一電源接入不同電路，電動勢不會發(fā)生變化B．電動勢等于閉合電路中接在電源兩極間的電壓表測得的電壓C．電源的電動勢反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)大小D．在外電路接通時，電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上的電壓之和解析電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以閉合電路中接在電源兩極間的電壓表測得的電壓，即外電路上的電壓，要小于電源的電動勢，選項(xiàng)B錯誤，A、C、D正確。答案ACD2．下列關(guān)于電動勢的說法正確的是()A．電源的電動勢跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過的電荷量成反比B．電動勢的單位跟電壓的單位一致，所以電動勢就是兩極間的電壓C．非靜電力做的功越多，電動勢就越大D．E＝eq\f(W,q)只是電動勢的定義式而非決定式，電動勢的大小是由電源內(nèi)非靜電力的特性決定的解析電動勢的定義式E＝eq\f(W,q)中，E與W、q無關(guān)，E反映的是電源的屬性，由電源內(nèi)部非靜電力的特性決定，故A、C錯誤，D正確；電動勢的單位雖然與電壓單位相同，但兩者有本質(zhì)的不同，B錯誤。答案D題組二閉合電路歐姆定律的理解及應(yīng)用3．將一電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r的電池與外電路連接，構(gòu)成一個閉合電路，用R表示外電路電阻，I表示電路的總電流，下列說法正確的是()A．由U外＝IR可知，外電壓隨I的增大而增大B．由U內(nèi)＝Ir可知，電源兩端的電壓隨I的增大而增大C．由U＝E－Ir可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小D．由P＝IU可知，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大解析根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)知，外電路中電流I隨外電阻R的變化而變化，所以選項(xiàng)A錯誤；U內(nèi)＝Ir是電源內(nèi)電阻上的電壓，不是電源兩端的電壓，選項(xiàng)B錯誤；電源電動勢E和內(nèi)電阻r不變，由U＝E－Ir可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)U不變時，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大，選項(xiàng)D錯誤。答案C4.某電路如圖1所示，已知電池組的總內(nèi)阻r＝1Ω，外電路電阻R＝5Ω，理想電壓表的示數(shù)U＝3.0V，則電池組的電動勢E等于()圖1A．3.0VB．3.6VC．4.0VD．4.2V解析由于電壓表的示數(shù)為路端電壓，而U＝IR，則I＝eq\f(U,R)＝0.6A，由閉合電路歐姆定律可得E＝I(R＋r)＝0.6×(5＋1)V＝3.6V，故選項(xiàng)B正確。答案B題組三電路的串、并聯(lián)特點(diǎn)5．電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，通過R1與R2的電流之比為1∶2，則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時，R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為()A．1∶2B．2∶1C．1∶4D．4∶1解析根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，R1與R2的比值為2∶1，當(dāng)串聯(lián)接入電路中時，電壓之比等于電阻之比，選項(xiàng)B正確。答案B6.(多選)一個T形電路如圖2所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω。另有一測試電源，電動勢為100V，內(nèi)阻忽略不計。則()圖2A．當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40ΩB．當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40ΩC．當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80VD．當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80V解析當(dāng)cd端短路時，等效電路如圖甲所示，Rab＝R1＋eq\f(R2R3,R2＋R3)＝40Ω，A正確；同理分析得Rcd＝128Ω，B錯誤；當(dāng)a、b兩端接通測試電源時，等效電路如圖乙所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：I＝eq\f(E,R1＋R3)＝eq\f(100,10＋40)A＝2A，所以Ucd＝IR3＝80V，故C正確；同理分析得Uab＝25V，D錯誤。答案AC考點(diǎn)一電路的動態(tài)分析1．判定總電阻變化情況的規(guī)律(1)當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)。圖3(2)若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時，電路的總電阻增大；若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時，電路的總電阻減小。(3)在如圖3所示分壓電路中，滑動變阻器可視為由兩段電阻構(gòu)成，其中一段R并與用電器并聯(lián)，另一段R串與并聯(lián)部分串聯(lián)。A、B兩端的總電阻與R串的變化趨勢一致。2．電路動態(tài)分析的方法(1)程序法：電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的變化→固定支路eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(并聯(lián)分流I,串聯(lián)分壓U))→支路的變化。(2)極限法：即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論?！纠?】(多選)如圖4所示的電路，L1、L2、L3是3只小電燈，R是滑動變阻器，開始時，它的滑片P位于中點(diǎn)位置。當(dāng)S閉合時，3只小電燈都發(fā)光?，F(xiàn)使滑動變阻器的滑片P向右移動時，則小電燈L1、L2、L3的變化情況()圖4A．L1變亮B．L2變亮C．L3變暗D．L1、L2、L3均變亮解析當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，變阻器的有效電阻變大，導(dǎo)致外電路的總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)知，總電流I總減小，路端電壓U路＝E－I總r將增大，因此，通過L1燈的電流IL1變小，L1燈變暗；U路＝UL1＋UL2，得L2燈兩端的電壓變大，L2燈變亮。而IL1＝IL2＋I(xiàn)L3，通過L1燈的電流IL1變小，通過L2燈的電流IL2變大，則通過L3燈的電流IL3變小，L3燈變暗。由以上分析可知，選項(xiàng)B、C正確。答案BC分析此類問題要注意以下三點(diǎn)：(1)兩個公式：閉合電路歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r(E、r不變)和部分電路歐姆定律U＝IR聯(lián)合使用。(2)兩個關(guān)系：外電壓等于外電路上串聯(lián)各分電壓之和；總電流等于各支路電流之和。(3)一個思路：【變式訓(xùn)練】1.在如圖5所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，電流表和電壓表均為理想電表，當(dāng)滑動變阻器R3的滑片P向b端移動時()圖5A．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C．電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D．電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小解析首先將電壓表、電流表理想化處理，簡化電路。R2與R3并聯(lián)后與R1和R4串聯(lián)，當(dāng)滑片P向b端移動時，R3阻值變小，R2、R3并聯(lián)部分總電阻變小，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，R1和R4及內(nèi)電阻上電壓增大，R2、R3并聯(lián)部分電壓變小，由此可得：外電路上總電壓變小，電壓表示數(shù)變??；R2上電流變小，干路總電流變大，因此R3上電流變大，電流表示數(shù)變大。答案B考點(diǎn)二電源的功率和效率1．電源的總功率(1)任意電路：P總＝EI＝(U外＋U內(nèi))I＝P出＋P內(nèi)。(2)純電阻電路：P總＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r)。2．電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)＝I2r＝U內(nèi)I＝P總－P出。3．電源的輸出功率(1)任意電路：P出＝UI＝EI－I2r＝P總－P內(nèi)。(2)純電阻電路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)。(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系：①當(dāng)R＝r時，電源的輸出功率最大，為Pm＝eq\f(E2,4r)。②當(dāng)R＞r時，隨著R的增大輸出功率越來越小。③當(dāng)R＜r時，隨著R的增大輸出功率越來越大。圖6④當(dāng)P出＜Pm時，每個輸出功率對應(yīng)兩個可能的外電阻R1和R2，且R1R2＝r2。⑤P出與R的關(guān)系如圖6所示。4．電源的效率(1)任意電路：η＝eq\f(P出,P總)×100%＝eq\f(U,E)×100%。(2)純電阻電路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%，因此在純電阻電路中R越大，η越大；當(dāng)R＝r時，電源有最大輸出功率，效率僅為50%?！纠?】如圖7所示，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流電動機(jī)內(nèi)阻R0′＝1Ω，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1時可使甲電路輸出功率最大，調(diào)節(jié)R2時可使乙電路輸出功率最大，且此時電動機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P0＝2W)，則R1和R2的值分別為()圖7A．2Ω，2ΩB．2Ω，1.5ΩC．1.5Ω，1.5ΩD．1.5Ω，2Ω(1)首先認(rèn)識電路的結(jié)構(gòu)及組成元件。(2)甲電路輸出功率最大eq\o(→,\s\up7(隱含),\s\do5())外電阻與電源的內(nèi)阻相等。(3)乙電路是非純電阻電路，輸出功率應(yīng)根據(jù)P＝IU＝I(E－Ir)確定。(4)在乙電路中，調(diào)節(jié)R2，電路輸出功率最大，電動機(jī)剛好正常工作eq\o(→,\s\up7(隱含),\s\do5())當(dāng)I＝eq\f(E,2r)時，電路輸出功率最大，此時電動機(jī)的輸出功率P0＝2W。解析因?yàn)轭}中甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時，電源的輸出功率最大，所以R1＝2Ω；而乙電路是含電動機(jī)電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率P＝IU＝I(E－Ir)，當(dāng)I＝eq\f(E,2r)＝2A時，輸出功率P有最大值，此時電動機(jī)的輸出功率為P0＝2W，發(fā)熱功率為P熱＝I2R0′＝4W，所以電動機(jī)的輸入功率為P入＝P0＋P熱＝6W，電動機(jī)兩端的電壓為UM＝eq\f(P入,I)＝3V，電阻R2兩端的電壓為UR2＝E－UM－Ir＝3V，所以R2＝eq\f(UR2,I)＝1.5Ω，選項(xiàng)B正確。答案B【變式訓(xùn)練】2.在研究微型電動機(jī)的性能時，應(yīng)用如圖8所示的實(shí)驗(yàn)電路。當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.5A和2.0V。重新調(diào)節(jié)R使電動機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V。則這臺電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時輸出功率為()圖8A．32WB．44WC．47WD．48W解析電動機(jī)不轉(zhuǎn)時相當(dāng)于一個純電阻，根據(jù)通過電動機(jī)的電流為0.5A、電壓為2V，可算出電動機(jī)內(nèi)阻為4Ω。正常工作時，電動機(jī)消耗功率P＝UI＝48W，內(nèi)阻發(fā)熱消耗功率P熱＝I2r＝16W，則輸出功率為P出＝P－P熱＝32W。答案A考點(diǎn)三電源的U－I圖象的應(yīng)用圖91．縱軸上的截距等于電源的電動勢；橫軸上的截距等于外電路短路時的電流，即Im＝eq\f(E,r)。2．圖線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(E,Im)，斜率的絕對值越大，表明電源的內(nèi)阻越大。3．圖線上任一點(diǎn)對應(yīng)的U、I的比值為此時外電路的電阻，即R＝eq\f(U,I)。4.面積UI為電源的輸出功率，而電源的總功率P總＝EI，P總－P出＝EI－UI為電源的發(fā)熱功率?！纠?】(多選)如圖10所示是某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖象，下列結(jié)論正確的是()圖10A．電源的電動勢為6.0VB．電源的內(nèi)阻為12ΩC．電源的短路電流為0.5AD．電流為0.3A時的外電阻是18Ω解析由于該電源的U－I圖象的縱軸坐標(biāo)不是從零開始的，故縱軸上的截距仍為電源的電動勢，即E＝6.0V，但橫軸上的截距0.5A并不是電源的短路電流，故內(nèi)阻應(yīng)按斜率的絕對值計算，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(6.0－5.0,0.5－0)Ω＝2Ω。由閉合電路歐姆定律可得電流I＝0.3A時，外電阻R＝eq\f(E,I)－r＝18Ω。故選項(xiàng)A、D正確。答案ADU－I圖象的一般分析思路(1)明確縱、橫坐標(biāo)的物理意義。(2)明確圖象的截距、斜率及交點(diǎn)的意義。(3)找出圖線上對應(yīng)狀態(tài)的參量或關(guān)系式。(4)結(jié)合相關(guān)概念或規(guī)律進(jìn)行分析、計算?！咀兪接?xùn)練】3．(多選)如圖11所示的U－I圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U－I圖線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()圖11A．R的阻值為1.5ΩB．電源電動勢為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC．電源的輸出功率為3.0WD．電源內(nèi)部消耗功率為1.5W解析由于電源的路端電壓與電流的關(guān)系曲線Ⅰ和電阻R的U－I圖線Ⅱ都為直線，所以電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線Ⅰ的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，r＝1.5Ω；電阻R的U－I圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值，R＝1.5Ω，選項(xiàng)A正確，B錯誤；電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線和電阻R的U－I圖線交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率，電源的輸出功率為P＝UI＝1.5×1.0W＝1.5W，選項(xiàng)C錯誤；由EI＝P＋Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr＝EI－P＝3.0×1.0W－1.5W＝1.5W，選項(xiàng)D正確。答案AD考點(diǎn)四含電容器電路的分析方法電路穩(wěn)定時電容器的處理方法電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，與電容器串聯(lián)的電阻視為等勢體，電容器兩端的電壓為與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓?！纠?】(2014·天津卷，2)如圖12所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路達(dá)到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是()圖12A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大兩板間的距離D．?dāng)嚅_電鍵S解析根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，電容器兩極板間電壓等于R1兩端電壓，與R2大小無關(guān)，即UC＝UR1＝eq\f(R1,R1＋r)E，對油滴由平衡條件得qeq\f(Uc,d)＝mg，油滴靜止不動，說明電場強(qiáng)度不發(fā)生變化，即R1的電壓不變即可，故改變R2時對電路工作狀態(tài)無影響，選B。答案B【變式訓(xùn)練】4.在如圖13所示的電路中，R1＝11Ω，r＝1Ω，R2＝R3＝6Ω，當(dāng)開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時，電容器C的帶電荷量為Q1；當(dāng)開關(guān)S斷開且電路穩(wěn)定時，電容器C的帶電荷量為Q2，則()圖13A．Q1∶Q2＝1∶3B．Q1∶Q2＝3∶1C．Q1∶Q2＝1∶5D．Q1∶Q2＝5∶1解析當(dāng)開關(guān)S閉合時，電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓，U2＝eq\f(ER2,R1＋R2＋r)＝eq\f(E,3)，Q1＝eq\f(E,3)C；當(dāng)開關(guān)S斷開時，電容器兩端電壓等于電源電動勢，U＝E，Q2＝EC，所以Q1∶Q2＝1∶3，選項(xiàng)A正確。答案A1．(多選)如圖所示，A、B、C、D四個電路中，電源電動勢為E，電阻為r，定值電阻為R0，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表示數(shù)將變大的電路是()解析在電路A、B中，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻變小。對電路A，電壓表測量的是路端電壓，由于外電路電阻減小，使路端電壓隨之減小，不符合題意；對電路B，電壓表測量的是定值電阻R0兩端的電壓，由歐姆定律知此時電路電流變大，則電壓表示數(shù)將變大，符合題意；對電路C，由于電壓表位置的特殊性，其示數(shù)將不變；而電路D，實(shí)際上可認(rèn)為是一個分壓電路，盡管電路電流不變，但當(dāng)滑動變阻器R的滑片P從a向b滑動時，電壓表測量的電阻增加，則電壓表示數(shù)將變大。答案BD2.如圖14所示，直線A為某電源的U－I圖線，曲線B為某小燈泡的U－I圖線，用該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的總功率分別是()圖14A．4W,8WB．2W,4WC．2W,3WD．4W,6W解析電源的U－I圖線A在縱軸上的截距表示電源電動勢為3V，圖線A、B的交點(diǎn)表示電路工作點(diǎn)，對應(yīng)的工作電壓為U＝2V，工作電流為I＝2A。用該電源和小燈泡組成閉合電路時，電源的輸出功率P出＝UI＝2×2W＝4W，電源的總功率P總＝EI＝3×2W＝6W。選項(xiàng)D正確。答案D3.如圖15所示，電源為“9V、1Ω”的電池組，要將“4V,4W”的燈泡接入虛線框中，在正常發(fā)光的條件下，最多能接()圖15A．2個B．3個C．4個D．5個解析要使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓為4V，每個燈泡的工作電流為1A。當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為零時，所接燈泡最多，此時電源內(nèi)電壓為5V，電路中的總電流為5A，所以最多只能接5個燈泡。答案D4．(多選)如圖16所示，電動勢為E，內(nèi)阻為r的電源與滑動變阻器R1、定值電阻R2、定值電阻R3、平行板電容器及理想電流表組成閉合電路，圖中電壓表為理想電壓表，當(dāng)滑動變阻器R1的觸頭向左移動一小段時，則()圖16A．電流表讀數(shù)增大B．電容器帶電荷量增加C．R2消耗的功率減小D．電壓表與電流表示數(shù)變化量之比不變解析由電路圖可知R1、R2并聯(lián)再與R3串聯(lián)，當(dāng)滑動觸頭向左移動一小段時，R1電阻減小，電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路總電流增大，所以內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，并聯(lián)部分電壓減小，電容器的帶電荷量Q＝CU減小，R2消耗的功率減小，選項(xiàng)A、C正確、B錯誤；由U＝E－Ir，可得eq\f(ΔU,ΔI)＝－r，故選項(xiàng)D正確。答案ACD基本技能練1．飛行器在太空飛行，主要靠太陽能電池提供能量．若一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA。若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V解析電源沒有接入外電路時，路端電壓值等于電源電動勢，所以電動勢E＝800mV。由閉合電路歐姆定律得短路電流I短＝eq\f(E,r)，所以電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(800×10－3,40×10－3)Ω＝20Ω，該電源與20Ω的電阻連成閉合電路時，電路中電流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(800,20＋20)mA＝20mA，所以路端電壓U＝IR＝400mV＝0.4V，D項(xiàng)正確。答案D2.在如圖1所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為r，L1、L2是兩個小燈泡，閉合S后，兩燈均能發(fā)光，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，會出現(xiàn)()圖1A．L1變暗，L2變暗B．L1變亮，L2變暗C．L1變亮，L2變亮D．L1變暗，L2變亮解析當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，滑動變阻器連入電路的電阻增大，所以電路總電阻增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電路總電流減小，外電路電壓增大，故通過L1的電流減小，即L1變暗，選項(xiàng)B、C錯誤；L1兩端的電壓減小，而路端電壓是增大的，故并聯(lián)電路兩端電壓增大，所以L2兩端電壓增大，L2變亮，選項(xiàng)D正確。答案D3.如圖2所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致電路中的A、B兩燈變亮，C、D兩燈變暗，故障的原因可能是()圖2A．R1短路B．R2斷路C．R2短路D．R3短路解析A燈在干路上，A燈變亮，說明電路中總電流變大，由閉合電路歐姆定律可知電路的外電阻減小，這就說明電路中只會出現(xiàn)短路而不會出現(xiàn)斷路，選項(xiàng)B被排除；因?yàn)槎搪凡糠值碾娮枳冃?，分壓作用減小，與其并聯(lián)的用電器上的電壓降低，C、D兩燈變暗，A、B兩燈變亮，這說明發(fā)生短路的電阻與C、D兩燈是并聯(lián)的，而與A、B兩燈是串聯(lián)的．觀察電路中電阻的連接形式，只有R3短路符合條件。故應(yīng)選D。答案D4.(多選)在如圖3所示的電路中，E為電源的電動勢，r為電源的內(nèi)阻，R1、R2為可變電阻。在下列操作中，可以使燈泡L變暗的是()圖3A．僅使R1的阻值增大B．僅使R1的阻值減小C．僅使R2的阻值增大D．僅使R2的阻值減小解析若僅使R1的阻值增大，可得總電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大，R2分流增大，則燈泡L分流減小，燈泡L變暗，A正確；若僅使R1的阻值減小，可得總電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小，R2分流減小，則燈泡L分流增大，燈泡L變亮，B錯誤；若僅使R2的阻值增大，可得總電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大，則燈泡L分流增大，燈泡L變亮，C錯誤；若僅使R2的阻值減小，可得總電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小，則燈泡L分流減小，燈泡L變暗，D正確。答案AD5．如圖4所示，電源的電動勢為E、內(nèi)阻為r，定值電阻R的阻值也為r，滑動變阻器的最大阻值是2r。當(dāng)滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動過程中，下列說法中正確的是()圖4A．電壓表的示數(shù)變大B．電流表的示數(shù)變小C．滑動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滑片從a端滑向b端，其接入阻值RPb減小，由“串反并同”原則有，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，A、B、D錯誤；把電阻R當(dāng)作電源內(nèi)電阻(等效電源)，則R內(nèi)＝2r，RPb減小，且RPb<2r，等效電源的輸出功率減小，即滑動變阻器的功率減小，C正確。答案C6．(多選)一輛電動觀光車蓄電池的電動勢為E，內(nèi)阻不計，當(dāng)空載的電動觀光車以大小為v的速度勻速行駛時，流過電動機(jī)的電流為I，電動車的質(zhì)量為m，電動車受到的阻力是車重的k倍，忽略電動觀光車內(nèi)部的摩擦，則()A．電動機(jī)的內(nèi)阻為R＝eq\f(E,I)B．電動機(jī)的內(nèi)阻為R＝eq\f(E,I)－eq\f(kmgv,I2)C．電動車的工作效率η＝eq\f(kmgv,EI)D．電動機(jī)的發(fā)熱效率η＝eq\f(EI－kmgv,EI)解析根據(jù)能量守恒定律，EI＝I2R＋kmgv，所以電動機(jī)的內(nèi)阻為R＝eq\f(E,I)－eq\f(kmgv,I2)，選項(xiàng)A錯誤、B正確；電動車的工作效率等于輸出功率與總功率之比，即η＝eq\f(kmgv,EI)，所以C正確；電動機(jī)的發(fā)熱效率η＝eq\f(EI－kmgv,EI)，D正確。答案BCD7．(多選)如圖5所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，不計電壓表和電流表內(nèi)阻對電路的影響，當(dāng)電鍵閉合后，兩小燈泡均能發(fā)光。在將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中，下列說法正確的是()圖5A．小燈泡L1、L2均變暗B．小燈泡L1變亮，小燈泡L2變暗C．電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大D．電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小解析滑動變阻器滑片向右滑動的過程中，滑動變阻器接入電路部分的阻值變大，電路中的總電阻變大，總電流變小，路端電壓變大，故電流表A的讀數(shù)變小，小燈泡L2變暗，電壓表V的讀數(shù)變大，進(jìn)而可知小燈泡L1兩端電壓UL1＝U路－UL2增大，小燈泡L1變亮。答案BC8.如圖6所示，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝5Ω，R2＝50Ω，則()圖6A．開關(guān)S斷開時，A、B兩端電壓等于零B．開關(guān)S閉合，電容器C充電后，電容器兩極板間的電壓等于10VC．開關(guān)S閉合，電容器C充電后，電容器兩極板間的電壓等于12VD．開關(guān)S閉合，電容器C充電后，電容器兩極板間的電壓與電容大小有關(guān)解析開關(guān)S斷開時，電阻R1相當(dāng)于一段導(dǎo)線，A、B兩端電壓等于電源電動勢，選項(xiàng)A錯誤；開關(guān)S閉合，電容器C充電后，電阻R2相當(dāng)于一段導(dǎo)線，此時電容器兩極板間電壓為電阻R1兩端電壓，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電阻R1兩端電壓U＝eq\f(ER1,R1＋r)＝10V，與電容器電容的大小無關(guān)，選項(xiàng)B正確，C、D錯誤。答案B9.電源和一個水平放置的平行板電容器、三個電阻組成如圖7所示的電路。當(dāng)開關(guān)S閉合后，電容器中有一個帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將開關(guān)S斷開，則以下判斷正確的是()圖7A．液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)B．液滴將向下運(yùn)動C．電容器上的帶電荷量將減為零D．電容器將有一個瞬間的充電過程解析當(dāng)開關(guān)S閉合時，電容器所在支路為斷路，所以電阻R0相當(dāng)于導(dǎo)線，電容器兩端電壓為R1兩端電壓，當(dāng)開關(guān)S斷開后電路中沒有電流通過，電容器兩端電壓變?yōu)殡娫措妱觿?，所以電容器兩端電壓增大，電容器充電，同時液滴所受的電場力增大，液滴向上運(yùn)動，選項(xiàng)D對。答案D10.在如圖8所示電路中，電源電動勢為12V，電源內(nèi)阻為1.0Ω，電路中電阻R0為1.5Ω，小型直流電動機(jī)M的內(nèi)阻為0.5Ω。閉合開關(guān)S后，電動機(jī)轉(zhuǎn)動，電流表的示數(shù)為2.0A。則以下判斷中正確的是()圖8A．電動機(jī)的輸出功率為14WB．電動機(jī)兩端的電壓為7.0VC．電動機(jī)的發(fā)熱功率為4.0WD．電源輸出的電功率為24W解析由部分電路歐姆定律知電阻R0兩端電壓為UR0＝IR0＝3.0V，電源內(nèi)電壓為U內(nèi)＝Ir＝2.0V，所以電動機(jī)兩端電壓為U機(jī)＝E－UR0－U內(nèi)＝7.0V，B對；電動機(jī)的發(fā)熱功率和總功率分別為P熱＝I2r1＝2W、P總＝U機(jī)I＝14W，C錯；電動機(jī)的輸出功率為P出＝P總－P熱＝12W，A錯；電源的輸出功率為P＝U端I＝(UR0＋U機(jī))I＝20W，D錯。答案B11.如圖9所示，已知電源內(nèi)電阻r為2Ω，定值電阻R0為3Ω，滑動變阻器阻值范圍為0～10Ω。當(dāng)使滑動變阻器R阻值為R1時，在R1上獲得最大功率，則R1的阻