高三物理第一轮复习课时跟踪练第八章第二讲电动势闭合电路的欧姆定律含解析
高考物理一轮总复习 第八章 第2讲 闭合电路欧姆定律(含解析)
第2讲 闭合电路欧姆定律[基础知识·填一填][知识点1] 电源的电动势和内阻1．电动势(1)电源：电源是通过非静电力做功把 其他形式 的能转化成 电势能 的装置．(2)电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E ＝W q .(3)电动势的物理含义：电动势表示电源 把其他形式的能转化成电势能 本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压．2．内阻：电源内部导体的电阻．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)电动势是电源两极间的电压．(×)(2)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压．(×)(3)非静电力做的功越多，电动势就越大．(×)(4)E ＝W q 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的．(√)[知识点2] 闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 正比 ，跟内、外电阻之和成 反比 .(2)公式：I ＝ER ＋r (只适用于纯电阻电路)．(3)其他表达形式①电势降落表达式：E ＝U 外＋U 内或E ＝U 外＋Ir .②能量表达式：EI ＝UI ＋I 2r .2．路端电压与外电阻的关系(1)闭合电路中外电阻越大，路端电压越小．(×)(2)闭合电路中的短路电流无限大．(×)(3)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．(×)(4)电源的输出功率越大，电源的效率越高．(×)[教材挖掘·做一做]1．(人教版选修3－1 P63第1题改编)一个电源接8 Ω电阻时，通过电源电流为0.15 A，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A，则电源的电动势和内阻分别为( )A．2 V 1.5 ΩB．1.5 V 2 ΩC．2 V 2 Ω D．1.5 V 1.5 Ω解析：B [由闭合电路欧姆定律得E＝I1(R1＋r)E＝I2(R2＋r)代入数据联立得r＝2 Ω，E＝1.5 V．]2．(人教版选修3－1 P63第3题改编)许多人造卫星都用太阳电池供电．太阳电池由许多片电池板组成．某电池板不接负载时的电压是600 μV，短路电流是30 μA.则这块电池板的内阻为( )A．2 Ω B．20 ΩC．200 Ω D．2 000 Ω答案：B3．(人教版选修3－1 P63第4题改编)电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 Ω时，路端电压为 4.0 V，若在外电路中分别并联一个 6.0 Ω的电阻和串联一个 6.0 Ω的电阻．则两种情况下的路端电压为( )A．4.3 V 3.72 V B．3.73 V 4.3 VC．3.72 V 4.3 V D．4.2 V 3.73 V答案：C4．(人教版选修3－1 P52第4题改编)如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10 V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0～100 V ．已知电流表的内阻R g 为500 Ω，满偏电流I g 为1 mA ，则电阻R 1、R 2的值分别为( )A ．9 500 Ω 90 000 ΩB ．90 000 Ω 9 500 ΩC ．9 500 Ω 9 000 ΩD ．9 000 Ω 9 500 Ω解析：A [接a 、b 时，由串联电路特点有R 总＝R 1＋R g ＝U 1I g 得R 1＝U 1I g－R g ＝9 500 Ω.接a 、c 时，同理有R 总′＝R 1＋R 2＋R g ＝U 2I g 得R 2＝U 2I g－R g －R 1＝90 000 Ω.] 考点一 闭合电路的动态分析[考点解读]1．动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化．2．电路动态分析的两种方法(1)程序法：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧ 并联分流I 串联分压U →变化支路．(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．[典例赏析][典例1] (多选)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .电路中的R 2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．下列说法中正确的是( )A ．只逐渐增大对R 1的光照强度时，电阻R 0消耗的电功率增大，电阻R 3中有向上的电流B ．只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开开关S ，带电微粒向下运动[解析] AD [当逐渐增大光照强度时，光敏电阻R 1的阻值减小，依据“串反并同”可知电流I 增大，则P R 0增大，U C 增大，Q C ＝CU C 增大，即电容器充电，R 3中有向上的电流，A 正确；当P 2向上移动时，U C 不变，R 3中没有电流，故B 错误；当P 1向下移动时，I 不变，但U C 变大，E C ＝U C d变大，电场力F C ＝qE C 变大，微粒向上运动，故C 错误；若断开开关S ，电容器放电，U C 降为0，则微粒只受重力作用而向下运动，故D 正确．]1．总电阻变化情况的判断(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．2．“串反并同”(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．[题组巩固]1．(2019·怀化模拟)(多选)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P 向右端移动时，下面说法中正确的是( )A ．电压表V 1的读数减小，电流表A 1的读数增大B ．电压表V 1的读数增大，电流表A 1的读数减小C ．电压表V 2的读数减小，电流表A 2的读数增大D ．电压表V 2的读数增大，电流表A 2的读数减小解析：AD [滑动变阻器滑片P 向右端移动，使得R P 变小，总电阻变小，总电流变大，即电流表A 1的读数增大．内电压变大，R 1所分电压变大，并联电路电压即电压表V 1的读数变小，即R 3两端电压变小，通过R 3的电流变小，即电流表A 2的读数减小，由于总电流增大，所以经过另外一个支路即经过R 2的电流变大，R 2两端电压变大，即电压表V 2的读数增大，选项A 、D 正确．]2．(多选)在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路，当开关闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A 的亮度变暗，小灯泡B 的亮度变亮．则下列对电路故障的分析正确的是( )A ．可能是定值电阻R 1短路B ．可能是定值电阻R 2断路C ．可能是定值电阻R 3断路D ．可能是定值电阻R 4短路解析：BC [由于小灯泡A 串联于干路中，且故障发生后小灯泡A 变暗，可知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A 、D.若R 2断路，则R 1和小灯泡B 所在支路的电压增大，而R 2的断路又使小灯泡B 分配的电压增大，故小灯泡B 变亮，选项B 对；若R 3断路，必引起与之并联的支路(即R 1所在支路)中电流增大，小灯泡B 分得的电流也变大，小灯泡B 变亮，故选项C 对．]考点二 闭合电路的功率及效率问题[考点解读] 电源总功率任意电路：P 总＝EI ＝P 出＋P 内纯电阻电路：P 总＝I 2(R ＋r )＝E 2R ＋r 电源内部消耗的功率 P 内＝I 2r ＝P 总－P 出电源的输出功率 任意电路：P 出＝UI ＝P 总－P 内纯电阻电路：P 出＝I 2R ＝E 2R (R ＋r )2 P 出与外电阻R 的关系电源的效率任意电路：η＝P 出P 总×100%＝U E ×100% 纯电阻电路：η＝R R ＋r ×100%由P 出(1)当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m ＝E 24r. (2)当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小．(3)当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.[典例赏析][典例2] 如图所示，已知电源电动势为6 V ，内阻为1 Ω，保护电阻R 0＝0.5 Ω，则当保护电阻R 0消耗的电功率最大时，这个电阻箱R 的读数和电阻R 0消耗的电功率的最大值为( )A ．1 Ω 4 WB ．1 Ω 8 WC ．0 8 WD ．0.5 Ω 8 W[解析] C [保护电阻消耗的功率为P 0＝E 2R 0(r ＋R ＋R 0)2，因R 0和r 是常量，而R 是变量，所以R 最小时，P 0最大，即R ＝0时，P 0max ＝E 2R 0(r ＋R 0)2＝62×0.51.52 W ＝8 W ，故选项C 正确．]解决最大功率问题的两点注意1．解决最大功率问题时，要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率，定值电阻的最大功率用P ＝I 2R ＝U 2R 分析，可变电阻的最大功率用等效电源法求解． 2．电源输出功率最大时，效率不是最大，只有50%.[题组巩固]1．(多选)如图所示，A 为电解槽，M 为电动机，N 为电炉，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻r A ＝2 Ω.当S 1闭合，S 2、S 3断开时，电流表A 示数为6 A ；当S 2闭合，S 1、S 3断开时，电流表A 示数为5 A ，且电动机输出功率为35 W ；当S 3闭合，S 1、S 2断开时，电流表A 示数为4 A ．则( )A ．电炉的电阻为2 ΩB ．仅S 1闭合时，电炉的发热功率为72 WC ．电动机的内阻为1.2 ΩD ．在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为48 W解析：AB [电炉为纯电阻电器，仅当S 1闭合时，由欧姆定律得R ＝UI 1＝126Ω＝2 Ω，其发热功率为P ＝UI 1＝12×6 W＝72 W ，所以选项A 、B 正确；电动机为非纯电阻设备，仅当S 2闭合时，由能量守恒定律得UI 2＝I 22r M ＋P 输出，所以r M ＝UI 2－P 输出I 22＝12×5－3552 Ω＝1 Ω，选项C 错误；电解槽为非纯电阻装置，仅当S 3闭合时，由能量守恒定律得P化＝UI 3－I 23r A ，所以P 化＝(12×4－42×2) W＝16 W ，选项D 错误．] 2．如图所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R 0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R 1时可使甲电路输出功率最大，调节R 2时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，则R 1和R 2的值分别为( )A ．2 Ω，2 ΩB ．2 Ω，1.5 ΩC ．1.5 Ω，1.5 ΩD ．1.5 Ω，2 Ω解析：B [因为题中甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R 1＝2 Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P ＝IU ＝I (E －Ir )，当I ＝E 2r＝ 2 A 时，输出功率P 有最大值，此时电动机的输出功率为P 0＝2 W ，发热功率为P 热＝I 2R 0′＝4 W ，所以电动机的输入功率为P 入＝P 0＋P 热＝6 W ，电动机两端的电压为U M ＝P 入I ＝3 V ，电阻R 2两端的电压为U R 2＝E －U M －Ir ＝3 V ，所以R 2＝U R 2I＝1.5 Ω，选项B 正确．]考点三 两类U －I 图象的比较与应用[考点解读]电源U －I 图象 电阻U －I 图象图形物理意义电源的路端电压随电路电流的变化关系电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系 截距 与纵轴交点表示电源电动势E ，与横轴交点表示电源短路电流E r过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零坐标U 、I 的乘积 表示电源的输出功率表示电阻消耗的功率 坐标U 、I 的比值表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小 斜率(绝对值) 电源电阻r电阻大小 [典例3] (多选)如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是( )A ．电源的电动势为50 VB ．电源的内阻为253 ΩC ．电流为2.5 A 时，外电路的电阻为15 ΩD ．输出功率为120 W 时，输出电压是30 V[审题指导] 根据U －I 图线可以求出电源的内阻和电动势，由P －I 图线可以求出电路中的电流，并由电源的路端电压和电流的关系求出路端电压．[解析] ACD [电源的路端电压和电流的关系为：U ＝E －Ir ，显然直线①的斜率的绝对值等于r ，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E ＝50 V ，r ＝50－206－0Ω＝5 Ω，A 正确，B 错误；当电流为I 1＝2.5 A 时，由回路中电流I 1＝Er ＋R 外，解得外电路的电阻R 外＝15 Ω，C 正确；当输出功率为120 W 时，由题图中P －I 关系图线看出对应干路电流为4 A ，再从U －I 图线读取对应的输出电压为30 V ，D 正确．]非线性元件有关问题的求解，关键在于确定其实际电压和电流，确定方法如下：(1)先根据闭合电路欧姆定律，结合实际电路写出元件的电压U 随电流I 的变化关系式．(2)在原U －I 图象中，画出U 、I 关系图象．(3)两图象的交点坐标即为元件的实际电压和电流．[题组巩固]1．如图，直线A 为某电源的U －I 图线，曲线B 为某小灯泡L 1的U －I 图线的一部分，用该电源和小灯泡L 1串联起来组成闭合回路时灯泡L 1恰能正常发光，则下列说法中正确的是( )A ．此电源的内电阻为23Ω B ．灯泡L 1的额定电压为3 V ，额定功率为6 WC ．把灯泡L 1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小D ．由于小灯泡L 1的U －I 图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用 解析：B [由图象知，电源的内阻为r ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝4－16 Ω＝0.5 Ω，A 错误；因为灯L 1正常发光，故灯L 1的额定电压为3 V ，额定功率为P ＝UI ＝3×2 W＝6 W ，B 正确；正常工作时，灯L 1的电阻为R 1＝U I＝1.5 Ω，换成R 2＝1 Ω的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r ，故电源的输出功率将变大，C 错误；小灯泡是纯电阻，适用欧姆定律，其U －I 图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化，故D 错误．]2．(2019·河南南阳模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )A ．5.5 ΩB ．7.0 ΩC ．12.0 ΩD ．12.5 Ω解析：A [由欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U ＝2.5 V ，电流为I ＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U I ＝3.6－2.50.2Ω＝5.5 Ω，故选项A 正确．] 思想方法(十七) 电路故障分析方法[典例] 在如图所示的电路中，闭合开关S 后，L 1、L 2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L 2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是( )A ．L 1灯丝烧断B ．电阻R 2断路C ．电阻R 2短路D ．电容器被击穿短路[解析] D [若L1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小，L2两端电压减小，L2变暗，选项A错误；若R2断路，则总电阻增大，电压表读数增大，总电流减小，L1与R1并联部分两端的电压减小，故L2两端的电压增大，L2变亮，选项B错误；若电阻R2短路，则通过L2的电流为零，L2不亮，选项C错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L2变亮，选项D正确．][题组巩固]1．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是( )A．R1短路B．R2断路C．R2短路D．R3短路解析：D [A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B被排除．因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的．观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选D.]2．(多选)如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表的示数变为零．若电路中故障发生在灯L、电阻R上，用一根导线来判断电路故障，则下列判断正确的是( )A．将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路B．将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路C．将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路D．将导线并联在L两端，电流表有示数，一定是L断路解析：CD [电流表的示数变为零，说明电路故障为断路．将导线与用电器并联进行检测时，若电流表有示数，说明与导线并联的用电器断路；若电流表无示数，说明另一个用电器断路或两个用电器都断路．若将导线并联在R两端，电流表无示数，则可能是L断路，也可能是R、L都断路，故选项A错误；若将导线并联在L两端，电流表无示数，则可能是R断路，也可能是R、L都断路，故选项B错误；若将导线并联在R两端，电流表有示数，则一定是R断路，选项C正确；若将导线并联在L两端，电流表有示数，则一定是L 断路，选项D正确．]。
高考物理一轮复习讲义闭合电路的欧姆定律
课题：闭合电路的欧姆定律知识点总结：一、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。
（2）公式 ①I ＝E R ＋r （只适用于纯电阻电路）； ②E ＝U外＋Ir （适用于所有电路）。
（3） 在外电路中，沿电流方向电势降低．二、．路端电压与外电阻的关系1．路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小，但不呈线性变化．2．U －I 图像中，直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻r ＝|ΔU ΔI|． 典例强化例1、将一电源电动势为E ，内电阻为r 的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路电阻，I 表示电路的总电流，下列说法正确的是（） A ．由U 外＝IR 可知，外电压随I 的增大而增大B ．由U 内＝Ir 可知，电源两端的电压随I 的增大而增大C ．由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大例2、如图所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω，电压表读数为U 2＝5 V ．求：电源的电动势E 和内阻r ．例3、如图所示电路，电源内阻不可忽略。
开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中（ ）A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小一般情况 U ＝IR ＝E R ＋r ·R ＝E 1＋r R ，当R 增大时，U 增大 特殊情况 （1）当外电路断路时，I ＝0，U ＝E （2）当外电路短路时，I 短＝E r ，U ＝0B ．电压表的示数减小，电流表的示数增大C ．电压表与电流表的示数都增大D ．电压表与电流表的示数都减小例4、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则（ ）A ．电容器中的电场强度将增大B ．电容器的电容将减小C ．电容器上的电荷量将减少D ．液滴将向上运动例5、如图所示为某一电源的U －I 图线，由图可知（） A ．电源电动势为2 V B ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 A D ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A例6、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A ．阴影部分的面积表示电源输出功率B ．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C ．当满足α＝β时，电源效率最高D ．当满足α＝β时，电源效率小于50% 知识巩固练习1．下列关于电动势的说法正确的是（） A ．电动势就是电压，就是内、外电压之和B ．电动势不是电压，但在数值上等于内、外电压之和C ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D ．电动势的大小与外电路的结构无关2．电动势为E ，内阻为r 的电源，向可变电阻R 供电，关于路端电压说法正确的是（）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U ＝IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大C ．因为U ＝E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小D ．若外电路断开，则路端电压为E3．．某电路如图所示，已知电池组的总内阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝5 Ω，理想电压表的示数U ＝3．0V，则电池组的电动势E等于（）A．3．0 V B．3．6 V C．4．0 V D．4．2 V4．如图所示电路，电源内阻不可忽略。
高考物理一轮复习第8章恒定电流第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热训练含解析
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多．故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．2．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变．某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则( )A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D 错误．3．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这一故障的原因可能是( )A ．电阻R 1断路B ．电阻R 2短路C ．灯L 1两接线柱间短路D ．电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R 1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L 2两端电压会减小，致使灯L 2变暗，A 错误．若电阻R 2短路，灯L 2将不亮，B 错误．若灯L 1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C 错误．若电阻R 2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小，灯L 2两端电压增大，灯L 2变亮，D 正确．4．(2021年济宁检测)如图，E 为内阻不能忽略的电池，R 1、R 2、R 3为定值电阻，S 0、S 为开关，V 与A 分别为电压表与电流表．初始时S 0与S 均闭合，现将S 断开，则( )A ．V 的读数变大，A 的读数变小B ．V 的读数变大，A 的读数变大C ．V 的读数变小，A 的读数变小D ．V 的读数变小，A 的读数变大【答案】B【解析】S 断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V 的读数变大．把R 1归为内阻，内电压减小，故R 3中的电压增大，由欧姆定律可知R 3中的电流也增大，电流表示数增大，故B 正确．5．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U ，额定电流为I ，线圈电阻为R .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作．则( )A ．电动机消耗的总功率为I 2R B ．电动机消耗的热功率为U 2RC ．电源的输出功率为EID ．电源的效率为1－IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI ，A 错误．电动机消耗的热功率为I 2R ，B 错误．电源的输出功率为UI ，C 错误．电源的效率为U E ＝E －Ir E，D 正确． 6．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线．曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是( )A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56Ω，故C 、D 错误． 7．(多选)(2021年信阳质检)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .闭合开关S ，在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU ，电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时，电容器的带电量为Q .则在这个过程中，下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E －I (R 1＋r )得ΔU ＝ΔI (R 1＋r )，解得ΔU ΔI＝R 1＋r 不变，故A 错误，B 正确．在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大，电阻R 1两端电压增大．根据Q ＝UC ＝CR 1I 可知，Q －I 图像是过原点的倾斜直线．故C 错误，D 正确．综合提升练习8．(多选)如图所示的电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关S ，电压表示数为U ，电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A 错误．滑片滑动过程中，电阻R 1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故B 、C 正确．由于电压表示数没有变化，D 错误．9．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I ＝E R ＝1 A ，所以路端电压U R ＝IR ＝10 V ，A 正确．电源的总功率P ＝IE ＝12 W ，B 错误．由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ，所以U a b ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 正确．a 、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω，回路的总电阻为9.5 Ω，D 错误．10．某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V ，此时输入电动机的电功率为19 kW ，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ，则P ＝UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ，则P r ＝I 2r ，代入数据解得P r ＝1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则M ＝ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ，则ΔE p ＝Mgh .设电动机的输出功率为P 0，则P 0＝P －P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%＝ΔE p .代入数据解得t ＝2×104 s ．。
高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第2讲 电动势 闭合电路的欧姆定律教学案(含解析)
第2讲 电动势 闭合电路的欧姆定律教材知识梳理一、电源电动势与内阻 1．电动势(1)定义：电源在内部移动电荷过程中，______________________________与移动电荷的________的比值．(2)定义式：________，单位为________．(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为________的本领(通常认为电动势不变)． 2．内阻：电源内部也是导体，其电阻称为________． 二、闭合电路的欧姆定律1．内容：闭合电路中的电流跟__________________成正比，跟____________________成反比． 2．表达式：________，只适用于纯电阻电路． 3．路端电压：U ＝E －Ir .答案：一、1.(1)非静电力对电荷做的功W 电荷量q (2)E ＝W qV (3)电能 2．电源内阻二、1.电源的电动势 内、外电路中的电阻之和 2．I ＝ER ＋r【思维辨析】(1)不管什么电路，只要其中一个电阻增大，则总电阻增大，总电阻一定大于任意一个电阻．( ) (2)电动势的大小反映了电源把电能转化为其他形式的能的本领强弱．( ) (3)电动势等于电源的路端电压．( )(4)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大．( )(5)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．( ) 答案：(1)(×) (2)(×) (3)(×) (4)(√) (5)(×)考点互动探究考点一 电阻的串、并联1．串、并联电路的几个常用结论(1)当n 个等值电阻R 0串联或并联时，R 串＝nR 0，R 并＝1nR 0.(2)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻，并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻． (3)在电路中，某个电阻增大(或减小)，则总电阻增大(或减小)．(4)某电路中无论电阻怎样连接，该电路消耗的总电功率始终等于各个电阻消耗的电功率之和． 2．电压表、电流表的改装考向一 串、并联电路的特点[2016·宁德质检] 电阻R 1和R 2分别标有“2 Ω 1.0 A ”和“4 Ω 0.5 A ”，将它们串联后接入电路中，如图8231所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )图8231A ．1.5 WB ．3.0 WC ．5.0 WD ．6.0 W 答案：A[解析] 由题意可知，两电阻串联后能通过的最大电流为I ＝0.5 A ，则电路允许消耗的最大电功率为P ＝I 2(R 1＋R 2)＝1.5 W ，A 正确．考向二 电路的简化在如图8232所示的电路中，电源电压U ＝15 V ，电阻R 1、R 2、R 3的阻值均为10 Ω，S 为单刀三掷开关，求下列各种情况下电压表的读数．(1)开关S 接A . (2)开关S 接B . (3)开关S 接C .图8232[解析] (1)开关S 接A ，电压表被短路，电压表测量的是导线上的电压，U 1＝0. (2)开关S 接B ，R 1与R 2串联，电压表测量的是R 1两端的电压，U 2＝UR 1＋R 2R 1＝7.5 V. (3)开关S 接C ，R 2与R 3并联再与R 1串联，电压表测量的是R 1两端的电压，U 3＝UR 1＋R 2R 3R 2＋R 3R 1＝10 V. [点评] (1)基本原则：电势相等的点可合并可拆分；导线可任意长短；无电流的支路可去除；理想电流表可视为短路，理想电压表可视为断路；电路稳定时电容器可视为断路．(2)基本方法：①等电势法：首先找出各等势点，并用同一字母标注，不同电势点用不同字母标注，并按电势高低排列各点，最后将所有元件画在相应的两序号间．②独立分支法：先将各结点用字母标上，判定各支路元件的电流方向，按电流流向确定各独立支路，然后加工整理即可．考向三 电流表和电压表的改装] 如图8233所示，其中电流表A 的量程为0.6 A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()图8233A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 答案：C[解析] 电流表和电阻R 1并联，R 1的电阻值为电流表内阻的12，则由并联电路特点可知，通过电流表的电流I A 是通过R 1的电流的12，则I A ＝13I 总，其中I 总为干路电流．所以可以用电流表上的0.02 A 的一个小格表示总电流0.06 A ．所以选项C 正确．[点评] 电表的改装并没有改变表头的满偏电流和满偏电压，改装后的电压表量程是表头指针满偏时，表头与串联电阻两端电压之和，改装后的电流表量程是表头指针满偏时，表头与并联电阻电流之和．在已知改装后的量程求串联或并联电阻时，根据串、并联电路的特点求解即可．考点二 闭合电路的功率及效率问题由P 出与外电阻R 的关系图像可知：①当R ＝r 时，电源的输出功率最大，为P 出m ＝E 24r.②当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小． ③当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大．④当P 出＜P 出m 时，每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.如图8234所示，已知电源电动势E ＝5 V ，内阻r ＝2 Ω，定值电阻R 1＝0.5 Ω，滑动变阻器R 2的阻值范围为0～10 Ω.(1)当滑动变阻器R 2的阻值为多大时，电阻R 1消耗的功率最大？最大功率是多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？(3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大功率是多少？图8234[解析] (1)定值电阻R1消耗的电功率P1＝I2R1＝E2R1（R1＋R2＋r）2当滑动变阻器的阻值R2＝0时，R1消耗的功率最大最大功率P1m＝E2R1（R1＋r）2＝2 W.(2)电源的等效内阻r′＝R1＋r＝2.5 Ω，当滑动变阻器的阻值R2＝r′＝2.5 Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大最大功率P2m＝E24r′＝2.5 W.(3)当R1＋R2＝r，即R2＝r－R1＝(2－0.5) Ω＝1.5 Ω时，电源有最大输出功率最大输出功率P出m＝E24r＝3.125 W.(多选)[2016·南昌调研] 在如图8235所示的电路中，电源内阻不能忽略，当移动滑动变阻器滑片时，电流表示数变大，则( )图8235A．电源的总功率一定增大B．电源的输出功率一定增大C．电源内部消耗的功率一定减小D．电源的效率一定减小答案：AD [解析] 滑片移动时，电流表示数变大，可知滑片向右移动，电路的总电阻减小，总电流增大，因此电源的总功率增大，电源的效率减小，A、D正确；电源内阻消耗的功率增大，输出的功率变化不确定，B、C错误．[点评] (1)解决最大功率问题时，要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率，定值电阻的最大功率用P ＝I 2R ＝U 2R分析，可变电阻的最大功率用等效电源法求解．(2)电源输出功率最大时，效率不是最大，只有50%.考点三 电路的动态分析根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有：1．程序法2．直观法(1)当外电路的任何电阻变大(或变小)时，总电阻变大(或变小)．(2)控制开关使串联的电阻增多时，电阻变大，使并联的电阻增多时，电阻变小． 3．“并同串反”规律所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大．4．极限法即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论． 考向一 一般的动态分析问题(多选)[2016·长沙四校联考] 如图8236所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P 向右端移动时，下面说法中正确的是( )图8236A ．电压表V 1的读数减小，电流表A 1的读数增大B ．电压表V 1的读数增大，电流表A 1的读数减小C ．电压表V 2的读数减小，电流表A 2的读数增大D ．电压表V 2的读数增大，电流表A 2的读数减小 答案：AD[解析] 滑动变阻器滑片P向右端移动，使得R P变小，总电阻变小，总电流变大，即电流表A1的读数增大．内电压变大，R1所分电压变大，并联电路电压即电压表V1的读数变小．即R3两端电压变小，通过R3的电流变小即电流表A2的读数减小，由于总电流增大，所以经过另外一个支路即经过R2的电流变大，R2两端电压变大，即电压表V2的读数增大，A、D项正确．考向二电路故障的分析(多选)在如图8237所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是( )图8237A．R1短路 B．R2断路C．R3断路 D．R4短路答案：BC[解析] 由于A灯串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的B灯中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B正确．假设R3断路，则总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，B灯中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确．[点评] (1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零．(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但它两端电压为零．考向三闭合电路中ΔU与ΔUΔI的分析多选)如图8238所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，图8238理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，则( ) A ．A 的示数增大 B ．V 2的示数增大C ．ΔU 3与ΔI 的比值大于rD ．ΔU 1大于ΔU 2答案：ACD [解析] 滑片向下滑动，连入电路中的电阻R 变减小，由I ＝ER ＋R 变＋r，A 表示数增大，A项正确；V 2表测量的是电源的路端电压，U 2＝E －Ir 减小，B 项错误；U 3＝E －Ir －IR ，则有ΔU 3＝ΔI ×(R ＋r )，ΔU 3与ΔI 的比值等于R ＋r ，大于r ，C 项正确；ΔU 2＝ΔI ×r ，ΔU 1＝ΔI ×R ，又因为题目知R >r ，得ΔU 1大于ΔU 2，D 项正确．[点评] 分析ΔU 时，根据电路中所有电阻消耗的电压和是不变的，这部分电路消耗的电压减小多少，另一部分电路消耗的电压就增大多少，分析ΔUΔI时一定要根据电路的特点找电阻不变的部分进行分析．考向四 含容电路的处理C 及电池E (内阻可忽略)连接成如图8239所示电路．开关S 断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；闭合开关S ，电流再次稳定后，C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )图8239A. 25B.12C.35D.23 答案：C[解析] 由已知条件及电容定义式C ＝QU 可得：Q 1＝U 1C ，Q 2＝U 2C ，则Q 1Q 2＝U 1U 2. S 断开时等效电路如图甲所示甲U 1＝R （R ＋R ）（R ＋R ）＋R R ＋R （R ＋R ）（R ＋R ）＋R·E ×12＝15E ；S 闭合时等效电路如图乙所示，乙U 2＝R ·R R ＋R R ＋R ·R R ＋R·E ＝13E ，则Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故C 正确．■ 规律总结(1)电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．(2)电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体．电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．(3)电容器所带电荷量的变化的计算：如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和．考点四 对电源U I 图线的理解和应用 两种图像的比较如图82310所示，直线A 为某电源的UI 图线，曲线B 为某小灯泡的U I 图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()图82310A ．4 W ，8 WB ．2 W ，4 WC ．2 W ，3 WD ．4 W ，6 W 答案：D[解析] 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P 出＝UI ＝2×2 W ＝4 W ，电源的总功率P总＝EI ＝3×2 W ＝6 W ，D 项正确．(多选)如图82311所示，直线A 为电源的U I 图线，直线B 和C 分别为电阻R 1、R 2的U I图线，用该电源分别与R 1、R 2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P 1、P 2，电源的效率分别为η1、η2，则()图82311A ．P 1>P 2B ．P 1＝P 2C ．η1>η2D ．η1<η2答案：BC [解析] P 1＝U 1I 1＝4×2 W ＝8 W ，P 2＝U 2I 2＝2×4 W ＝8 W ，A 项错误，B 项正确；η1＝U 1I 1EI 1，η2＝U 2I 2EI 2，可得η1＞η2，C 项正确，D 项错误．■ 方法技巧两图线的交点表示电源的路端电压与用电器两端的电压相等，通过电源的电流与通过用电器的电流相等，故交点表示该电源单独对该用电器供电的电压和电流．【教师备用习题】1．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V[解析] D 电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E ＝800 mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流I 短＝E r ，所以电源内阻r ＝E I 短＝800×10－340×10－3Ω＝20 Ω，该电源与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I ＝ER ＋r ＝80020＋20mA ＝20 mA ，所以路端电压U ＝IR ＝400 mV ＝0.4 V ，D 项正确． 2．如图所示，电源为“9 V 1 Ω”的电池组，要将“4 V 4 W ”的灯泡接入虚线框中，在正常发光的条件下，最多能接( )A ．2个B ．3个C ．4个D ．5个[解析] D 要使灯泡正常发光，灯泡两端电压为4 V ，每个灯泡的工作电流为1 A ．当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，所接灯泡最多，此时电源内电压为5 V ，电路中的总电流为5 A ，所以最多能接5个灯泡．3．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在“测电源电动势和内阻”的实验中得到的实验图线如图所示．图中U 为路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( )A.34、14B.13、23C.12、12D.23、13[解析] D 由U I 图像可知，若电源的电动势为6U 0，则a 、b 两点处对应的路端电压分别为4U 0、2U 0，电源的效率η＝UI EI ＝U E ，所以ηa ＝U 1E ＝23，ηb ＝U 2E ＝13.4．如图所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置．闭合开关S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开开关S[解析] B 为了保证带电油滴悬浮在两板之间静止不动，就要使电容器两板之间的场强E 不变．电路稳定后，和电容器相串联的电阻对电容器两端的电压不产生影响，而增大R 1的阻值将使电容器两端的电压增大，根据E ＝U d可知，E 增大，A 项错误；增大R 2的阻值，电容器两端的电压不变，E 不变，B 项正确；增大两板间的距离，E 减小，C 项错误；断开开关S ，电容器两端的电压发生改变，D 项错误．5．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A [解析] AC 设四个电阻的等效电阻为R 路，由1R 路＝115 Ω＋5 Ω＋15 Ω＋15 Ω得R 路＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律知，I ＝ER 路＋r ＝12 V 10 Ω＋2 Ω＝1 A ，设路端电压为U ，则U ＝IR 路＝1 A ×10 Ω＝10 V ，选项A 正确；电源的总功率P ＝EI ＝12 W ，选项B 错误；设电源负极电势为0 V ，则a 点电势φa ＝0.5 A ×5 Ω－0＝2.5 V ，b 点电势φb ＝0.5 A ×15 Ω－0＝7.5 V ，则a 、b 两点的电势差U ab ＝φa －φb ＝2.5 V －7.5 V ＝－5 V ，所以a 、b 间电压的大小为5 V ，选项C 正确；当将a 、b 两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时a 、b 两点电势相等，电路总电阻为9.5 Ω，电流I ′＝E R 总＝2419A ，故选项D 错误．6．(多选)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．则( )A ．当c 、d 端短路时，a 、b 之间的等效电阻是40 ΩB ．当a 、b 端短路时，c 、d 之间的等效电阻是40 ΩC ．当a 、b 两端接通测试电源时，c 、d 两端的电压为80 VD ．当c 、d 两端接通测试电源时，a 、b 两端的电压为80 V [解析] AC 当c 、d 端短路时，等效电阻R ＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝40 Ω，A 正确；当a 、b 端短路时，等效电阻R ′＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3＝128 Ω，B 错误；当a 、b 两端接通测试电源时，根据欧姆定律得I ＝E R 1＋R 3＝10010＋40A ＝2 A ，所以U cd ＝IR 3＝80 V ，C 正确；当c 、d 两端接测试电源时，I ′＝ER 2＋R 3＝100120＋40 A ＝58A ，U ab ＝I ′R 3＝25 V ，D 错误．7．(多选)[2016·衡水中学模拟] 在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R 的U I 图线．用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路．由图像可知( )A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 ΩB ．电阻R 的阻值为1 ΩC ．电源的输出功率为2 WD ．电源的效率为66.7%[解析] ABD 图线Ⅰ与纵轴的交点表示电源电动势E 为3 V ，图线Ⅰ的斜率的绝对值表示电源内阻r 为0.5 Ω，A 项正确；图线Ⅱ的斜率表示电阻R 的阻值为1 Ω，B 项正确；由Ⅰ、Ⅱ图线的交点坐标可知电流I ＝2 A ，路端电压U ＝2 V ，电源输出功率P ＝UI ＝4 W ，C 项错误；电源效率η＝P 出P 总＝UE×100%≈66.7%，D 项正确．8．(多选)如图所示电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关，电压表示数为U ，电流表示数为I ；在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A ．U 先变大后变小B ．I 先变小后变大C ．U 与I 比值先变大后变小D ．U 变化量与I 变化量比值等于R 3[解析] BC 据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故选项A 错误；滑片滑动过程中，R 1两部分并联的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故选项B 、C 正确；由于电压表示数没有变化，故选项D 错误．9．[2016·上海静安期末] 如图所示电路中，灯L 标有“6 V 3 W ”，定值电阻R 1＝4 Ω，R 2＝10 Ω，电源内阻r ＝2 Ω，当滑片P 滑到最下端时，电流表读数为1 A ，此时灯L 恰好正常发光，试求：(1)滑动变阻器最大值R ；(2)当滑片P 滑到最上端时，电流表的读数；(3)当滑片P 位于滑动变阻器的中点时，变阻器消耗的功率．[答案] (1)12 Ω (2)2 A (3)3.84 W[解析] (1)灯L 的电阻：R L ＝U 2LP L ＝623Ω＝12 Ω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 ＝P L U L＝36A ＝0.5 A 通过变阻器R 的电流为I R ＝I －I L ＝1 A －0.5 A ＝0.5 A 即滑动变阻器最大值R ＝R L ＝12 Ω (2)电源电动势E ＝IR 1＋r ＋RR LR ＋R L＝1×(4＋2＋6) V ＝12 V 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 ′＝E R 1＋r ＝124＋2A ＝2 A(3)P 位于变阻器的中点时，灯L 与R2并联后再与R 1串联．此时：R 并＝R L ·R 2R L ＋R 2＝12×612＋6 Ω＝4 Ω I 总＝E R 并＋R 1＋r ＝124＋4＋2A ＝1.2 A并联部分的电压为：U 并＝I 总R 并＝1.2×4 V ＝4.8 V变阻器上消耗的功率为：P R ＝U 2并R 2＝4.826W ＝3.84 W.。
届高考物理一轮复习学案第8章第2节电路闭合电路的欧姆定律
第2节电路闭合电路的欧姆定律一、电路的串联、并联串联并联电流I＝I1＝I2＝…＝I n I＝I1＋I2＋…＋I n 电压U＝U1＋U2＋…＋U n U＝U1＝U2＝…＝U n电阻R＝R1＋R2＋…＋R n 1R＝1R1＋1R2＋…＋1R n功率分配P1R1＝P2R2＝…＝P nR n P1R1＝P2R2＝…＝P n R n二、电源的电动势和内阻1．电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式：E＝W q。
(3)物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。
2．内阻：电源内部导体的电阻。
三、闭合电路的欧姆定律1．内容闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
2．公式(1)I＝ER＋r。
(只适用于纯电阻电路)(2)E＝U内＋U外。
(适用于任何电路)3．路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(适用于任何电路)(2)U-I图象①当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。
②当外电路电压为U＝0时，横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大。
(√)(2)电动势就是电源两极间的电压。
(×)(3)闭合电路中外电阻越大，路端电压越大。
(√)(4)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大。
(×) (5)电源的输出功率越大，电源的效率越高。
(×)2．(人教版选修3－1P 63T 1改编)一个电源接8 Ω电阻时，通过电源的电流为0.15 A ，接13 Ω电阻时，通过电源的电流为0.10 A ，则电源的电动势和内阻分别为( )A ．2 V 1.5 ΩB ．1.5 V 2 ΩC ．2 V 2 ΩD ．1.5 V 1.5 Ω [答案] B3．(人教版选修3－1P 52T 2改编)(多选)如图画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。
2021届高考物理粤教版一轮学案：第八章第2讲 闭合电路欧姆定律 Word版含解析
第2讲闭合电路欧姆定律知识要点一、电源的电动势和内阻1.电源电源是把正电荷从负极搬到正极的一种装置；从能的转化角度看，电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2.电动势(1)定义：电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
(2)表达式：E ＝W q。
(3)物理意义：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。
3.内阻电源内部也是由导体组成的，也有电阻，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数。
二、闭合电路欧姆定律1.内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。
图13.路端电压与外电阻的关系一般情况U＝IR＝ER＋rR＝E1＋rR，当R增大时，U增大特殊情况当外电路断路时，I＝0，U＝E；当外电路短路时，I短＝Er，U ＝04.路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir。
(2)U－I图象如图2所示。
①当电路断路时，即I＝0时，纵坐标的截距为电动势。
②当外电路电压U＝0时，横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
图2基础诊断1.下列关于电源电动势的说法正确的是()A.在某电池的电路中，每通过2 C的电荷量，电池提供的电能是4 J，那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多解析根据电动势定义，由E＝Wq得E＝2 V，选项A错误；电源的电动势与外电路无关，只由电源自身的性质决定，选项B错误，C正确；电源的电动势大，所提供的能量不一定大，电源提供的电能等于通过电源的电荷量与电动势之积，选项D错误。
答案 C2.(2019·江苏卷，3)如图3所示的电路中，电阻R＝2 Ω。
断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为()图3A.1 ΩB.2 ΩC.3 ΩD.4 Ω解析 当S 断开后，电压表读数为U ＝3 V ， 则电动势E ＝3 V当S 闭合后，由闭合电路的欧姆定律知 E ＝U ′＋Ir ，且I ＝U ′R整理得电源内阻r ＝（E －U ′）RU ′＝1 Ω，选项A 正确。
高三物理一轮复习课时作业10：8.2闭合电路欧姆定律
第2讲闭合电路欧姆定律1.(多选)在如图1所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知()图1A.电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的输出功率为4WD.电源的效率为50%答案ABC解析由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3V，内阻为r＝EI短＝0.5Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2A，路端电压U＝IR＝2V(可由题图读出)，电源的输出功率为P＝UI＝4W，电源的效率为η＝UIEI ×100%≈66.7%，故选项A、B、C正确，D错误.2.(2018·贵州遵义调研)如图2所示电路，电源内阻不可忽略.开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图2A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大，电流表的示数减小D.电压表的示数减小，电流表的示数增大答案 A解析由变阻器R0的滑动端向下滑动可知，R0接入电路的有效电阻减小，R总减小，由I＝ER总＋r可知I增大，由U内＝Ir可知U内增大，由E＝U内＋U外可知U外减小，故电压表示数减小.由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝U2R2可知电流表示数减小，故A正确.3.(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大.为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图3所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则()图3A.电灯L变亮B.电灯L变暗C.电流表的示数减小D.电流表的示数增大答案AC解析探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据I＝E可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U＝E－Ir，可知I减小，U增大，R总所以灯泡两端的电压增大，所以电灯L变亮，故A、C正确，B、D错误.4.(2017·宁夏银川2月模拟)如图4甲所示为某一小灯泡的U－I图线，现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1Ω、电动势为3V的电源两端，如图乙所示，则()图4A.通过每盏小灯泡的电流约为0.2A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6WB.通过每盏小灯泡的电流约为0.3A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6WC.通过每盏小灯泡的电流约为0.2A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.2WD.通过每盏小灯泡的电流约为0.3A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.4W答案 C解析 由题图甲可以看出，当通过小灯泡的电流为0.2A 时，对应灯泡两端的电压为1V ，此时小灯泡的电阻为1V0.2A ＝5Ω，两小灯泡并联后的总电阻R 并＝2.5Ω，灯泡两端电压U 并＝R 并R 总E ＝2.57.5×3V ＝1V ，恰好符合串联电路电压关系，则每盏小灯泡的功率P L ＝0.2W ，则A 项错误，C 项正确.同理，可知B 、D 项错误.5.如图5所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L 的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是( )图5A.电流表、电压表的读数均变小B.电源内阻消耗的功率变大C.液滴将向上运动D.电源的输出功率变大答案 C解析当L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1两端的电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上运动，C正确；由于C两端的电压增大，R2、R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误；因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误；由于电源的内、外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误.6.如图6所示的电路中，闭合开关S，灯L1、L2正常发光.由于电路突然出现故障，发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是()图6A.R1断路B.R2断路C.R3短路D.R4短路答案 A解析分析电路的连接方式可知，R1与L1并联；R2与R3先并联再与电流表、R4串联，然后与L2并联.出现故障后，发现灯L1变亮，灯L2变暗，说明L1两端的电压变大，L2两端的电压变小，可能是R1断路，A正确；如果R2断路，则灯L2变亮，灯L1变暗，与现象不符，B 错误；若R3短路或R4短路，与电流表示数变小不符，C、D错误.7.(多选)如图7所示，R1为定值电阻，R2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()图7A.当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率B.当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率C.当R2＝0时，R1获得最大功率D.当R2＝0时，电源的输出功率最大答案AC解析在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1＋r)的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示)，R2的电功率是等效电源的输出功率.显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A项正确；讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据P＝I2R知，电路中电流越大，R1上的电功率就越大(P1＝I2R1)，所以，当R2＝0时，等效电源内阻最小(等于r，如图乙所示)，R1获得的电功率最大，故B 项错误，C项正确；讨论电源的输出功率时，(R1＋R2)为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源输出功率不一定最大，故D项错误.8.(多选)如图8所示，已知电源的内电阻为r ，固定电阻R 0＝r ，可变电阻R 的总阻值为2r ，若滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动，则下列说法中正确的是( )图8A.电源的输出功率由小变大B.固定电阻R 0上消耗的电功率由小变大C.电源内部的电压即内电压由小变大D.滑动变阻器R 上消耗的电功率变小答案 AB解析 由闭合电路欧姆定律推出电源的输出功率随外电阻变化的规律表达式P出＝E 2(R 外－r )2R 外＋4r ，根据上式作出P 出－R 外图象如图所示.当滑片P 由A 端向B 端滑动时，外电路电阻的变化范围是0～23r ，由图可知，当外电路电阻由0增加到23r 时，电源的输出功率一直变大，选项A 正确；R 0是定值的纯电阻，所以其消耗的电功率P R 0＝U 2R 0，因全电路的总电压即电源电动势E 一定，当滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动时，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压升高，R 0上消耗的电功率也一直增大，选项B 正确，C 错误；讨论滑动变阻器R 上消耗的电功率的变化情况时，可以把定值电阻R 0当作电源内电阻的一部分，即电源的等效内电阻为r ′＝rR 0r ＋R 0＝r2，这时滑动变阻器R 上消耗的电功率相当于外电路消耗的功率，即等效电源的输出功率.随着滑片P 由A 端向B 端滑动，在R 的阻值增大到r2之前，滑动变阻器R 上消耗的电功率是一直增大的；则根据闭合电路欧姆定律可知，当R ＝r2时，滑动变阻器R 上消耗的电功率达到最大值，滑片P再继续向B 端滑动，则滑动变阻器R 上消耗的电功率就会逐渐减小，故选项D 错误. 9.(2018·河南开封质检)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图9所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图线(电池内阻不是常数)，图线b 是某电阻R 的U －I 图线.在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为( )图9A.8.0ΩB.10ΩC.12ΩD.12.5Ω答案 A解析 由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电动势为E ＝3.6V .根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为2V ，则内阻r ＝3.6－20.2Ω＝8.0Ω，故A 正确.10.(多选)如图10所示，C 1＝6μF ，C 2＝3μF ，R 1＝3Ω，R 2＝6Ω，电源电动势E ＝18V ，内阻不计，下列说法正确的是( )图10A.开关S 断开时，a 、b 两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大答案BC解析S断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等，由题图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误.S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1＞C2，由Q＝CU知此时Q1＞Q2.当S闭合时，稳定状＝2A，此时两电阻两端电压分别为态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I＝ER1＋R2U1＝IR1＝6V、U2＝IR2＝12V，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1′＝C1U1＝3.6×10－5C、Q2′＝C2U2＝3.6×10－5C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B、C正确，D错误.11.在如图11所示电路中，已知电表均为理想仪表，且小灯泡的电阻小于电源的内阻，电流表A、电压表V1、电压表V2的读数分别为I、U1和U2，P为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球，细线与竖直方向间的夹角为θ，则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中，电流表A、电压表V1、电压表V2读数变化量大小分别是ΔI、ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是()图11A.ΔU2大于ΔU1B.灯泡变亮、细线与竖直方向间的夹角θ变大C.电源的输出功率变大D.U 2I 变大、ΔU 2ΔI变大 答案 C解析 滑动变阻器电阻增大，总电流减小，电流表示数I 减小，则V 1示数U 1增大，V 2示数U 2增大，R 1两端的电压U R 1减小，且有U 1＋U R 1＝U 2，U 1′＋U R 1′＝U 2′，(U 1′－U 1)＋(U R 1′－U R 1)＝U 2′－U 2，ΔU 1＋ΔU R 1＝ΔU 2，ΔU 1－ΔU 2＝ΔU R 1<0，则ΔU 1<ΔU 2，故A 错误；U 外增大，即灯泡两端电压增大，灯泡变亮；R 1电压减小，即电容器两端电压变小，细线与竖直方向间的夹角θ变小，则B 错误；小灯泡的电阻小于电源的内阻，再并联R 1、R 2外电阻就更小了，因外电阻等于内电阻时，P 出最大，所以当外电阻小于内电阻时，外电阻增大，P 出增大，则C 正确；U 2I 为外电阻，变大，ΔU 2ΔI为内电阻，不变，则D 错误. 12.在如图12所示的电路中，电容器的电容C ＝2μF ，电源电压为12V 且恒定不变，R 1∶R 2∶R 3∶R 4＝1∶2∶6∶3，则电容器极板a 所带电荷量为( )图12A.－8×10－6CB.4×10－6CC.－4×10－6CD.8×10－6C 答案 D解析 电路结构如图所示.设R1、R2、R3、R4的电阻分别为R、2R、6R、3R，电路稳定后，电容器所在支路无电流，其中R1和R2支路中电流I1＝ER1＋R2＝4R，R3和R4支路中电流I2＝ER3＋R4＝43R，令电源正极的电势φ＝0，则φa＝－I1R1＝－4V，φb＝－I2R3＝－8V，得U ab＝φa－φb＝4V，即电容器极板a 带正电荷，电荷量Q＝CU ab＝8×10－6C，D正确.13.(多选)如图13所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施下，关于P的运动情况说法正确的是()图13A.保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B.保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C.断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D.断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止答案ABD解析保持S闭合，电源的路端电压不变，增大A、B板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电量不变，由推论E＝4πkQ得到，板间场强不变，微粒所εr S受电场力不变，仍处于静止状态，故A正确；保持S闭合，电源的路端电压不变，电容器的电压不变，减小A、B板间距离，由E＝U可知，板间场强增大，电场力增大，微粒将向上运d得到，板间场强不变，微动，故B正确；断开S后，电容器的电量Q不变，由推论E＝4πkQεr S粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C错误，D正确.。
高三物理第一轮复习课时跟踪练：第八章第二讲电动势闭合电路的欧姆定律
第八章恒定电流第二讲电动势闭合电路的欧姆定律课时跟踪练A组基础巩固1．将一电源电动势为E、内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是() A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C．由U外＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D．由P＝IU外可知，电源的输出功率随输出电流I的增大而增大解析：因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外＝IR来分析U外随I 的变化情况．由闭合电路欧姆定律知，U外＝E－Ir，E、r为定值，故U外随I的增大而减小，A、B错，C对；对于P＝IU外，I增大，R减小，若R<r，由输出功率P随外电阻变化曲线可知，R减小，P减小，故D错．答案：C2. (2018·洛阳模拟)如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器，电流表A 为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变小，U变大D．I变大，U变小解析：当传感器R 2所在处出现火情时，其阻值随温度的升高而迅速减小，所以总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得通过电源的电流增大，电源内电压增大，所以路端电压减小，R 1两端电压增大，所以R 3两端电压减小，所以显示器A 的电流I 减小，即B 选项正确．答案：B3．将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端．开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ的电功率在( )A ．加热时变大，冷却时变小B ．加热时变小，冷却时变大C ．加热或冷却时都变小D ．加热或冷却时都变大解析：设开始时热敏电阻Ⅰ、Ⅱ的阻值为R 0，Ⅰ的温度保持不变，则Ⅰ的阻值仍为R 0.Ⅱ的电功率P Ⅱ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U R 0＋R 2R ＝U 2R （R 0＋R ）2＝U 2R R 2＋2RR 0＋R 20＝U 2R ＋R 20R＋2R 0，当R ＝R 20R ，即R ＝R 0时，R ＋R 20R 有最小值，则P Ⅱ有最大值，所以冷却或加热Ⅱ，Ⅱ的电功率P Ⅱ都变小．答案：C4. (2018·威海模拟)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时()A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显解析：此装置电路中R M先与R并联后再与R S串联，根据闭合电路欧姆定律得I＝ER S＋R并＋r，S两端的电压U＝IR S增大，则电流I增大，故R并减小，所以并联的一条支路电阻减小，即R M必减小，故排除选项A和B；由于1R并＝1R M＋1R，即R并＝RR MR＋R M＝R M1＋R MR，当R≫R M时，R MR→0，则R并≈R M，R M变化了多少，R并也变化了多少，对U的变化影响明显，即R越大，U增大越明显，选项C正确，选项D错误．答案：C5. (2018·保定模拟)如图所示的电路中，R1、R2、R3是定值电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较()A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小解析：无光照射时，C不带电，说明R1R2＝R3R4.当有光照射时，R4阻值减小，则R4分压减小，C上极板电势低于下极板电势，下极板带正电．由于R4减小，回路中总电流变大，通过R1、R2电流变小，路端电压减小，通过R4的电流变大，P电源＝EI应变大．只有B正确．答案：B6.(多选)(2018·运城模拟)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R 两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么()A．R接到b电源上时电源的效率较高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高解析：由题图知E a>E b，内阻r a>r b，当电阻R接到电源两端时，电源的效率为η＝I2RI2（R＋r）＝RR＋r，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错；由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R 接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错，C对．答案：AC7. (多选)(2018·衡水模拟)电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则()A．液滴向下运动B．液滴向上运动C．电容器所带电荷量减少D．电容器两极板间电压变大解析：电路稳定时电容器两端电压等于电阻R1两端电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电阻R1两端电压变大，电容器继续充电，电荷量增加，并且带电液滴所受电场力增大，液滴向上运动．答案：BD8. (2018·长沙模拟)某款节能环保汽车启动时的工作电路如图所示，查得电源的电动势E＝12 V，电源的内阻r及保护电阻R阻值未知，当在第一次S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为1 A；在第二次S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为3 A．测得第二次车灯的功率减少了75%，若电动机内阻R M＝1 Ω，电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，求S1、S2均闭合时电动机的机械功率．解析：设R0＝R＋r，S1闭合、S2断开时，R0上电压U r＝I1R0，车灯两端的电压U L＝E－U r，车灯的功率为P＝U L I1，S1、S2均闭合时，R0上电压U′r＝I2R0，车灯两端的电压U′L＝E－U′r，车灯的电阻不变，由题知功率应为原来的14，即电压为原来12，即U′L＝0.5U L.解得R0＝2.4 Ω，U L＝9.6 V，U′L＝4.8 V.又I1＝ER0＋R L，即1＝122.4＋R L，得R L＝9.6 Ω.S1、S2均闭合时，灯L的电流为I′L＝U′LR L＝4.89.6A＝0.5 A，则流过电动机的电流为I M＝I2－I′L＝(3－0.5) A＝2.5 A.电动机的机械功率为P机＝U′L I M－I2M R M＝(4.8×2.5－2.52×1) W＝5.75 W.答案：5.75 WB组能力提升9. (多选)(2018·烟台模拟)在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示，则()A．当R＝r时，电源有最大的输出功率B．当R＝r时，电源的效率η＝50%C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大解析：由题图可知，R＝r时电源有最大输出功率E24r，选项A正确；电源的功率P′＝E2r＋R，随外电阻R的增大而减小，选项C错误；由η＝IUIE＝RR＋r＝11＋rR可知选项B、D正确．答案：ABD10. (2018·东营模拟)如图所示，电源为“9 V 1 Ω”的电池组，要将“4 V 4 W”的灯泡接入虚线框中，在正常发光的条件下，最多能接()A．2个B．3个C．4个D．5个解析：要使灯泡正常发光，灯泡两端电压为4 V，每个灯泡的工作电流为1 A．当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，所接灯泡最多，此时电源内电压为5 V，电路中的总电流为5 A，所以最多只能接5个灯泡．答案：D11. (2018·济南模拟)在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝．如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R 两端的电压U 0就变得越高，反之，电压U 0就越低．这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝的伏安特性曲线，得到结果正确的是( )解析：电阻R 两端的电压U 0越高，电流I 就越大，由闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ＋R 电热，则电热丝的电阻越小，符合这个规律的图是D. 答案：D12．如图所示的电路中，电源的电动势E ＝6 V ，内阻r ＝1 Ω，电阻R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，电容器的电容C ＝3.6 μF ，二极管D 具有单向导电性，开始时，开关S 1闭合，S 2断开．(1)合上S 2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？(2)合上S 2，待电路稳定以后再断开S 1，求断开S 1后流过R 1的电荷量是多少？ 解析：(1)设开关S 1闭合，S 2断开时，电容器两端的电压为U 1，干路电流为I 1，根据闭合电路欧姆定律有I1＝ER1＋r＝1.5 A，U1＝I1R1＝4.5 V.设合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.根据闭合电路欧姆定律有I2＝ER1R2R1＋R2＋r＝2 A，U2＝I2·R1R2R1＋R2＝4 V.所以电容器上电荷量减少了，减少量为ΔQ＝(U1－U2)C＝1.8×10－6 C.(2)设合上S2后，电容器上的电荷量为Q，则Q＝CU2＝1.44×10－5 C，再断开S1后，通过R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比．故流过电阻R1的电荷量为Q1＝R2R1＋R2Q＝9.6×10－6 C.答案：(1)减少了1.8×10－6 C (2)9.6×10－6 C。
高考物理一轮复习专题8.2 电路 闭合电路的欧姆定律(练)(解析版)
专题8.2电路闭合电路的欧姆定律1．（陕西省汉中一中2019届期末）两个相同的电阻R ，当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，则电源的内阻为()A ．4RB ．RC ．R 2D ．无法计算【答案】B【解析】当两电阻串联接入电路中时I ＝E 2R ＋r ，当两电阻并联接入电路中时I ＝E R 2＋r ×12，由以上两式可得：r ＝R ，故选项B 正确．2.（四川省自贡一中2019届模拟）如图所示，其中电流表A 的量程为0.6A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A【答案】C【解析】设电流表A 的内阻为R A ，用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I 1－I A )R 1＝I A R A ，解得I 1＝3I A ＝0.06A ，则每一小格表示0.06A ；若将接线柱1、3接入电路，则(I 2－I A )R 1＝I A R A ，解得I 2＝3I A ＝0.06A ，则每一小格表示0.06A ．选项C 正确．3.（江西省新余一中2019届质检）在如图所示的电路中，R 1＝11Ω，r ＝1Ω，R 2＝R 3＝6Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 2，则()A ．Q 1∶Q 2＝1∶3B ．Q 1∶Q 2＝3∶1C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1【答案】A 【解析】当开关S 闭合时，电容器两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E 3，Q 1＝E 3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，选项A 正确．4．（安徽省六安一中2019届期中）如图所示为小灯泡的U －I 图线，若将该小灯泡与一节电动势E ＝1.5V ，内阻r ＝0.75Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据()A ．1.5W1.0W B ．0.75W 0.5W C ．0.75W 0.75W D ．1.5W 0.75W【答案】D 【解析】在题图中画出电源的U －I 图象，与灯泡的U －I 图象的交点为I ＝1.0A ，U ＝0.75V ，则电源的总功率P 总＝EI ＝1.5W ，灯泡的功率P 灯＝UI ＝0.75W ，故D 正确．5.（广东省肇庆一中2019届调研）如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，闭合开关S ，不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是()A ．电流表读数减小，小灯泡L 1变暗B ．电压表读数变大C ．电流表读数增大，小灯泡L 2变暗D ．电容器所带电荷量增大【答案】B 【解析】将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，其与小灯泡L 1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，电流表读数减小，小灯泡L 2变暗，路端电压U ＝E －Ir 增大，电压表的读数变大，选项B 正确，C 错误；小灯泡L 1两端的电压U 1＝E －I (r ＋R L2)增大，通过小灯泡L 1的电流变大，小灯泡L 1变亮，选项A 错误；通过小灯泡L 2的电流减小，小灯泡L 2两端电压变小，与小灯泡L 2并联的电容器两端电压减小，由Q ＝CU 可得电容器所带电荷量减小，选项D 错误．6．（安徽省铜陵一中2019届模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为()A ．5.5ΩB ．7.0ΩC ．12.0ΩD ．12.5Ω【答案】A 【解析】由欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6V ，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U ＝2.5V ，电流为I ＝0.2A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U I ＝3.6－2.50.2Ω＝5.5Ω，故选项A 正确．7．（吉林省松原一中2019届调研）两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U －I 直线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是()A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为1.0WD ．电源的效率达到最大值【答案】B 【解析】由图乙可得，电源的电动势E ＝1.5V ，r ＝1Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I ＝2Ω，R 0＝U 2I＝2Ω，R ＝0，滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端，A 项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R 0>r ，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率越大，B 项正确；R 0消耗的功率P ＝IU 2＝0.5W ，C 项错误；电源的效率η＝IE －I 2r IE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P 滑到最右端时效率最大，D 项错误．8．（福建省厦门一中2019届期末）直流电路如图所示，闭合开关S ，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的()A ．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小【答案】ABC 【解析】滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P 总＝EI 可得P 总减小，故选项A 正确；根据η＝R 外R 外＋r ＝11＋r R 外可知选项B 正确；由P 损＝I 2r 可知，选项C 正确；由P 输－R 外图象可得，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输的变化情况，选项D错误．9．（浙江省金华一中2019届质检）如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是()A ．电源的电动势为6.0VB ．电源的内阻为12ΩC ．电源的短路电流为0.5AD ．电流为0.3A 时的外电阻是18Ω【答案】AD 【解析】纵轴上的截距为电源的电动势，即E ＝6.0V ，选项A 正确；由于该电源的U －I 图象的纵轴坐标不是从零开始的，故横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流，故内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝|ΔU ΔI |＝6.0－5.00.5－0Ω＝2Ω，选项B、C错误；由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3A时，外电阻R＝EI－r＝18Ω，选项D正确．10.（江苏省盐城一中2019届期中）如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P 向右端移动时，下面说法中正确的是()A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小【答案】AD【解析】滑动变阻器滑片P向右端移动，使得R P变小，总电阻变小，总电流变大，即电流表A1的读数增大，内电压变大，R1所分电压变大，并联电路电压即电压表V1的读数变小，即R3两端电压变小，通过R3的电流变小，即电流表A2的读数减小，由于总电流增大，所以经过另外一个支路，即经过R2的电流变大，R2两端电压变大，即电压表V2的读数增大，对照选项A、D正确．11．（山西省阳泉一中2019届调研）某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示．图中R T为热敏电阻(随温度升高阻值减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，R G为光敏电阻(随光照强度增大阻值减小)，接收小灯泡L的光照，除R T、R G外，其他电阻均为定值电阻．当R处温度降低时()A．L变亮B．通过R3的电流减小C．E2的路端电压增大D．R消耗的功率减小【答案】BC【解析】当R 处温度降低时，热敏电阻R T 阻值变大，由闭合电路欧姆定律可知，左侧电路中的电流减小，通过小灯泡L 的电流减小，小灯泡L 的光照强度减小，光敏电阻R G 的阻值变大，对右侧电路，由闭合电路欧姆定律可知，通过R 2的电流变小，右侧电路中的电源E 2的路端电压变大，R 两端电压变大，通过R 的电流也变大，R 消耗的功率变大，通过R 3的电流变小，选项B 、C 正确．12．（湖南省益阳一中2019届模拟）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2，3.5)、Q (6，5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是()A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据题图可知，E 1＝E 2＝10V ，r 1＝54Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，选项A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2W 和P 2＝30W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552Ω，R 2＝56Ω，所以选项C 、D 错误．13．(多选)（辽宁省锦州一中2019年模拟）如图所示的电路中，电源电动势为12V ，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有()A ．路端电压为10VB ．电源的总功率为10WC ．a 、b 间电压的大小为5VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1A【答案】AC 【解析】由图知外电路的总电阻为10Ω，回路总电阻为12Ω，根据欧姆定律可求干路电流I ＝E R＝1A ，所以路端电压为U 外＝IR 外＝10V ，所以A 正确；电源的总功率P ＝IE ＝12W ，故B 错误；根据并联电路的特点可求流过a 、b 电流均为0.5A ，所以U ba ＝0.5×(15－5)V ＝5V ，故C 正确；a 、b 间用导线连接后，根据电路的连接可求外电路电阻为7.5Ω，回路总电阻为9.5Ω，总电流为I ′＝129.5A ＝1.26A ，所以D 错误．14.（河北省秦皇岛一中2019届模拟）某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a 、b 、c 所示。
高三物理一轮复习课时作业13：8.2闭合电路欧姆定律
第2讲闭合电路欧姆定律(时间：35分钟)基础巩固练1．如图1所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r。
当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是()图1A．电压表的示数变大B．电流表的示数变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小解析等效电路图如图所示。
滑片从a端滑向b端，其接入电路的阻值R Pb减小，由“串反并同”结论有，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻R消耗的功率增大，选项A、B、D错误；把电阻R当作电源内电阻(等效电源)，则R 内＝2r，R Pb减小，且R Pb<2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，选项C正确。
答案 C2．(2019·上海虹口区一模)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，在有磁场时电阻很大，并且磁场越强阻值越大。
为了探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图2所示电路，电源电动势E和内阻r不变，在没有磁场时，调节滑动变阻器R使电灯发光，当探测装置从无磁场区进入强磁场区(设电灯L不会烧坏)，则()图2A．电灯L变亮B．电流表示数增大C．滑动变阻器R的功率增大D．磁敏电阻两端的电压减小解析当磁场增强时，磁敏电阻增大，总电阻增大，总电流减小，电流表示数减小，B错误；电源内电压减小，路端电压增大，电灯L变亮，A正确；总电流减小，通过电灯的电流增大，所以通过滑动变阻器R的电流减小，变阻器R的功率减小，C错误；路端电压增大，R两端的电压减小，所以磁敏电阻两端的电压增大，D错误。
答案 A3．咸阳市区某学校创建绿色校园，如图3甲为新装的一批节能灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。
如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，R t为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)。
现增加光照强度，则下列判断正确的是()图3A．电源路端电压不变B．R0两端电压变大C．B灯变暗，A灯变亮D．电源总功率不变解析由题意，增加光照强度，R t减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，电源的内电压增大，路端电压U减小，则A灯变暗，通过R0电流I0＝I－I A，I增大，而I A减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，则B灯两端的电压减小，B灯变暗；电源的总功率P＝EI，I增大，则P 增大，故B项正确，A、C、D项错误。
高三物理一轮复习课时跟踪检测(二十七)第八章电源闭合电路的欧姆定律Word含解析
课时追踪检测（二十七）电源闭合电路的欧姆定律[A 级——基础小题练娴熟快]1．(多项选择 )如下图，甲、乙两个电路都是由一个敏捷电流表G 和一个变阻器R 构成的，以下说法正确的选项是( )A．甲表是电流表，R 增大时量程增大B．甲表是电流表，R 增大时量程减小C．乙表是电压表，R 增大时量程增大D．乙表是电压表，R 增大时量程减小分析：选 BC由电表的改装原理可知，电流表中应是表头G 与R 并联，改装后加在表头G 两头的最大电压U g＝ I g R g不变，并联电阻R 越大，U gI R＝ R 越小， I ＝ I g＋ I R越小，即量程越小，B正确，A 错误；关于电压表应是表头G 与R 串连，改装后量程U＝ I g R g＋ I g R，可知R 越大，量程越大， C 正确，D 错误。
2．(多项选择 )如下图，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P 向下滑动时，以下判断正确的是 ( )A．电容器 C 两头的电压增大B．电容器 C 两极板间的电场强度增大C．电压表的读数减小D． R1耗费的功率增大分析：选 AB滑动触头P 下滑时 R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1耗费的功率减小，故 D 错误。
内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，故C错误。
电容器两头的电压增大，两极板间的电场强度增大，A、 B 选项正确。
3.(多项选择 ) (2018 玉·溪调研 )在如下图电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源内阻不行忽视。
开关S 闭合后，在滑动变阻器R1的滑片 P 向右端滑动的过程中，以下说法正确的选项是()A.电压表的示数减小B.电压表的示数增大C.电流表的示数减小D.电流表的示数增大分析：选 BD当滑片右移时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则外电路总电阻增大，电路中总电流减小，电源的内电压减小，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压增大，故电压表示数增大；由欧姆定律可知，R3上的分压减小，而路端电压增大，故并联部分的电压增大，则电流表示数增大，故B、 D 正确， A、 C 错误。
山东专用2020版高考物理一轮复习第八章第2节闭合电路的欧姆定律练习含解析新人教
第2节 闭合电路的欧姆定律1.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是( C )A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.滑动变阻器消耗的功率变小D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小解析:等效电路图如图所示.滑片从a端滑向b端,其接入电路的阻值R Pb减小,电路中电流变大,电压表示数减小,电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大,选项A,B,D错误;把电阻R当做电源内电阻(等效电源),则R内=2r,R Pb减小,且R Pb<2r,等效电源的输出功率减小,即滑动变阻器的功率减小,选项C正确.2.(2018·上海静安区质检)定值电阻R1与滑动变阻器R2采用如图方式接在电动势为E、内阻为r的电源上,利用电压传感器和电流传感器研究R2上的电压与电流变化关系.当自下向上滑动R2上的滑片时,通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后,在屏幕上得到的U I图像应为下图中的( C )解析:根据闭合电路欧姆定律得U=E-I(r+R1),E,r,R1均不变,由数学知识得知,U I图像是向下倾斜的直线,选项C正确.3.已知磁敏电阻在无磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强阻值越大.为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路.电源的电动势E和内阻r不变,在无磁场时调节变阻器R使小灯泡L正常发光,若探测装置从无磁场区进入磁场区,则( C )A.电压表的示数变小B.磁敏电阻两端电压变小C.小灯泡L变亮甚至烧毁D.通过滑动变阻器的电流变大解析:探测装置从无磁场区进入强磁场区时,磁敏电阻变大,电路的总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知总电流变小,根据U=E-Ir,因为I减少,所以路端电压U增大,电压表测量路端电压,故电压表示数变大,灯泡两端电压增大,即灯泡变亮,如果磁场足够大,有可能烧坏灯泡,选项C正确,A错误;小灯泡的电流增大,而总电流是减小的,故通过磁敏电阻和滑动变阻器的电流减小,由于滑动变阻器的电阻不变,故滑动变阻器两端的电压减小,而路端电压是增大的,故磁敏电阻两端的电压增大,选项B,D错误.4.(2018·湖北部分中学模拟)如图所示,电源电动势为4 V,内阻为 1 Ω,电阻R1=3 Ω,R2=R3=4 Ω,R4=8 Ω,电容器的电容C=6.0 μF,闭合S电路达稳定状态后,电容器极板所带电荷量为( A )A.1.5×10-5 CB.3.0×10-5 CC.2.0×10-5 CD.2.1×10-5 C解析:由电路结构可知,电路中的总电阻为R总=R1+r+=8 Ω,电路中的电流为I== A=0.5 A,电容器两极板间的电势差为U C=U R1+ U R2=3×0.5 V+4×0.25 V=2.5 V,由Q=CU C=6.0×10-6×2.5 C=1.5×10-5 C,故A正确,B,C,D错误.5.在如图所示的电路中,闭合开关S后,L1,L2两灯泡都正常发光,后来由于某种故障使L2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是( D )A.L1灯丝烧断B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路解析:若电阻R2短路,则通过L2的电流为零,L2不亮,选项C错误;若L1灯丝烧断,则总电阻增大,总电流减小,L2两端电压减小,L2变暗,选项A错误;若R2断路,则总电阻增大,总电流减小,电压表读数增大,L1与R1并联部分两端的电压减小,故L2两端的电压增大,L2变亮,选项B错误;若电容器被击穿短路,则电路总电阻减小,路端电压减小,总电流增大,L2变亮,D正确.6.(多选)如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像,则下列说法正确的是( ACD )A.电源的电动势为50 VB.电源的内阻为ΩC.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 ΩD.输出功率为120 W时,输出电压是30 V解析:电源的输出电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出纵轴截距为50 V,斜率的绝对值等于r=Ω=5 Ω,选项A正确,选项B错误;当电流I1=2.5 A时,由回路中电流I1=,解得外电路的电阻R外=15 Ω,C正确;当输出功率为120 W时,由题图中P I关系图线中看出对应干路电流为4 A,再从U I图线中读取对应的输出电压为30 V,D正确.7.(多选)某种小灯泡的伏安特性曲线如图(甲)所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图(乙)所示的电路,电源的内阻为1.0 Ω.现闭合开关S,理想电压表V的示数为4.0 V,则( ABD )A.三个灯泡的总电阻为8.3 ΩB.电源的电动势为5.6 VC.电源消耗的热功率为3.0 WD.电源的效率为89.3%解析:理想电压表V的示数为4.0 V,可知串联的灯泡电流为0.6 A,此时小灯泡电阻为Ω=Ω;每个并联灯泡的电流为0.3 A,电压为1.0 V,此时小灯泡电阻R L=Ω=Ω,所以灯泡总电阻为R总=Ω+×Ω≈8.3 Ω,选项A正确;电动势等于E=4 V+1 V+0.6×1.0 V =5.6 V,选项B正确;电源消耗的热功率为P热=0.62×1.0 W=0.36 W,选项C错误;电源效率η=×100%=×100%=89.3%,选项D正确.8.(2018·江西新余二模)(多选)如图所示的电路中,电源内阻忽略不计,R1=R2=R3,闭合开关S,电压表V的示数为U,电流表A的示数为I.在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,电压表V的示数变化大小为ΔU,电流表A的示数变化大小为ΔI,下列说法正确的是( AD )A.ΔU与ΔI的比值保持不变B.I先变大后变小C.U先变小后变大D.U与I乘积先变小后变大解析:将R3等效为电源的内阻,由图可知电压表测量的是等效电源的路端电压,滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,电阻先增大后减小,根据欧姆定律电流先减小后增大,R3两端的电压先减小后增大,电压表的读数先变大后变小,故C错误;由图可知,在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,滑动变阻器R1的电阻先增大后减小,由于电压不变,根据闭合电路欧姆定律可知电流表示数先减小后增大,故B错误;由于电压表示数没有变化,所以U变化量与I变化量比值等于等效电源的内阻即R3,故A正确;U与I的乘积等于等效电源的输出功率,当电源的等效内阻等于外电阻时输出功率最大,因为在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中,外电阻从R变大,再减小到R,则输出功率先减小后增大,即U与I乘积先变小后变大,故D正确.9.(多选)在图(甲)所示电路中,R1,R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随干路电流I的变化图线如图(乙)所示,其中图线上的A,B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的,则下列说法正确的是( ABD )A.电源的电动势为20 V、内电阻为20 ΩB.定值电阻R2的阻值为5 ΩC.定值电阻R2消耗的最大功率为16 WD.滑动变阻器R3的最大阻值为300 Ω解析:取U A=16 V,I A=0.2 A,U B=4 V,I B=0.8 A,利用E=U+Ir,解得E= 20 V,r=20 Ω,选项A正确;当滑片滑到最右端时,R3,R1均被短路,此时外电阻为R2且对应图中B点,则R2==Ω=5 Ω,此时R2上功率最大,P2=U B I B=3.2 W,选项B正确,C错误;当滑片位于R3最左端时,R3最大,此时外电阻为R==Ω=80 Ω.又因为R=+R2,解得R3=300 Ω,选项D正确.10.如图所示,E为内阻不计的电源,MN为同种材料制成的粗细均匀的长电阻丝,C为电容器.当滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动时,关于电流计A的读数情况及通过A的电流方向,下列说法正确的是( C )A.读数逐渐变小,通过A的电流方向向左B.读数逐渐变大,通过A的电流方向向右C.读数稳定,通过A的电流方向向右D.读数稳定,通过A的电流方向向左解析:设在Δt时间内,触头P移动的距离为ΔL,则ΔL=vΔt,电源内阻不计,电阻丝单位长度上的电压值为,因此在Δt时间内电容器两板间电压改变为ΔU=ΔL=vΔt,而I====C v,电流值恒定,即电流表读数稳定,选项A,B错误;电容器两端的电压等于右半部分电阻两端的电压,当滑动触头P以恒定速率从左向右匀速滑动时,电容器两端的电压减小,放电,放电电流方向由正极板流向负极板,右极板带正电,所以通过A的电流方向向右,选项C正确,D错误.11.(2018·四川成都经开区实验中学高三月考)(多选)如图为一电源电动势为E、内阻为r 的恒定电路,电压表V的内阻为 10 kΩ,B为静电计,C1,C2分别是两个电容器,将开关闭合一段时间,下列说法正确的是( CD )A.若C1>C2,则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差B.若将变阻器滑动触头P向右滑动,则电容器C2上带电量增大C.C1上带电量为零D.再将开关S打开,然后使电容器C2两极板间距离增大,则静电计张角也增大解析:由于静电计的两个电极是彼此绝缘的,电压表是由电流表改装成的,电路稳定后,电路中没有电流,电压表两端没有电压,而电容器C2充电,两端存在电压.所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势差,故A错误;电路稳定后,电容器C2的电压等于电源的电动势,保持不变,将变阻器滑动触头P向右滑动,电容器C2的电压不变,电量不变,故B错误;由于电压表两端没有电压,电容器C1没有被充电,电量为零,故C正确;将开关S打开,电容器的电量Q不变,板间距离增大,电容C减小,由公式C=分析可知,板间电压增大,静电计张角增大,故D正确.12.(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,电路达到稳定后,平行金属板中带电质点P恰好处于静止状态.不考虑电流表和电压表对电路的影响,二极管视为理想二极管,R1,R2,R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则( BC )A.带电质点P将向下运动B.电源的输出功率将变大C.电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比一定不变D.电压表V读数变化量的绝对值等于电压表V2的读数变化量的绝对值解析:当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,R4接入电路的阻值减小,则电路总电流变大,R1两端电压变大,则R3及其并联支路的电压减小,电容器两端电压减小,电容器本该放电,但是由于二极管的单向导电性,使得电容器两端的电荷量不变,电场强度不变,则带电质点P仍静止,选项A错误;因当电源外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大,因R1,R2,R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等,可知外电路电阻大于内阻,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,外电路电阻减小,向内电阻接近,故电源的输出功率变大,选项B正确;若只将ab部分等效为电源的外电路,而将ab左侧的部分等效为内电路,其等效内阻为r′,则根据闭合电路的欧姆定律可知,电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比为=r′,可知为定值,不变,选项C正确;由电路图可知U=U1+U R2+U2,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,U减小,U2减小,U1增大,U R2增大,则电压表V读数变化量的绝对值小于电压表V2的读数变化量的绝对值,选项D错误.13.如图(甲)所示为某元件R的U I特性曲线,把它连成图(乙)所示电路.已知电源电动势E=5 V,内阻r=1.0 Ω,定值电阻R0=4 Ω.闭合开关S后,求:(1)该元件的电功率;(2)电源的输出功率.解析:(1)把电源和R0看成等效电源,该电源的U I图像如图Ⅱ所示,元件R与电源组成闭合电路时,R中电流I R=0.4 A,电压U R=3.0 V,则P R=U R I R=3.0×0.4 W=1.2 W.(2)由于P出=R0+P R,则P出=(0.42×4+1.2) W=1.84 W.答案:(1)1.2 W (2)1.84 W14.(2018·四川乐山模拟)如图所示,已知蓄电池的电动势为E=6 V,内阻r=2 Ω,R1=2 Ω,R2为一可变电阻,则R2为何值时,R2上消耗的功率最大?并求此时的最大功率值.解析:用题图中虚线框所围的部分替代电源时,其电动势也相应替换.等效电动势E′等于其负载电阻R2断开时A,B两点间的电压,故E′=E=×6 V=3 V,等效内电阻为r′==1 Ω,当外电路电阻等于等效电源内阻时,电源输出功率最大,故R2=1 Ω时,R2上消耗的功率最大.这样,R2上消耗的最大功率P2max== W=2.25 W.答案:1 Ω 2.25 W。
高中物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律含解析
高中物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律含解析一、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，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 =6Vr =2Ω.2．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) E I 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:EIR r=+（2）将E=3V，r=1Ω，R=14Ω，代入上式得：电流表的示数I=3A141+=0.2A电源两端的电压U=IR=2.8V3．如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝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：111UE U rR=+，代入得44422E r=+=+①，222UE U rR=+，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()92441mE EP I R r W Wr r=====⨯；4．如图所示，电源的电动势为10 V，内阻为1 Ω，R1=3 Ω，R2=6 Ω，C=30 μF求：（1）闭合电键S，稳定后通过电阻R2的电流．（2）再将电键S断开，再次稳定后通过电阻R1的电荷量．【答案】（1）1 A （2）1.2×10﹣4C【解析】【详解】（1）闭合开关S ，稳定后电容器相当于开关断开，根据全电路欧姆定律得： 12101361E I A A R R r ===++++ （2）闭合开关S 时，电容器两端的电压即R 2两端的电压，为：U 2=IR 2=1×6V=6V 开关S 断开后，电容器两端的电压等于电源的电动势，为E=10V ，则通过R 1的电荷量为： Q=C （E-U 2）=3×10-5×（10-6）C=1.2×10-4C5．如图所示，线段A 为某电源的U －I 图线，线段B 为某电阻R 的U －I 图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：（1）电源的输出功率P 出是多大？（2）电源内部损耗的电功率P 内是多少？（3）电源的效率η是多大？【答案】（1）4W ，（2）2W ，（3）66.7%【解析】试题分析：（1）由电源的U-I 图象读出电动势，求出内阻．两图线交点表示电阻与电源组成闭合电路时的工作状态，读出电压和电流，由公式P=UI 求出电源的输出功率P 出．（2）电源内部损耗的电功率由公式2P I r =内求解．（3）电源的总功率为P IE =总，电源的效率为P P η=出总．代入数据求解即可． （1）从A 的图线可读出，电源的电动势 E=3V ，内阻30.56m E r I ==Ω=Ω 从图象的交点可读出：路端电压U=2V ，电路电流I=2A则电源的输出功率为224P UI W W ==⨯=出（2）电源内部损耗的电功率2220.52P I r W W ==⨯=内 （3）电源的总功率为236P IE W W ==⨯=总故电源的效率为4100%66.7%6P P η==⨯=出总【点睛】本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，关键要理解两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接读出电流和路端电压，从而求出电源的输出功率．6．如图所示，合上电键S 1。
高考物理一轮总复习专题训练 电动势 闭合电路的欧姆定律(含解析)
第2讲 电动势 闭合电路的欧姆定律1．两个相同的电阻R ，当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，则电源的内阻为( ) A ．4RB ．RC.R2D ．无法计算解析：当两电阻串联接入电路中时I ＝E2R ＋r当两电阻并联接入电路中时I ＝ER2＋r×12由以上两式可得：r ＝R ，故选项B 正确． 答案：B2.如图7－2－15所示，电源电动势为E ，内电阻为r .两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是( )A ．小灯泡L 1、L 2均变暗B ．小灯泡L 1变亮，V 1表的读数变大C ．小灯泡L 2变亮，V 2表的读数变大D ．小灯泡L 1变暗，V 1表的读数变小解析：本题考查电路连接分析，电路的动态分析．电压表V 1接在电源两端，V 2接在电灯L 2两端，滑动变阻器与灯泡L 1并联，再与L 2串联．当滑动变阻器滑片由右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，内电压增大，外电压减小，因此电压表V 1的示数减小，B 项错误；灯泡L 2中的电流增大，L 2变亮，A 项错误；L 2两端的电压增大，V 2的示数增大，C 项正确；L 1两端的电压减小，灯泡L 1变暗，D 项正确． 答案：CD3.如图7－2－16所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈电阻R 2＝10 Ω.当开关S 断开时，电流表的示数为0.5 A ；当电键S 闭合后，电动机转起来，电路两端电压不变．电流表显示的电流或电路消耗的电功率P 应是( ) A ．I ＝1.5 A B ．I ＞1.5 A C ．P ＝15 WD ．P ＜15 W解析：S 断开时，电流表示数为0.5 A ，则U ＝I 1R 1＝10 V ，S 闭合时，因电动机为非纯电阻元件，故I 2＜UR 2＝1 A ，故A 、B 错．这时电路总功率P 总＝UI 总＝U (I 1＋I 2)＜10×(1＋0.5)W ，即P 总＜15 W ，故D 对． 答案：D4．(2010·天星金考卷热点专题)图7－2－17甲为某一小灯泡的U －I 图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R 串联，接在内阻为1 Ω、电动势为5 V 的电源两端，如图7－2－17乙所示．则( )A ．通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB ．通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC ．通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.26 WD ．通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W解析：若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，则电源输出电流为I ＝0.4 A ，由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U ＝E －I (R ＋r )＝3 V ．由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2 A 时小灯泡两端电压仅为1.3 V ，显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A ，A 、C 错误；若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.3 A 时小灯泡两端电压为2.0 V ，电阻R 和内阻r 上的电压为3.0 V ，此时每盏小灯泡的电功率为P ＝UI ＝0.6 W ，B 正确、D 错误． 答案：B5.有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图7－2－18中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G (实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为 3 A ，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，电阻R 随压力变化的函数式为R ＝30－0.02F (F 和R 的单位分别是N 和Ω)．下列说法正确的是( ) A ．该秤能测量的最大体重是1 400 N B ．该秤能测量的最大体重是1 300 NC ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘0.375 A 处D ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 A 处解析：本题考查传感器及闭合电路欧姆定律．电路中允许的最大电流为3 A ，因此根据闭合电路欧姆定律，压力传感器的最小电阻应满足R ＋2＝123，R 最小为2 Ω，代入R ＝30－0.02F ，求出最大F ＝1 400 N ，A 项正确，B 项错误；当F ＝0时，R ＝30 Ω，这时电路中的电流I＝1230＋2 A ＝0.375 A ，C 项正确，D 项错误． 答案：AC1．某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是下图中的( )答案：C2.如图7－2－19所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，S闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，G为灵敏电流计．以下说法正确的是( )A．若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴仍然静止，G中有a→b的电流B．若滑动变阻器滑动触头向下移动，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流C．若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴向上加速运动，G中有b→a的电流D．若将S断开，则油滴仍保持静止状态，G中无电流答案：C3. (2010·广州模拟)如图7－2－20为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220 V．那么该热水器的故障在于( )A．连接热水器和电源之间的导线断开B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D．同时发生了以上各种情况答案：C4．教学上用的吸尘器的电动机内阻是一定的，当加上0.3 V的电压，电流为0.3 A时，吸尘器上的直流电动机不转动；当加上2.0 V的电压、电流为0.8 A时，它正常工作，则吸尘器正常工作时输出功率与输入功率之比为( )A．3∶5 B．5∶3 C．1∶2 D．1∶3解析：电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律可知其内阻为r＝1 Ω；当正常工作时，P λ＝UI ＝2.0×0.8 W＝1.6 W ，P 热＝I 2r ＝0.82×1 W＝0.64 W ，所以P 出＝P λ－P 热＝1.6 W －0.64 W ＝0.96 W ，所以输出功率与输入功率之比为3∶5，A 正确． 答案：A5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某研究性学习小组利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图7－2－21甲所示，将压敏电阻和两块挡板固定在升降机内，中间放一个绝缘重球，当升降机静止时，电流表的示数为I 0，在升降机做直线运动的过程中，电流表的示数如图7－2－21乙所示，下列判断正确的是( )A ．从0到t 1时间内，升降机做匀加速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，升降机做匀加速直线运动C ．从t 1到t 2时间内，重球处于超重状态D ．从t 2到t 3时间内，升降机可能静止解析：由压敏电阻的特点知，0到t 1时间内电流I 最大，压敏电阻的阻值最小，故所受的压力最大、恒定，故升降机做匀加速直线运动，A 正确；t 1到t 2时间内，I 均匀减小，所以压敏电阻所受的压力均匀减小，但压力仍大于重力，所以升降机做加速度越来越小的加速运动，B 错误，C 正确．由于升降机一直加速，所以t 2到t 3时间内，升降机不可能静止，而应该是做匀速直线运动． 答案：AC6.如图7－2－22所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡多时，以下说法正确的是( )A ．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B ．各灯两端电压灯多时较低C ．通过电池的电流灯多时较大D ．电池输出功率灯多时较大解析：灯泡的总电阻R 随点亮灯泡个数的增加而减小，灯泡电压U ＝ERR ＋r＝E 1＋rR，所以B 对．据P ＝U 2R 灯知A 对．由I ＝ER ＋r知I 增大，C 对． 答案：ABC7. 如图7－2－23电路中，电源电动势为E ，内电阻r 不能忽略．闭合S 后，调整R 的阻值．使电压表的示数增大ΔU ，在这一过程中( )A ．通过R 1的电流增大，增大量为ΔU /R 1B ．R 2两端的电压减小，减小量为ΔUC．通过R2的电流减小，减小量小于ΔU/R2D．路端电压增大，增大量为ΔU解析：电阻R增大时，并联电阻变大，电路中总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，R2两端的电压U2变小，则电压表示数变大，对于回路有：E＝U＋U′＝U V＋U2＋U′，U V＝I1R1，U2＝IR2，U′＝Ir.所以有：ΔU＝ΔU2＋ΔU′.故选A.答案：A8．用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图7－2－24中甲所示，在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图乙中a、b、c所示，则下列判断中正确的是( )A．AB间接入定值电阻显示图象a B．AB间接入电容器显示图象bC．AB间接入电感线圈显示图象c D．AB间接入电感线圈显示图象b解析：接入定值电阻后，电流恒定，A项错误；接入电感线圈时，由于电感线圈的自感作用，电流会逐渐增大到稳定值，C项错误，D项正确；接入电容器时，会有瞬间的电流，然后减为零，所以B项错误．答案：D9.如图7－2－25所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω、R2＝5 Ω、R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10－5 F，若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则( )A．I＝0.75 A B．I＝0.5 AC．q＝2×10－5 C D．q＝1×10－5 C解析：对电路分析：电阻R1、R3并联后与R2串联，所以外电路总电阻为R＝7 Ω，根据闭合电路欧姆定律得电路中的总电流为0.75 A，所以选项A正确；电阻R1、R3并联的电压为U ＝IR并＝1.5 V，电容器的带电荷量为Q＝CU＝3×10－5 C．当断开开关S时，电容器对电阻放电，电荷通过R1、R3，由于两电阻并联，所以q1/q3＝R3/R1，又q1＋q3＝Q，解得q1＝1×10－5 C，q3＝2×10－5 C，选项D正确．答案：AD10. (2010·汕头调研)如图7－2－26甲所示，R为电阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，R x为未知电阻，(1)断开K2，闭合K1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－1I图线，(2)断开K2，闭合K1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开K1，闭合K2，此时电流表的示数为I2＝0.8 A，据以上数据可知( )A ．电源电动势为3.0 VB ．电源内阻为0.5 ΩC ．R x 的阻值为0.5 ΩD ．K 1断开、K 2接通时，随着R 的减小，电源输出功率减小. 解析：由I ＝ER ＋r得R ＝E I－r 则R －1I图象的斜率k ＝E ＝2.0 V ，A 选项错误，R 轴截距的绝对值等于内阻r ，即r ＝0.5 Ω，B 选项正确，K 2断开，K 1闭合时，R ＋r ＝E I 1；K 1断开，K 2闭合时，R x ＋R ＋r ＝E I 2，所以，R x ＝E I 2－E I 1＝0.5 Ω，C 选项正确，因R x ＝r ，所以，电路中的外电阻大于内阻，随着R 的减小，电源输出功率将增大，R ＝0时，电源输出功率最大，D 选项错误． 答案：BC11.如图7－2－27所示，电解槽A 和电炉B 并联后接到电源上，电源内阻r＝1 Ω，电炉电阻R ＝19 Ω，电解槽电阻r ′＝0.5 Ω.当S 1闭合、S 2断开时，电炉消耗功率为684 W ；S 1、S 2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)．试求： (1)电源的电动势；(2)S 1、S 2闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S 1、S 2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率． 解析：(1)S 1闭合、S 2断开时电炉功率为P 1 电炉中电流I ＝P 1R ＝ 68419A ＝6 A ，电源电动势E ＝I (R ＋r )＝120 V. (2)S 1、S 2都闭合时电炉功率为P 2 电炉中电流为I R ＝ P 2R ＝ 47519A ＝5 A ，电源路端电压为U ＝I R R ＝5×19 V＝95 V ， 流过电源的电流为I ＝E －U r ＝120－951A ＝25 A ，流过电解槽的电流为I A ＝I －I R ＝20 A. (3)电解槽消耗的电功率P A ＝I A U ＝20×95 W＝1 900 W 电解槽内热损耗功率P 热＝I 2A r ′＝202×0.5 W＝200 W 电解槽转化成化学能的功率为P 化＝P A －P 热＝1 700 W.答案：(1)120 V (2)20 A (3)1 700 W12.如图7－2－28甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器．当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的．求： (1)电源的电动势和内阻.(2)定值电阻R 2的阻值． (3)滑动变阻器的最大阻值．解析：(1)将乙图中AB 线延长，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处， 所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝EI 短＝20 Ω. (2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应乙图中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ， 得R 2＝U 2I 2＝5 Ω.(3)当P 滑到R 3的左端时，由乙图知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A ，所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω. 因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2，所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω. 答案：(1)20 V 、20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω。
高考物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律及解析
高考物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律及解析一、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=11P U =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，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 RR ==+ 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 mgdE qL 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．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 。
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第八章恒定电流第二讲电动势闭合电路的欧姆定律课时跟踪练A组基础巩固1．将一电源电动势为E、内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是()A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C．由U外＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小D．由P＝IU外可知，电源的输出功率随输出电流I的增大而增大解析：因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外＝IR来分析U外随I的变化情况．由闭合电路欧姆定律知，U外＝E－Ir，E、r为定值，故U外随I的增大而减小，A、B错，C对；对于P＝IU外，I增大，R减小，若R<r，由输出功率P随外电阻变化曲线可知，R 减小，P减小，故D错．答案：C2. (2018·洛阳模拟)如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是()A．I变大，U变大B．I变小，U变小C．I变小，U变大D．I变大，U变小解析：当传感器R2所在处出现火情时，其阻值随温度的升高而迅速减小，所以总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得通过电源的电流增大，电源内电压增大，所以路端电压减小，R1两端电压增大，所以R3两端电压减小，所以显示器A的电流I减小，即B选项正确．答案：B3．将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端．开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ的电功率在()A．加热时变大，冷却时变小B．加热时变小，冷却时变大C．加热或冷却时都变小D．加热或冷却时都变大解析：设开始时热敏电阻Ⅰ、Ⅱ的阻值为R0，Ⅰ的温度保持不变，则Ⅰ的阻值仍为R 0.Ⅱ的电功率P Ⅱ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U R 0＋R 2R ＝U 2R （R 0＋R ）2＝U 2R R 2＋2RR 0＋R 20＝U 2R ＋R 20R＋2R 0，当R ＝R 20R ，即R ＝R 0时，R ＋R 20R有最小值，则P Ⅱ有最大值，所以冷却或加热Ⅱ，Ⅱ的电功率P Ⅱ都变小．答案：C4. (2018·威海模拟)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M 发生变化，导致S 两端电压U 增大，装置发出警报，此时( )A ．R M 变大，且R 越大，U 增大越明显B ．R M 变大，且R 越小，U 增大越明显C ．R M 变小，且R 越大，U 增大越明显D ．R M 变小，且R 越小，U 增大越明显解析：此装置电路中R M 先与R 并联后再与R S 串联，根据闭合电路欧姆定律得I ＝E R S ＋R 并＋r，S 两端的电压U ＝IR S 增大，则电流I 增大，故R 并减小，所以并联的一条支路电阻减小，即R M 必减小，故排除选项A 和B ；由于1R 并＝1R M ＋1R ，即R 并＝RR M R ＋R M ＝R M 1＋R M R，当R ≫R M 时，R M R→0，则R 并≈R M ，R M 变化了多少，R 并也变化了多少，对U 的变化影响明显，即R 越大，U 增大越明显，选项C 正确，选项D 错误．答案：C5. (2018·保定模拟)如图所示的电路中，R 1、R 2、R 3是定值电阻，R 4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当开关S 闭合且没有光照射时，电容器C 不带电．当用强光照射R 4且电路稳定时，则与无光照射时比较( )A ．电容器C 的上极板带正电B ．电容器C 的下极板带正电C ．通过R 4的电流变小，电源的路端电压增大D ．通过R 4的电流变大，电源提供的总功率变小解析：无光照射时，C不带电，说明R1R2＝R3R4.当有光照射时，R4阻值减小，则R4分压减小，C上极板电势低于下极板电势，下极板带正电．由于R4减小，回路中总电流变大，通过R1、R2电流变小，路端电压减小，通过R4的电流变大，P电源＝EI应变大．只有B正确．答案：B6.(多选)(2018·运城模拟)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么()A．R接到b电源上时电源的效率较高B．R接到b电源上时电源的输出功率较大C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高解析：由题图知E a>E b，内阻r a>r b，当电阻R接到电源两端时，电源的效率为η＝I2RI2（R＋r）＝RR＋r，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错；由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错，C对．答案：AC7. (多选)(2018·衡水模拟)电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则()A．液滴向下运动B．液滴向上运动C．电容器所带电荷量减少D．电容器两极板间电压变大解析：电路稳定时电容器两端电压等于电阻R1两端电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电阻R1两端电压变大，电容器继续充电，电荷量增加，并且带电液滴所受电场力增大，液滴向上运动．答案：BD8. (2018·长沙模拟)某款节能环保汽车启动时的工作电路如图所示，查得电源的电动势E＝12 V，电源的内阻r及保护电阻R阻值未知，当在第一次S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为1 A；在第二次S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为3 A．测得第二次车灯的功率减少了75%，若电动机内阻R M＝1 Ω，电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，求S1、S2均闭合时电动机的机械功率．解析：设R0＝R＋r，S1闭合、S2断开时，R0上电压U r＝I1R0，车灯两端的电压U L＝E－U r，车灯的功率为P＝U L I1，S1、S2均闭合时，R0上电压U′r＝I2R0，车灯两端的电压U′L＝E－U′r，车灯的电阻不变，由题知功率应为原来的14，即电压为原来1 2，即U′L＝0.5U L.解得R0＝2.4 Ω，U L＝9.6 V，U′L＝4.8 V.又I1＝ER0＋R L，即1＝122.4＋R L，得R L＝9.6 Ω.S1、S2均闭合时，灯L的电流为I′L＝U′LR L＝4.89.6A＝0.5 A，则流过电动机的电流为I M＝I2－I′L＝(3－0.5) A＝2.5 A.电动机的机械功率为P机＝U′L I M－I2M R M＝(4.8×2.5－2.52×1) W ＝5.75 W.答案：5.75 WB组能力提升9. (多选)(2018·烟台模拟)在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示，则()A．当R＝r时，电源有最大的输出功率B．当R＝r时，电源的效率η＝50%C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大解析：由题图可知，R＝r时电源有最大输出功率E24r，选项A正确；电源的功率P′＝E2r＋R，随外电阻R的增大而减小，选项C错误；由η＝IUIE＝RR＋r＝11＋rR可知选项B、D正确．答案：ABD10. (2018·东营模拟)如图所示，电源为“9 V 1 Ω”的电池组，要将“4 V 4 W”的灯泡接入虚线框中，在正常发光的条件下，最多能接()A．2个B．3个C．4个D．5个解析：要使灯泡正常发光，灯泡两端电压为4 V，每个灯泡的工作电流为1 A．当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，所接灯泡最多，此时电源内电压为5 V，电路中的总电流为5 A，所以最多只能接5个灯泡．答案：D11. (2018·济南模拟)在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝．如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低．这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝的伏安特性曲线，得到结果正确的是()解析：电阻R两端的电压U0越高，电流I就越大，由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋r＋R电热，则电热丝的电阻越小，符合这个规律的图是D.答案：D12．如图所示的电路中，电源的电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，电容器的电容C＝3.6 μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开．(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？解析：(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有I1＝ER1＋r＝1.5 A，U1＝I1R1＝4.5 V.设合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.根据闭合电路欧姆定律有I2＝ER1R2R1＋R2＋r＝2 A，U2＝I2·R1R2R1＋R2＝4 V.所以电容器上电荷量减少了，减少量为ΔQ＝(U1－U2)C＝1.8×10－6 C.(2)设合上S2后，电容器上的电荷量为Q，则Q＝CU2＝1.44×10－5 C，再断开S1后，通过R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比．故流过电阻R1的电荷量为Q1＝R2R1＋R2Q＝9.6×10－6 C.答案：(1)减少了1.8×10－6 C (2)9.6×10－6 C。