湖北省高考物理一轮复习 22《闭合电路》试题
《师说》2017届高三物理人教版一轮复习课时作业22电路的基本规律和应用Word版含解析
【答案】C
2．两个相同的电阻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()
【答案】(1)0.5Ω9W(2)1.5Ω6W(3)08W(4)当R＝10Ω时，Pmin＝0.27W当R＝0时，Pmax＝16W
12．如图所示电路，已知R3＝4Ω，闭合开关，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，问：
(1)哪个电阻发生断路故障？
(2)R1的阻值是多少？
(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．
E＝3.2V＋0.8·(R4＋r)
解得E＝4V，R4＋r＝1Ω
故只能求出电源电动势E，而不能求出内阻r.
【答案】(1)R2(2)4Ω(3)见解析
13．如图所示，已知保护电阻R0＝0.5Ω，E＝6V，r＝1Ω.
(1)当电阻箱R的读数为多少时，电源输出功率P出最大？求这个最大值．
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大？求这个最大值．
【解析】灯泡L正常发光，所以电路中的电流为I＝2A，A错误；电动机的额定电压为UD＝E－I(r＋R)－UL＝[20－2×(1＋4)－3]V＝7V，B正确；电动机的总功率为P总＝UDI＝7×2W＝14W，电动机的热功率为P热＝I2RD＝22×0.5W＝2W，所以电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝(14－2)W＝12W，C错误；电源消耗的总功率为P＝EI＝40W，D正确．
2025版高考物理一轮总复习第10章恒定电流第26讲闭合电路的欧姆定律及其应用提能训练
第十章 第2６讲基础过关练题组一 闭合电路的分析与计算1．如图所示的电路中，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( A )A ．1 ΩB ．2 ΩC ．3 ΩD ．4 Ω[解析] 当S 断开后，电压表读数U ＝3 V ，可知电源电动势E ＝3 V ；当S 闭合后，电压表读数U ′＝2 V ，由闭合电路欧姆定律知E ＝U ′＋Ir ，且I ＝U ′R，整理得电源内阻r ＝E －U ′R U ′＝1 Ω，A 正确。
2．如图所示的电路中，R 0是定值电阻，R 1是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表、电压表均为理想电表。
闭合电路使L 发光后，将滑动变阻器的滑片向下滑动，则( A )A ．A 的示数增大，L 变暗B ．A 的示数变小，L 变亮C ．V 1的示数增大，L 变亮D ．V 2的示数增大，L 变暗[解析] 根据题意，将滑动变阻器的滑片向下滑动，则R 1减小，闭合回路中的总电阻减小，根据闭合回路欧姆定律可知，电流表A 的示数变大，电压表V 2的示数减小，根据欧姆定律可知，R 0两端电压增大，即电压表V 1示数增大，则灯泡L 两端的电压减小，则L 变暗，故B 、C 、D 错误，A 正确。
题组二 两类U －I 图像及闭合电路的功率和效率问题3．(多选)(2024·河南郑州高三月考)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( ACD )A ．电源的电动势为50 VB ．电源的内阻为253Ω C ．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] 电源的路端电压和电流的关系为U ＝E －I ·r ，显然题图中直线①的斜率的绝对值等于r ，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中可以看出E ＝50 V ，r ＝50－206－0Ω＝5 Ω，A 项正确，B 项错误；当电流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 项正确；当输出功率为120 W 时，由题图中P －I 关系图线可以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 项正确。
高考物理一轮作业手册 第22讲 闭合电路的欧姆定律(含解析) 新人教版
课时作业(二十二) [第22讲闭合电路的欧姆定律] 基础热身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＝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2．2012·福州质检如图K22－1所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1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K22－1A．B灯变暗，A灯变亮B．R0两端电压变大C．电源路端电压不变D．电源总功率不变3．2012·衡水中学调研如图K22－2所示电路，灯A、B都能正常发光，忽然灯A变亮，灯B变暗，如果电路中有一处出现断路故障，则出现断路故障的电路是( )图K22－2A．R1所在的支路B．R2所在的支路C．R3所在的支路 D．电源所在的电路技能强化4．2012·德州期末如图K22－3所示，直线1和2分别为两个不同电源的路端电压和电流的关系图象，E1、r1分别为电源1的电动势和内阻，E2、r2分别为电源2的电动势和内阻，则下述说法正确的是( )图K22－3A．E1＝E2B．r1>r2C．当两个电源短路时电源1的短路电流大D．当两个电源分别接相同电阻时，电源2的输出功率小5．竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图示的电路图连接．绝缘线与左极板的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则( )图K22－4A．θ1<θ2，I1<I2B．θ1>θ2，I1>I2C．θ1＝θ2，I1＝I2D．θ1<θ2，I1＝I26．2012·浙江省名校联考如图K22－5所示电路中，两平行板A、B水平放置，两板间距离d＝40 cm，电源电动势E＝20 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4 m/s竖直向上射入板间．小球带电量为q＝10－2C，质量为m＝1×10－2kg，不考虑空气阻力．若调节滑动变阻器，使小球的最高点恰能达到两板中间，则电源的输出功率为(g＝10 m/s2)( )图K22－5A．36 W B．51 WC．57 W D．64 W7．2012·信阳调研如图K22－6所示，直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部发热功率P r、输出功率P R随电流I变化的图象，根据图象可知( )图K22－6A．电源的电动势为9 V，内阻为3 ΩB．电源的电动势为3 V，内阻为1 ΩC．图象中任意电流值对应的P、P r、P R间的关系为P＞P r＋P RD．电路中总电阻为2 Ω时，外电阻上消耗的功率最大且为2.25 W8．2012·大庆实验中学期中考试如图K22－7所示，电源电动势均为E＝12 V，内阻均为r＝3 Ω.R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω.当调节滑动变阻器使R1＝2 Ω时，图甲电路输出功率最大．调节R2使图乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定功率为6 W)，则此时R2的阻值和电动机的热功率P为( )图K22－7A．R2＝2 Ω B．R2＝1.5 ΩC．P＝6 W D．P＝4 W挑战自我9．2012·天水一中期末如图K22－8所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF.图K22－8(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流；(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量；(3)如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率．实验(七) [实验7 多用电表的使用]1．2012·琼海模拟关于多用电表的使用，(1)下列说法中正确的是( )A．多用电表的欧姆挡的每一量程的测量范围从0～∞B．若选择开关扳在欧姆挡上的× 1挡上，准确调零后，测量电阻，指针恰指在刻度30和50的正中央，则待测电阻的阻值正好为40 ΩC．若多用电表内没有安装电池，就不能直接用来测量电阻D．只有在测量电阻时，才需要进行机械调零(2)下列操作正确的是__________．A．测电压时，应按图甲连接方式测量B．测电流时，应按图乙连接方式测量C．测电阻时，应按图丙连接方式测量D．测二极管的正向电阻时，应按图丁连接方式测量图S7－12．2012·黄浦期末多用电表是实验室和生产实际中常用的测量仪器．使用多用电表测量某段导体的电阻．图S7－2(1)主要的操作过程分以下三个步骤，请填写第②步操作．①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“－”插孔，选择电阻挡“×10”；②____________________________________；③把红、黑表笔分别与导体的两端相接，读取导体的电阻．(2)采用上述的操作步骤后，多用表的示数如图S7－2所示．则该段导体的电阻测量值为________Ω.3．2012·烟台诊断用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b位置，如图S7－3所示．(1)若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数各是多少？请填在表格中．图S7－3b 电阻×10______ Ω姆挡是________(选填“×10”、“×100”或“×1 k”)．4．2012·长白山检测某同学用一多用电表测量电阻时，他感觉测得的结果不够准确，经过反复检查、测量，认为自己的测量没有任何问题，是多用电表的欧姆挡不准，且表头没有问题，而是欧姆挡的中值电阻(即内阻)不准，他准备用实验测量一下它的中值电阻．该多用电表的欧姆挡的中间刻度为“30”，他手头有的器材如下：A．电流表：有0.6 A、3 A两个量程B．电压表：有3 V、15 V两个量程C．滑动变阻器：最大阻值100 ΩD．电源：电动势1.5 VE．电阻箱：0～9999.9 ΩF．开关、导线(1)请你用最简单的方法测量该多用电表×10挡的中值电阻，简述测量方法．(2)若实验测得的值为350 Ω，则用该挡测量电阻时测得的值总是偏__________．(3)关于多用电表欧姆挡的使用，下列叙述中正确的是( )A．若红、黑表笔插错插孔，则不影响测量结果B．若待测电阻不跟别的元件断开，则其测量值一定偏大C．测量标有“6 V，0.3 A”字样的完好小灯泡的电阻，其测量值一定小于20 ΩD．测量电阻时若倍率选“×1”，这时指针恰指在200 Ω和300 Ω的正中间，则其电阻值小于250 Ω实验(八) [实验8 探究导体电阻与其影响因素的定量关系]1．2012·广州调研在测量金属电阻率的实验中：(1)测长度时，金属丝的起点、终点位置如图S8－1甲所示，则长度为__________cm；(2)用多用表“Ω×1”挡估测其电阻，示数如图丙所示，则阻值为__________Ω；(3)在图丙中完成实物连线；(4)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最______________ (填“左”或“右”)端．丙图S8－12．冬春季节降水量小，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现所谓“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高，水质受到影响．为了研究咸潮出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图S8－2甲所示，两电极相距L＝0.314 m，其间充满待测的河水．安装前他用如图乙所示的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径，结果如图丙所示．图S8－2他还选用了以下仪器：量程15 V、内阻约300 kΩ的电压表，量程300 μA、内阻可忽略不计的电流表，最大阻值1 kΩ的滑动变阻器，电动势E＝12 V、内阻r＝6 Ω的电池组，开关等各一个，以及导线若干．图S8－3为根据他测得的包括坐标为(0，0)的点在内的9组电流I、电压U的值所画的I－U图线．根据以上材料完成以下问题：(1)测量玻璃管内径时，对应图S8－2乙中的游标卡尺中的A、B、C三部分中的哪一部分与玻璃管内壁接触________(填代号“A”“B”或“C”)；(2)玻璃管的内径d＝________mm；(3)水的电阻率ρ＝________Ω·m；(结果取两位有效数字)(4)如图S8－4中的仪器实物部分已连线，将其他部分连接成能测出图S8－3数据的实物连接图；图S8－3 图S8－4(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至________________________________________________________________________ 端．(填“A”或“B”)3．在测定一根粗细均匀的合金丝R x的电阻率的实验中：待测合金丝R x的电阻约为5 Ω.提供的仪器有：A．电压表V(内阻约为10 kΩ，量程为3 V)B．电流表A1(内阻约为3 Ω，量程为0.6 A)C．电流表A2(内阻约为0.1 Ω，量程为3 A)D．滑动变阻器R(阻值为0～5 Ω，额定电流为2 A)E．电源E(电动势为5 V，内电阻为1 Ω)F．一个开关、若干导线(1)要求较准确地测出其阻值，电流表应选________________________________________________________________________．(填序号)(2)某同学根据以上仪器，按图乙连接实验线路，在实验中发现电流表示数变化范围较窄，现请你用笔在图S8－5中画一条线对电路进行修改，使电流表示数的变化范围变宽．图S8－5(3)修改后的电路其测量结果比真实值偏________(填“大”或“小”)．实验(九) [实验9 描绘小电珠的伏安特性曲线]1．现要测定一个额定电压4.2 V，额定功率1.5 W的小灯泡的伏安特性曲线．现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)；电压表(量程4.5 V，内阻约4×104Ω)；电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 Ω)；电流表A2(量程400 mA，内阻约为1 Ω)；滑动变阻器(最大阻值约10 Ω)，开关S，导线若干．(1)如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________；(2)在实线框内设计出实验电路图，要求电路图既要满足测量要求、又要误差较小；(3)图S9－1为实验中所描述的图象，则P点所代表的状态小灯泡的电功率为________．图S9－1,,,)2．描绘小电珠的伏安特性曲线的实验电路图如图S9－2甲所示，所用小电珠的额定电压是3.8 V.(1)关于该实验的系统误差，下列说法中正确的是( )A．系统误差主要是由电压表的分流引起的B．系统误差主要是由电流表的分压引起的C．系统误差主要是由于忽略电源内阻引起的D．系统误差主要是由读数时的估读引起的(2)根据某次实验记录的数据在坐标系中描点如图乙所示．试在坐标系中画出该小电珠的伏安特性曲线，并从图象中求出该小电珠的额定功率是______W.图S9－2(3)该小电珠在1 V电压下不发光，此时灯丝的实际电阻是________Ω(结果保留两位有效数字)；该小电珠在 2 V电压下开始发出微弱的黄光，此时灯丝的实际电阻又是________Ω(结果保留两位有效数字)；小电珠在不同电压下的实际电阻为什么不相同？__________________．(4)某同学已连接如图S9－3所示的电路，在连接最后一根导线的c端到直流电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改正．图S9－33．某同学想描绘一只标称为“2.5 V，1.5 W”的小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供下列器材：A．电流表A1(量程3.0 A，内阻约0.2 Ω)B．电流表A2(量程0.6 A，内阻约1 Ω)C．电压表V1(量程3.0 V，内阻约3 kΩ)D．电压表V2(量程15.0 V，内阻约10 kΩ)E．滑动变阻器R1(最大阻值为5 Ω，最大允许电流为2 A)F．滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω，最大允许电流为0.5 A)G．电源E(电动势3 V，内阻为0.25 Ω)H．开关、导线若干(1)为了更好地完成实验，应选择的器材为：电流表______，电压表______，滑动变阻器________；(选填器材前面的字母)(2)请你在下面的方框中作出实验原理图；图S9－4 Ｋ(3)正确连接电路后，该同学测出如下表所示的实验数据，请你在坐标纸上描出该灯泡的伏安特性曲线；实验1 2 3 4 5 6 7 8次数电压0 0.20 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40U/V电流I0 0.11 0.21 0.33 0.40 0.45 0.48 0.52/A图S9－5(4)该同学完成实验后，又将本实验所用器材按图S9－5所示连接，闭合开关后将滑动变阻器滑片从左向右滑动，发现小灯泡先变暗后变亮，则小灯泡最暗时的功率约为________W．(结果保留两位有效数字)实验(十) [实验10 测定电源的电动势和内阻]1．2012·漳州五校联考某同学在实验室测量二节干电池的电动势E和内阻r，可以提供器材有：A．待测干电池(电动势约3 V，内阻约1.5 Ω)B．电流表A1(量程0.6 A，内阻r1约0.5 Ω)C．电流表A2(量程1 mA，内阻r2＝200 Ω)D．滑动电阻器R1(0～20 Ω，2.5 A)E．电阻箱R2：(0～9999 Ω)以及开关、导线若干．为了尽可能准确地测量待测电源的电动势和内阻，请解答说明下列问题：(1)现有器材中没有电压表，该同学用电阻箱R2与电流表________(选填“A1”或“A2”)串联改装为电压表，来测量路端电压．(2)请根据该同学设计的实验方案，完成实物图S10－1的连接．(3)测量得到的路端电压与电流的各组数据用实心圆点标于坐标图上，如图S10－2所示．根据各点表示的数据，在图上用铅笔描出U —I 图线．由此求得：E ＝________V ，r ＝________Ω.(均保留2位有效数字)图S10－1 图S10－22．2012·平顶山期末在做测量电源的电动势E 和内阻r 的实验时，提供的器材有：待测电源一个，已知内阻为R A 的电流表一个，电阻箱一个，开关一个，导线若干．为使测量更加准确，多次改变电阻箱的阻值R ，读出电流表的相应示数I ，以1I 为纵坐标，R 为横坐标，画出1I 与R 的关系图线是一条直线，如图S10－3甲所示．图线延长可得直线在纵轴的截距为m ，直线的斜率为k.(1)E ＝________，r ＝________． (2)在虚线框图乙中画出实验电路图．图S10－33．2012·黄冈期末某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干，该同学按如图S10－4所示电路进行实验，测得的数据如下表所示．图S10－4 图S10－5(1)根据表中提供的数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作________图象；A ．U －U RB ．R －U R C.1R－U (2)根据(1)，利用测得的数据，在图S10－5的坐标纸上画出适当的图象；(3)由(2)中作出的图象可知，该电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.4．2012·淄博模拟在“测定2节干电池组成电池组的电动势和内阻”的实验中，备有下列器材：A ．待测的干电池组(电动势约为3.0 V ，内阻小于2.0 Ω)B ．电流表A 1(量程0～3 mA ，内阻R A1＝10 Ω)C ．电流表A 2(量程0～0.6 A ，内阻R A2＝0.1 Ω)D ．滑动变阻器R 1(0～20 Ω，10 A)E ．滑动变阻器R 2(0～200 Ω，1 A)F ．定值电阻R 0(990 Ω)G ．开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图S10－6甲所示的实验电路，在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选____________(填写器材前的字母代号)．(2)图乙为该同学根据实验电路测出的数据绘出的I 1－I 2图线，I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数．则由图线可得被测电池组的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω.图S10－6专题(七) [专题7 电学实验专题]基础热身1．2012·松江期末太阳能是一种清洁、绿色能源．在上海举办的2010年世博会上，大量使用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能；在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组通过实验，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I －U 特性．所用的器材包括：太阳能电池、电源E 、电流表、电压表、滑动变阻器R 、开关S 及导线若干．甲乙图Z7－1(1)为了描绘出完整的I－U特性曲线，在图Z7－1甲中A处接________表，B处接________表，并将图甲连成完整的实验电路图．(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的I－U图象，图中PQ为过P点的切线．由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻________(选填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为________Ω.2．2012·杨浦测试实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联，测量实际电流表G内阻R g的电路如图Z7－2所示．所用电流表G的满偏电流I g为200 μA，内阻R g 估计在400～600 Ω之间．图Z7－2(1)按图Z7－2测定电流表G的内阻R g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下：A．滑动变阻器(阻值范围0～200 Ω)B．滑动变阻器(阻值范围0～175 Ω)C．电阻箱(阻值范围0～999 Ω)D．电阻箱(阻值范围0～99999 Ω)E．电源(电动势6 V，内阻0.3 Ω)F．电源(电动势12 V，内阻0.6 Ω)按实验要求，R最好选用________，R′最好选用________，E最好选用________．(填入选用器材的字母代号)(2)请将以下各实验步骤填写完整．①依照电路原理图将实物连接成实验线路，开始时两个开关均断开．②将R阻值调至最大，闭合开关________，调节________的阻值，使电流表达到满刻度．③闭合________，调节R′的阻值使电流表达到________．④读出R′的读数，即为电流表的内阻．(3)这种方法测出的电流表的内阻R g比它的真实值______(选填“偏大”“偏小”或“相等”)．3．2012·中山期末为了测量某一未知阻值的电阻R x，实验小组找来以下器材：电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)、电流表(0～0.6 A，内阻约1 Ω)、滑动变阻器(0～15 Ω，2 A)、电源(3 V，内阻很小)、开关与导线，该小组同学实验操作如下，请你按要求填写：①断开开关，请按图Z7－3甲所示的电路图在图乙中连接实物图；甲乙图Z7－3②如图乙所示，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于________端．③闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，建立合适的坐标系作出I－U图如图Z7－4所示；图Z7－4④整理仪器．(1)根据I－U图可得，该未知电阻的阻值为R x＝______．(保留两位有效数字)(2)由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值____________ R x的真实值(填“大于”“小于”或“等于”)．(3)利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，你给该实验小组的建议是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.4．2012·贵州五校联考测量一量程已知的电压表的内阻，器材如下：A．待测电压表(量程3 V，内阻约3 kΩ)B．电流表(量程3 A，内阻为0.01 Ω)C．定值电阻(R＝3 kΩ，额定电流0.5 A)D．电池组(电动势略小于3 V，内阻不计)E．开关两只F．导线若干(1)为了能更准确地测出该电压表内阻的大小，请将你设计的实验电路图画在方框内．(2)用你设计的电路进行实验时，需要直接测量的物理量有____________和____________；用上述所测各物理量表示电压表内阻，其表达式应为R v＝__________．5．2012·株洲检测中国机器人农民发明家吴玉禄只有小学文化，为了给他的机器人找一个可充电电池，他在废品站找到了一个像电池一样有两个电极的装置，上面标有“TNT”字样，他高兴地拿回去充电，结果差点丢了性命．如果你是他的儿女，为了安全起见，你能给他提出一些建议或帮助吗？(1)经上网查找，这是只工业电雷管，在充电时电能转化成热能会引发爆炸．给你一个多用电表你会选择________(填“直流电流”“直流电压”或“电阻”)挡来判断它是否为电池，可保证既安全又方便．(2)经核实该电雷管全电阻值为6 Ω，其中电热丝阻值为5 Ω，引脚线长2 m，阻值为1 Ω，当通以0.45 A电流时约6 s爆炸，若吴玉禄用5.4 V的电压给它充电，理论上约________s爆炸．(3)某兴趣小组发扬吴玉禄精神，用伏安法设计了一实际测量上述单只电雷管电阻的电路．准备了以下实验器材：待测电雷管R x，炸药桶(保护作用，防爆破)电流表A1：量程0.5 A 、内阻约0.5 Ω电流表A2：量程30 mA、内阻约30 Ω电压表V1：量程30 V、内阻约10 kΩ电压表V2：量程2 V、内阻约3 kΩ滑动变阻器R：0～10 Ω电阻箱R0：0～999.9 Ω，0.1 A干电池E：电动势1.5 V，内阻约0.1 Ω开关S及导线若干．①请设计一个较合理的电路原理图，画在方框内，要求通过电雷管的电流不超过27 mA，电压能从零调节，尽可能减小误差．②写出R x的计算公式R x＝____________；说明公式中各物理量的意义：________________________________________________________________________.6．2012·苏北四市二模某同学要测量电阻R x(阻值约18 Ω)的阻值，实验室提供如下器材：电池组E(电动势3 V，内阻约1 Ω)；电流表A(量程0～0.6 A，内阻约0.5 Ω)；电压表V(量程0～3 V，内阻约5 kΩ)；电阻箱R(阻值范围0～99.99 Ω，额定电流1 A)；开关S，导线若干．(1)为使测量尽可能准确，应采用图Z7－5________________________________________________________________________ 所示的电路进行测量．A BC D图Z7－5(2)下表中记录了电阻箱阻值R 及对应电流表A 、电压表V 的测量数据I 、U ，请在图Z7－6上作出1U －1R图象，根据图象得出电阻R x 的测量值为________Ω.图Z7－6(3)此实验中电阻R x 的测量值与真实值相比________________________________________________________________________(选填“偏大”或“偏小”)．课时作业(二十二)1．C [解析] 电路的总电流I 随外电阻R 的变化而变化，选项A 错误；U 内＝Ir 是电源内电阻上电压，不是电源两端的电压，选项B 错误；电源电动势E 和内阻r 不变，由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压U 随I 的增大而减小，选项C 正确；U 会随着I 的变化而变化，选项D 错误．2．B [解析] 光照加强时，R 1的电阻值变小，R 1与灯B 并联部分电路阻值变小，电源外电路的总阻值R 变小，干路电流I ＝E R ＋r变大，路端电压U ＝E －Ir 变小，电源总功率P ＝EI 变大，C 、D 错误；A 灯两端电压等于路端电压，路端电压U 变小，流过A 灯的电流I A＝U R A变小，实际功率变小，A 灯变暗，A 错误；干路电流I 变大，通过灯A 的电流I A 变小，定值电阻R 0两端电压U 0＝(I －I A )R 0变大，B 正确．3．B [解析] 若R 1所在支路断路，A 变暗，B 变亮；若R 3所在支路断路，A 、B 都变亮；若电源所在的电路断路，A 、B 都熄灭．4．ACD [解析] 电源的U －I 图线与纵轴的截距表示电源电动势，与横轴的截距表示电源的短路电流，图线斜率的绝对值表示电源内阻，据此结合图象可知，E 1＝E 2，r 1＜r 2，当两个电源短路时电源1的短路电流大，选项A 、C 正确，选项B 错误；当两个电源分别接相同电阻时，接有电源2的电路的总电阻较大，干路电流较小，输出功率较小，选项D 正确．5．D [解析] 滑动变阻器R 的滑片移动，接入电路中的电阻没有变化，因此I 1＝I 2.而平行金属板两板间的电压增大，板间的电场强度增大，因此θ变大，θ1<θ2.D 正确．6．A [解析] 设两极板间的电压为U ，对小球应用动能定理，－Uq 2－12mgd ＝－12mv 20，解得U ＝12 V ，电路中的电流I ＝E －U R ＋r＝2 A ，电源的输出功率P ＝EI －I 2r ＝36 W ，A 正确． 7．BD [解析] 电源的总功率P ＝EI ，由直线a 的斜率为电源电动势，E ＝3 V ，电源内部的发热功率P r ＝I 2r ，由抛物线b 得电源内阻r ＝1 Ω，A 错误，B 正确；根据能量守恒定律，P ＝P r ＋P R ，C 错误；当R ＝r ＝1 Ω时，即总电阻为2 Ω时，外电阻上消耗的功率最大，即输出功率P R ＝E 24r＝2.25 W ，D 正确． 8．BD [解析] 两图中的电源相同，它们的最大输出功率相同，由甲图得电流I ＝E R 1＋R 0＋r＝2 A 时输出功率最大，且最大值为P m ＝EI －I 2r ＝12 W ；对乙图，电动机的功率为6 W ，R 2的功率P R2＝I 2R 2＝6 W ，故电阻R 2＝1.5 Ω，A 错误，B 正确；电动机的热功率P ＝I 2R 0′＝4 W ，C 错误，D 正确．9．(1)1 A (2)4 V 1.2×10－4C (3)6.25 W[解析] (1)稳定时，电容器看作断路，电路中的电流I ＝E r ＋R 1＋R 2＝1 A. (2)S 闭合，电容器两端的电压U ＝IR 2＝6 VS 断开后，电容器两端的电压U′＝10 V电容器两端的电压变化量ΔU ＝4 V流过R 1的总电荷量ΔQ ＝ΔUC ＝1.2×10－4C.(3)当R 2＝R 1＋r ＝4 Ω时，R 2消耗的电功率最大，最大电功率P 2＝E 24()R 1＋r ＝6.25 W. 实验(七)1．(1)AC (2)BD [解析] (1)多用电表的欧姆挡的刻度是不均匀，B 错误；使用多用电表测量电压、电流和电阻前都需要机械调零，D 错误．(2)测电压时，电表并联，电流从红表笔流入，A 错误；测电阻时，要与其他元件断开，C 错误；测电流和测二极管的正向电阻时，B 、D 连接方式正确．2．(1)将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零 (2)80[解析] (1)多用电表测电阻操作中选挡后必须进行欧姆调零；(2)多用表的读数为8.0×10 Ω＝80 Ω.3．(1)26 0.65 40 (2) ×100[解析] (1) 直流电流100 mA 挡的读数为26 mA ；直流电压2.5 V 挡的读数为0.65 V ；电阻×10挡的读数为4×10 Ω＝40 Ω；(2)测电阻时应使表头指针偏转在中央附近，选×100挡．4．(1)a.将选择开关旋至×10挡，然后将两表笔短接，调节调零旋钮使指针指电流的满刻度．b.将电阻箱接在两表笔间，调节电阻箱，使指针指到中间刻度，则此时电阻箱的读数即为多用电表×10挡的中值电阻． (2)小 (3)ACD实验(八)1．(1)60.48 (2)4.5 (3)如图所示 (4)左[解析] (1)金属丝的起点的刻度为10.00 cm ，终点的刻度为70.48 cm ，则长度为70.48 cm －10.00 cm ＝60.48 cm ；(2)多用电表的示数为4.5×1 Ω＝4.5 Ω；(3)电阻丝电阻约5 Ω，阻值较小，电流表采用外接法，电压表量程为3 V ，电流表量程为0.6 A ，滑动变阻器选择限流式，连线如图所示；(4)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P 应处于阻值最大处，即滑片P 移至最左端．2．(1)A (2)6.70 (3) 11 (4)如图所示 (5)A[解析] (1)测量玻璃管内径时，应使游标卡尺中的内测量爪与玻璃管内壁接触；(2)游标卡尺的读数为6 mm ＋0.02×35 mm ＝6.70 mm ，即玻璃管的内径；(3)U －I 图线的斜率为待测河水的电阻，R ＝880×10－6 Ω＝1×105 Ω，水的电阻率ρ＝RS L ＝105×14π×()6.7×10－320.314 Ω·m ＝11Ω·m ； (4)待测电阻105Ω，阻值很大，电流表采用内接法，滑动变阻器最大阻值103Ω，选择限流式调控范围小，应采用分压式连接，连线如图所示；(5) 开关闭合前，分压式连接的滑动变阻器的滑片应处于最小电压输出位置，应滑至A 端．3．(1)B (2)如图所示 (3)小[解析] (1)待测合金丝R x 的电阻约为5 Ω，通过的最大电流I ＝U R ＝35A ＝0.6 A ，则电流表选B ；(2)滑动变阻器R 的最大阻值为5 Ω，限流式调控能力弱，采用分压式连接；(3)电流表采用的外接法，电流测量值偏大，电阻的测量结果比真实值偏小．实验(九)1．(1)A 2 (2)如图所示 (3)0.9 W[解析] (1)额定电压4.2 V ，额定功率1.5 W 的小灯泡的额定电流为I ＝P U＝0.357 A ＝357 mA ，故电流表需要选择量程为400 mA 的电流表A 2.(2)描绘小灯泡的伏安特性曲线应该设计为分压电路，由于小灯泡电阻不大，采用电流表外接．(3)小灯泡的电功率为P ＝UI ＝3.0×0.3 W ＝0.9 W.2．(1)A (2)图略 1.14 W(3)①7.1 ②9.1③ 因为小电珠灯丝的电阻率随温度升高而增大(4)A.滑动变阻器的滑片P 应滑至b 端B ．开关S 应该断开[解析] (1)本实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的，A 正确；(2)根据实验的描点，连成平滑曲线，由图线得3.8 V 电压下的电流为0.3 A ，则额定功率1.14 W.(3)小电珠在1 V 电压下的电阻R 1＝10.14 Ω＝7.1 Ω；小电珠在2 V 电压的电阻R 2＝20.21Ω＝9.1 Ω；小电珠在不同电压下温度不同，灯丝的电阻率是随温度升高而增大的；(4)2个不当之处为：A.滑动变阻器的滑片P 应滑至b 端，B.开关S 应该断开．3．(1)B C E (2)如图所示 (3)图略[解析] (1)电源的电动势3 V ，电压表选量程3 V 的V 1，小灯泡的额定电流I ＝P U ＝1.52.5A ＝0.60 A ，电流表应选用A 2即可；由于滑动变阻器分压式连接，所以选最大阻值较小的R 1即可；(2)电压从零开始可调，滑动变阻器采用分压式，又小灯泡额定电压下的电阻R x <R A R V ，电流表采用外接法；(3)描点，连成平滑的直线；(4)当滑动变阻器的滑片处于正中央时，整个电路电阻最大，电流最小，灯泡最暗，对闭合电路，灯泡两端的电压U ＝E －I(r ＋R 滑)＝3－2.5I ，在同一坐标画出U ＝3－2.5I 的图。
(新课标)高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第二节 电路 闭合电路的欧姆定律试题-人教版高三全册物
第二节 电路 闭合电路的欧姆定律一、串、并联电路的特点 1．特点比照串联并联电流 I ＝I 1＝I 2＝…＝I n I ＝I 1＋I 2＋…＋I n 电压 U ＝U 1＋U 2＋…＋U n U ＝U 1＝U 2＝…＝U n电阻 R ＝R 1＋R 2＋…＋R n1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n电压与电流分配 电压与各局部电路的电阻成正比电流与各支路的电阻成反比功率分配与各局部电路的电阻成正比与各支路的电阻成反比2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一局部电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻． (3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和． (4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．1.电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，如此当R 1与R 2串联后接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1提示：选B.由并联特点可知：R 1R 2＝I 2I 1＝21，又由串联电路特点可得：U 1U 2＝R 1R 2＝21，故B 正确．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：反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量．2．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．2.判断正误(1)在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加．( ) (2)对于给定的电源，非静电力移动正电荷做功越多，电动势就越大．( ) (3)电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多．( )(4)电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多．( )(5)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．( ) (6)E ＝W q只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定．( )提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 三、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．2．公式⎩⎪⎨⎪⎧I ＝E R ＋r 〔只适用于纯电阻电路〕E ＝U 外＋U 内〔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 ．(2)U －I 图象如下列图．①当电路断路即I ＝0时，纵坐标的截距为电源电动势． ②当外电路电压为U ＝0时，横坐标的截距为短路电流． ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．3.(多项选择)如下列图为某一电源的U －I 图线，由图可知( )A ．电源电动势为2 VB ．电源内电阻为13ΩC ．电源短路时电流为6 AD ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A 提示：AD对电路的串、并联方式的考查【知识提炼】简化串、并联电路的常用方法(1)等电势法：电流沿电势高→电势低的方向流动，假设两点之间等电势，如此没有电流．(2)电流流向法：电流分叉的地方如此为并联，否如此为串联．【典题例析】(2016·高考全国卷甲)阻值相等的四个电阻、电容器C 与电池E (内阻可忽略)连接成如下列图电路．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( )A ．25 B ．12C ．35D ．23[解析] 电路中四个电阻阻值相等，开关S 断开时，外电路的连接等效为图1，由于不计电池的内阻，设每个定值电阻的阻值为R ，根据串、并联电路的特点可知，电容器两端的电压为U 1＝12×23R 23R ＋R E ＝15E ；当开关S 闭合后，外电路的连接等效为图2，如此电容器两端的电压为U 2＝12R 12R ＋R E ＝13E ，由Q ＝CU 可知，Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，C 项正确．[答案] C(1)当含有电容器的直流电路达到稳定状态时，电容器处可视为断路，与之串联的电阻中无电流，不起降压作用．(2)电容器电压等于与之并联的电阻的电压．(3)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时，电容器的电压等于路端电压． (4)在计算电容器所带电荷量的变化时，如果变化前后极板所带电荷的电性一样，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；如果变化前后极板所带电荷的电性相反，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．用图示的电路可以测量电阻的阻值．图中R x 是待测电阻，R 0是定值电阻，G 是灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P 的位置，当通过电流表G 的电流为零时，测得MP ＝l 1，PN ＝l 2，如此R x 的阻值为( )A ．l 1l 2R 0B ．l 1l 1＋l 2R 0 C ．l 2l 1R 0D ．l 2l 1＋l 2R 0 解析：电流表G 中的电流为零，表示电流表G 两端电势差为零(即电势相等)，如此R 0与R l 1两端电压相等，R x 与R l 2两端电压相等，其等效电路图如下列图．I 1R 0＝I 2R l 1① I 1R x ＝I 2R l 2②由公式R ＝ρl S 知R l 1＝ρl 1S③R l 2＝ρl 2S④由①②③④式得R 0R x ＝l 1l 2即R x ＝l 2l 1R 0.选项C 正确． 答案：C闭合电路欧姆定律的理解与应用【知识提炼】在恒流电路中常会涉与两种U －I 图线，一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线)，另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线)．求解这类问题时要注意二者的区别．电源U －I 图象 电阻U －I 图象关系式U ＝E －Ir U ＝IR图形物理意义电源的路端电压随电流的变化关系 电阻两端电压与电阻中的电流的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 表示外电阻的大小表示该电阻的大小 斜率(绝对值)电源电阻r 的大小假设图象为过原点的直线，图象斜率表示电阻的大小两曲线在同一坐标系中的交点表示电阻的工作点，即将电阻接在该电源上时，电阻中的电流和两端的电压【典题例析】图甲为某元件R 的U －I 特性曲线，把它连成图乙所示电路．电源电动势E ＝5 V ，内阻r ＝1.0 Ω，定值电阻R 0＝4 Ω.闭合电键S 后，求：(1)该元件的电功率；(2)电源的输出功率．[审题指导] (1)根据欧姆定律写出R两端的电压U与电流I的关系式．(2)画出U－I图象．(3)两图象交点表示什么？[解析] 设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得：U＝E－I(R0＋r)，代入数据得U＝5－5I画出U＝E′－Ir′＝5－5I图线．如下列图，两图线交点坐标为(0.4 A，3.0 V)(1)该元件的电功率P R＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W.(2)电源的输出功率P＝P R0＋P R＝I2R0＋P R＝0.42×4 W＋1.2 W＝1.84 W.[答案](1)1.2 W(2)1.84 W(1)电源的伏安特性图象(路端电压与电流的关系图象)①关系式：U＝E－Ir.②用图象表示如下列图．a ．U －I 图象是一条斜向下的直线．B ．纵轴的截距等于电源的电动势E ；横轴的截距等于外电路短路时的电流I 0＝Er. c ．直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即r ＝E I 0＝tan θ.θ越大，明确电源的内阻越大．(2)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． 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流和电压．④假设遇到两元件串联或并联在电路中，如此要结合图形看电压之和或电流之和确定其实际电流或实际电压的大小．【跟进题组】考向1 闭合电路欧姆定律的计算1．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．假设有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA ．假设将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，如此它的路端电压是( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：选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 正确．考向2 闭合电路欧姆定律的图象应用2．(多项选择)如下列图，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，如此如下说法正确的答案是( )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解析：选AB.根据题图可知，E 1＝E 2＝10 V ，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＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552Ω，R 2＝56Ω，所以选项C 、D 错误．电路的动态分析问题 【知识提炼】1．电路动态分析的方法(1)程序法：根本思路是“局部→整体→局部〞．即(2)极限法：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动端分别滑至两个极端去讨论．(3)串反并同法：“串反〞是指某一电阻增大(或减小)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(或增大)．“并同〞是指某一电阻增大(或减小)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(或减小)．2．电路故障问题的分析方法与技巧 (1)故障特点①断路特点：表现为电路中的两点间电压不为零而电流为零，并且这两点与电源的连接局部没有断点．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其两端电压为零． (2)检查方法①电压表检测：如果电压表示数为零，如此说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路．②欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处是断路，当测量值很小或为零时，表示该处是短路．在运用欧姆表检测时，电路一定要切断电源．③电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各局部电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置．在运用电流表检测时，要注意电流表的极性和量程．④假设法：将整个电路划分为假设干局部，然后逐一假设某局部电路发生某种故障，运用闭合电路或局部电路的欧姆定律进展推理．【典题例析】(多项选择)(高考某某卷)如图，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，如此( )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[审题指导] 先分析电路的结构，当滑动变阻器连入电路的阻值变化时，会引起V 1、V 2、V 3、A 表的变化，结合图形得出ΔUΔI的含义．[解析] 变阻器滑片向下滑动，连入电路中的电阻R 变减小，由I ＝ER ＋R 变＋r，A 表示数增大，故A 正确；V 2表测量的是电源的输出电压，U 2＝E －Ir 减小，故B 错误；由于R 是定值电阻，如此ΔU 1ΔI ＝R ，如图甲所示，又由U 2＝E －Ir ，如此ΔU 2ΔI＝r ，如图乙所示，所以，ΔU 1＝ΔI ×R ，ΔU 2＝ΔI ×r ，又因R ＞r ，得ΔU 1大于ΔU 2，故D 正确；同理，U 3＝E －I (r ＋R )，ΔU 3ΔI＝r ＋R ，故C 正确．[答案] ACD【跟进题组】考向1 直流电路的动态分析1.如下列图，电源内阻不能忽略，电流表、电压表均可视为理想电表，在滑动变阻器R 的触头从a 端滑到b 端的过程中( )A ．电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数增大B ．电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数减小C ．电压表V 的示数先减小后增大，电流表A 的示数增大D ．电压表V 的示数先减小后增大，电流表A 的示数减小解析：选A ．在滑动变阻器R 的触头从a 端滑到b 端的过程中，外电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，电压表V 的示数先增大后减小，电流表A 的示数一直增大，选项A 正确．考向2 含容电路的动态分析2．(2017·石家庄模拟)在如下列图的电路中，电源的负极接地，其电动势为E 、内电阻为r ，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，C 为电容器，A 、V 为理想电流表和电压表．在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，如下说法中正确的答案是( )A ．电压表示数变小B ．电流表示数变小C ．电容器C 所带电荷量增多D ．a 点的电势降低解析：选D.在滑动变阻器滑动头P 自a 端向b 端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I 增大，电阻R 1两端电压增大，如此电压表示数变大．电阻R 2两端的电压U 2＝E －I (R 1＋r )，I 增大，如此U 2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小．根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零．a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，如此a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流I A＝I－I2，I增大，I2减小，如此I A增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D 正确．考向3 对电路的故障分析3.如下列图的电路，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据现象分析，发生的故障可能是( )A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路解析：选A．等效电路如下列图．假设R1断路，电路的外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab局部电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、R4的电流都减小，故A项正确．假设R2断路，总电阻变大，总电流减小，ac局部电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B项错误．假设R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，电流表A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D项错误．1．“串反并同法〞的须知事项：“串反并同法〞的应用条件为单变量电路．对于多变量引起的电路变化，假设各变量对同一对象分别引起的效果一样，如此该方法适用；假设各变量对同一对象分别引起的效果不一样，如此“串反并同法〞不适用．2．电路中断路与短路的故障分析方法：首先要确定是哪个局部出现了什么问题，如果是短路，如此直接当成一根导线处理；如果是断路，如此直接像开关一样断开该条线路，由于电路结构被破坏，需要重新绘画电路图，然后Ｋ运用动态电路分析方法去分析，但要注意电路被破坏后电表从支路转为干路还是从干路转为支路，分析时要有理有据，常用的依据有欧姆定律以与电阻的串、并联规律等．Ｋ电源功率的计算【知识提炼】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%【典题例析】(2017·西安模拟)如下列图，E ＝8 V ，r ＝2 Ω，R 1＝8 Ω，R 2为变阻器接入电路中的有效阻值，问：(1)要使变阻器获得的电功率最大，如此R 2的取值应是多大？这时R 2的功率是多大？(2)要使R 1得到的电功率最大，如此R 2的取值应是多大？R 1的最大功率是多大？这时电源的效率是多大？(3)调节R 2的阻值，能否使电源以最大的功率E 24r输出？为什么？ [审题指导] (1)R 1为定值电阻，电功率最大的条件是什么？(2)R 2为可变电阻，其电功率最大的条件是什么？(3)电源输出最大功率为E 24r的条件是什么？ [解析] (1)将R 1和电源(E ，r )等效为一新电源，如此新电源的电动势E ′＝E ＝8 V内阻r ′＝r ＋R 1＝10 Ω，且为定值利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R 2＝r ′＝10 Ω时，R 2有最大功率，即P 2max ＝E ′24r ′＝824×10W ＝1.6 W. (2)因R 1是定值电阻，所以流过R 1的电流越大，R 1的功率就越大．当R 2＝0时，电路中有最大电流，即I max ＝E R 1＋r＝0.8 A R 1的最大功率P 1max ＝I 2max R 1＝5.12 W这时电源的效率η＝R 1R 1＋r×100%＝80%. (3)不能．因为即使R 2＝0，外电阻R 1也大于r ，不可能有E 24r的最大输出功率．此题中，当R 2＝0时，外电路得到的功率最大．[答案] (1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80%(3)不能 理由见解析电源输出功率的极值问题的处理方法对于电源输出功率的极值问题，可以采用数学中求极值的方法，也可以采用电源的输出功率随外电阻的变化规律来求解．但应当注意的是，当待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻时，此时的条件是当电阻值最接近等效电源的内阻时，电源的输出功率最大．假设一电源的电动势为E ，内阻为r ，外电路有一可调电阻R ，电源的输出功率为：P 出＝I 2R ＝E 2R 〔R ＋r 〕2＝E 2〔R －r 〕2R ＋4r . 由以上表达式可知电源的输出功率随外电路电阻R 的变化关系为：(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，电源的输出功率越来越小；(3)当R ＜r 时，随着R 的增大，电源的输出功率越来越大；(4)当P 出＜P m 时，每个输出功率对应两个外电阻阻值R 1和R 2，且R 1R 2＝r 2.(多项选择)(2017·某某高三模拟)如下列图为两电源的U －I 图象，如此如下说法正确的答案是( )A ．电源①的电动势和内阻均比电源②大B ．当外接一样的电阻时，两电源的输出功率可能相等C ．当外接一样的电阻时，两电源的效率可能相等D ．不论外接多大的一样电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大解析：选AD.图线在U 坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A 对；作外接电阻R 的U －I 图线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S 1、S 2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU 为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S 1、S 2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B 错，D 对；电源的效率η＝P 出P 总＝I 2R I 2〔R ＋r 〕＝R R ＋r，因为电源内阻不同如此电源效率不同，C 错．1.(2015·高考卷)如下列图，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．假设用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，如此如下分析正确的答案是( )A ．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解析：选C.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，假设将接线柱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 ＝0.06 A ，如此每一小格表示0.06 A ；假设将接线柱1、3接入电路，如此(I 2－I A )R 1＝I A R A ，解得I 2＝3I A ＝0.06 A ，如此每一小格表示0.06 A ．选项C 正确．2.(多项选择)(2016·高考江苏卷)如下列图的电路中，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 ，如下说法正确的有( )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：选AC.开关S 闭合后，外电路的总电阻为R ＝10 Ω，路端电压U ＝E R ＋r R ＝1212×10 V ＝10 V ，A 项正确；电源的总功率P ＝E 2R ＋r ＝12 W ，B 项错误；由于两条支路的电流均为I ′＝1020A ＝0.5 A ，因此a 、b 两点间的电压为U ab ＝0.5×(15－5) V ＝5 V ，C 项正确；a 、b 两点用导线连接后，外电阻R ′＝2×5×155＋15Ω＝7.5 Ω，因此电路中的总电流I ＝E R ′＋r＝129.5 A ≈1.26 A ，D 项错误． 3．(多项选择)在如下列图的电路中，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 向下滑动后，假设电流表A 和电压表V 1、V 2、V 3四个电表的示数变化量的绝对值分别为ΔI 、ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，如此在滑片P 向下滑动的过程中，如下说法正确的答案是( )A ．ΔU 1ΔI 变大B ．ΔU 2ΔI不变 C ．ΔU 3ΔI 不变 D ．ΔU 3ΔI变大 解析：选BC.ΔU 1ΔI ＝r ，是电源内阻，保持不变，A 错误；ΔU 2ΔI＝R 1，是定值，选项B 正确；ΔU 3ΔI＝r ＋R 1，是定值，选项C 正确，选项D 错误． 4．(多项选择)在探究电路故障时，某实验小组设计了如下列图的电路，当电键闭合后，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．如此如下对电路故障的分析正确的答案是( )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R4短路解析：选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.假设R2断路，如此R1和小灯泡B所在支路的电压增大，而R2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；假设R3断路，必引起与之并联的支路(即R1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，应当选项C对．5．(多项选择)(2017·山西四校联考)如下列图，电源电动势E＝9 V，内电阻r＝4.5 Ω，变阻器R1的最大电阻R m＝5.0 Ω，R2＝1.5 Ω，R3＝R4＝1 000 Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置．在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止．那么( )A．在题设条件下，R1接入电路的阻值应为3 Ω，电源的输出功率应为4.5 WB．引入的微粒带负电，当开关接向b(未接触b)的过程中，微粒将向下运动C．在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流流向为d→c解析：选AD.选项A中在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R1＋R2＝r，R2＝1.5 Ω，如此R1＝3 Ω.电源的输出功率P m＝E24r＝4.5 W，应当选项A 正确；选项B中在开关S与a接触且当电路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态．而上极板带正电，可知微粒带负电．当开关接向b(未接触b)的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，应当选项B错误；选项C中电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1和R2与电源构成串联电路，R1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减小，应当选项C错误；选项D中在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过R3的电流流向为d→c，应当选项D正确．一、单项选择题1．两个一样的电阻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 ；假设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 ，如此电源的内阻为( )A ．4RB ．RC ．R2 D ．无法计算 解析：选B.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 R2＋r×12，由以上两式可得：r ＝R ，应当选项B 正确． 2.(2017·大连模拟)如下列图，电源电动势为3 V ，内阻为1 Ω，电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为3 Ω，电表均视为理想电表，如此如下说法不正确的答案是( )A ．闭合开关S ，电流表示数约为0.23 AB ．闭合开关S ，电压表示数约为1.3 VC ．如果撤去电压表所在的整个支路，闭合开关S ，电流表示数约为0.43 AD ．如果撤去电流表所在的整个支路，闭合开关S ，电压表示数约为1.4 V解析：选A ．闭合开关S ，电阻R 1、R 2被短路，电路中的电流I ＝E R 3＋R 4＋r≈0.43 A ；电压表测的是R 3两端的电压，U ＝IR 3≈1.3 V ；撤去电压表所在支路，闭合开关S ，电路中的电流不变，仍然为0.43 A ；撤去电流表所在支路，电路为R 1、R 2、R 3、R 4串联，电压表测量R 2、R 3的电压，整个回路的电流为I ′＝E R 1＋R 2＋R 3＋R 4＋r ＝313A ，故电压表示数为U ′＝I ′(R 2＋R 3)≈1.4 V.3.将电学元件按照如下列图的方式连接，两电表均为理想电表，电源有一定的内阻．现闭合电键，将滑动变阻器的触头向下缓慢移动，如此( )A ．两电表的读数均增大B ．小灯泡b 的亮度变暗，电流表的读数变小C ．小灯泡a 的亮度变亮，电压表的读数变小D ．电容器两极板所带的电荷量增加解析：选C.滑动变阻器的触头向下缓慢移动时，其接入电路的电阻值减小，导致总电阻减小，根据“串反并同〞规律可知：电压表读数减小、小灯泡b 变暗，电流表读数变大、小灯泡a 变亮，电容器C 两端的电压等于小灯泡b 两端的电压，逐渐减小，所以电容器C 所带电荷量减少，C 正确，A 、B 、D 错误．4．(2017·重庆江津中学月考)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻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．如此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1.0 WD ．电源的效率达到最大值解析：选B.由图乙可得，电源的电动势E ＝1.5 V ，r ＝1 Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，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，但此题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，电源输出功率最大，B 项正确；R 0消耗的功率P ＝IU 2＝0.5 W ，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．5.在如下列图的电路中，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。
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律(含解析)
高考物理一轮复习专项训练—闭合电路的欧姆定律（含解析）1.(2022·江苏卷·2)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，电源电动势E＝12 V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是()A．R1B．R2C．R3D．R42．交警使用的某型号酒精测试仪如图甲所示，其工作原理如图乙所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是()A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变小C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变3.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，导致电压表和电流表的读数都增大，电压表和电流表均为理想电表，则可能出现了下列哪种故障()A．R1短路B．R2短路C．R3短路D．R1断路4.如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片P向右端移动时，下列说法中正确的是()A．电源的输出功率一定变小B．电压表V1的读数变小，电流表A1的读数变小C．电压表V2的读数变大，电流表A2的读数变小D．电压表V2的读数变小，电流表A2的读数变小5.将一电源与一电阻箱连接成闭合电路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A．电源最大输出功率可能大于45 WB．电源内阻等于5 ΩC．电源电动势为45 VD．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%6.(2023·四川内江市第六中学月考)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U－I图线．将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么()A ．电源a 、b 电动势一样大，b 内阻较大B ．R 接到电源a 上，电路中的电流较小C ．R 接到电源b 上，电源的输出功率较大D ．R 接到电源b 上，电源效率较高7．(2023·江苏淮安市车桥中学高三测试)如图所示电路，电源内阻为r ，两相同灯泡L 1、L 2 电阻均为R ，D 为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表．闭合S 后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动．现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V 1、V 2 示数变化量绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2 ，电流表示数变化量绝对值为ΔI ，则下列说法中错误的是( )A ．两灯泡逐渐变亮B ．油滴将向下运动 C.ΔU 2ΔI＝R ＋r D ．ΔU 2>ΔU 18.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 的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b 是某电阻R 的U －I 图像．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 Ω D．12.5 Ω9.(多选)(2023·河南三门峡市外国语高级中学高三检测)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡，R为滑动变阻器，V为理想电压表．现闭合开关S，将滑动变阻器R的滑动触头P从a端向b端滑动．已知小灯泡电阻和电源内阻相等，则下列说法中正确的是()A．电压表示数先变小后变大B．小灯泡L先变暗后又变亮C．电源的输出功率先变小后变大D．电源的效率先减小后增大10.(2023·河北邯郸市模拟)如图所示，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，R0＝3 Ω，R1＝7.5 Ω，R2＝3 Ω，R3＝2 Ω，电容器的电容C＝2 μF.开始时开关S处于闭合状态，则下列说法正确的是()A．开关S闭合时，电容器上极板带正电B．开关S闭合时，电容器两极板间电势差是3 VC．将开关S断开，稳定后电容器极板所带的电荷量是3.6×10－6 CD．将开关S断开至电路稳定的过程中通过R0的电荷量是9.6×10－6 C11．在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的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R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值．12.如图所示，电源电动势E＝2 V，内阻r＝1 Ω，电阻R0＝2 Ω，滑动变阻器的阻值范围为0～10 Ω.求滑动变阻器的阻值为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？1．A 2.D 3.A 4.C 5.B 6.A7．B [滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A 正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V 1的示数减小，而L 1两端的电压变大，所以L 2与滑动变阻器部分的电压之和减小，所以V 2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q 不变，则由C ＝Q U ＝εr S4πkd 和E ＝U d 得E ＝4πkQ εr S ，可知E 不变，油滴静止不动，选项B 错误；把L 1的电阻R 看作电源内阻一部分，ΔU 2就是R ＋r 两端电压的增加量，则ΔU 2ΔI ＝R ＋r ，选项C 正确；由闭合电路欧姆定律可得ΔU 1ΔI＝r ，所以ΔU 2>ΔU 1，选项D 正确．]8．A [由闭合电路欧姆定律得U ＝E －Ir ，当I 1＝0时，E ＝U 1，由图线a 与纵轴的交点读出电源的电动势为E ＝3.6 V ，组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U 2＝2.5 V ，电流为I 2＝0.2 A ，则硅光电池的内阻为r ＝E －U 2I 2＝3.6－2.50.2Ω＝5.5 Ω，故A 正确．]9．BC [由电路结构可知，滑动变阻器R 的滑动触头P 两边的电阻并联，则当P 从a 端向b 端滑动时，电路的总电阻先变大后变小，则干路电流先变小后变大，故小灯泡L 先变暗后又变亮，选项B 正确；由U ＝E －Ir 可知路端电压先变大后变小，即电压表的示数先变大后变小，选项A 错误；因为小灯泡电阻和电源内阻相等，电路的总电阻先变大后变小，结合电源输出功率随外电路电阻变化图像可知，当内、外电阻相等时电源输出功率最大，则电源的输出功率先变小后变大，选项C 正确；电源的效率η＝IUIE ×100%＝R 外R 外＋r×100%＝11＋rR 外×100%，外电路总电阻越大，电源的效率越高，故电源的效率先增大后减小，选项D 错误．] 10．D [开关S 闭合时的等效电路图如图甲所示，电容器C 两端电压等于R 3两端电压U 3，已知电路总电阻R ＝(R 2＋R 3)R 1R 2＋R 3＋R 1＋r ＝4 Ω，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I ＝ER ＝1.5 A ，路端电压U ＝E －Ir ＝4.5 V ，则U 3＝R 3R 2＋R 3U ＝1.8 V ，此时电容器所带电荷量Q 1＝CU 3＝3.6×10－6 C ，且上极板带负电，下极板带正电，故A 、B 错误．开关S 断开时的等效电路图如图乙所示，稳定后电容器C 两端电压等于R 2两端电压U 2，此时U 2＝E R 2＋R 3＋r R 2＝3 V ，电容器所带电荷量Q 2＝CU 2＝6×10－6 C ，且上极板带正电，下极板带负电，故通过R 0的电荷量Q ＝Q 1＋Q 2＝9.6×10－6 C ，故C 错误，D 正确．]11．(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻，则内阻r ＝⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝16－40.8－0.2Ω＝20 Ω电源的电动势为E ＝U ＋Ir取电压U 1＝16 V ，电流I 1＝0.2 A ， 代入解得E ＝20 V(2)当滑片P 滑到最右端时，R 1被短路，外电路的电阻最小，电流最大．此时电压U 2＝4 V ，电流I 2＝0.8 A ，则定值电阻R 2＝U 2I 2＝5 Ω(3)当滑片P 滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小，此时路端电压U 1＝16 V ， 电流I 1＝0.2 A ，外电路总电阻为R ＝U 1I 1＝80 Ω又R ＝R 2＋R 1R 3R 1＋R 3，代入解得R 3＝300 Ω.12.23 Ω 23W 解析 方法一 由公式P R ＝U 2R，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压U ＝E ·R 0R R 0＋R r ＋R 0R R 0＋R ＝ER 0R rR 0＋rR ＋RR 0，所以P R ＝E 2R 02R (rR 0＋rR ＋R 0R )2，代入数据整理得P R＝164R ＋9R ＋12W ，当R ＝23 Ω时，R 上消耗的功率最大，P R max ＝23W.方法二 采用等效电源法分析，把电阻R 0等效到电源的内部，即把电源和电阻R 0看作等效电源，即电动势为E ′＝R 0R 0＋r E 、内阻为r ′＝R 0r R 0＋r 的电源，当R ＝r ′＝R 0r R 0＋r 时，电源对外电路R 的输出功率最大，为P R max ＝E ′24r ′.把数值代入各式得E ′＝R 0R 0＋r E ＝43 V ，r ′＝R 0rR 0＋r ＝23 Ω，所以R ＝23 Ω，P R max ＝E 等24r 等＝23W.。
高考物理一轮课时作业22电路、闭合电路的欧姆定律(含答案)
【高考核动力】2016届高考物理一轮复习 课时作业22 电路 闭合电路的欧姆定律(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后括号内)1．如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U －I 图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V ．则该电路可能为下图中的( )【解析】 由U －I 图线的截距及斜率可得该电源E ＝6 V ，r ＝0.5 Ω.当U ＝4.8 V 时，I ＝E －U r＝2.4 A ，R ＝U /I ＝2 Ω，B 正确． 【答案】 B2．两个相同的电阻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 ．R C.R 2 D ．无法计算【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 ＝ER 2＋r ×12由以上两式可得：r ＝R ，故选项B 正确．【答案】 B3．如图所示是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L 1亮，灯L 2不亮，电流表和电压表均有示数，则故障原因可能是( )A ．L 1断路B ．L 1短路C ．L 2断路D ．L 2短路【解析】 由题图可知，两灯泡串联，由于电流表有读数，说明L 1、L 2都没有断路；电压表测量的是灯泡L 1两端的电压，电压表有读数，说明L 1没有短路，故可能的故障原因是L 2短路，答案为D.【答案】 D4．如图所示的电路中，电压表都看作理想电表，电源内阻为r.闭合开关S，当把滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时( )A．电压表的示数变大，电压表的示数变小B．电压表的示数变小，电压表的示数变大C．电压表的示数变化量大于电压表示数变化量D．电压表的示数变化量小于电压表示数变化量【解析】当滑动变阻器R 3的滑片P向b端移动时，接入电路中的R3增大，电压表和和R3均是并联，根据“串反并同”结论，可知电压表和示数均变大，故选项A、B错误．设电压表示数为U 1，电压表示数为U2，干路电流为I，则有U1＝U2＋IR1，则ΔU1＝ΔU2＋ΔIR1，根据“串反并同”结论可知I减小，即ΔI<0，则ΔU1<ΔU2，故答案为D.【答案】 D5．(2015·安徽宣城质检)如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部，闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是( )A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小【解析】当R1不变，增大R2时，电路中总电流I减小，R0分压相应减小，MN极板间的场强也减少，所以F也变小．而当R2不变，调节R1时，MN极板间的电压不变，F应不变．选项B正确．【答案】 B6.如右图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则( )A．电压表的示数变大B ．小灯泡消耗的功率变小C ．通过R 2的电流变小D ．电源内阻消耗的电压变大【解析】 若将照射R 3的光的强度减弱，则R 3的电阻将增大，电路中的总电阻将增大，总电流减小，故电压表的示数变小，内电压也减小，A 、D 错误；而电阻R 2两端的电压将变大，通过R 2的电流变大，而总电流减小，所以通过小灯泡的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，B 正确，C 错误．【答案】 B7．用标有“6 V,3 W”的灯泡L 1、“6 V,6 W”的灯泡L 2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E ＝9 V ．图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时( )A ．电流表的示数为1 AB ．电压表的示数约为6 VC ．电路输出功率为6 WD ．电源内阻为2 Ω【解析】 两个灯泡串联，所以电流相等．L 1的额定电流为I 1＝P 1U 1＝0.5 A ，L 2的额定电流为I 2＝P 2U 2＝1 A ，所以只有L 1正常发光，电路中电流为0.5 A ，A 项错误；从图像中可以看出，电流为0.5 A 时，两灯的电压分别为6 V 和2 V ，因R L1>R L2，由串联分压原理知，L 1两端电压为6 V ，L 2两端电压为2 V ，电压表示数为2 V ，B 项错误；电路中输出功率为P ＝UI ＝(2＋6)×0.5 W＝4 W ，C 项错误；电源内阻r ＝E －U I＝2 Ω，D 项正确． 【答案】 D8．2014年9月仁川亚运会期间，采用LOM －E 玻璃，它可将太阳能转化为电能并储存起来．已知太阳能电池板的开路电压为800 mV ，短路电流为40 mA.现将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，下列说法正确的是 ( )A ．电池板的电动势为800 mVB ．电池板的内电阻为20 ΩC ．闭合电路的路端电压为800 mVD ．闭合电路的路端电压为400 mV【解析】 太阳能电池板的电动势等于开路电压，即E ＝800 mV ，A 正确；内阻r ＝E I m ＝20 Ω，B 正确；将其与20 Ω的电阻器连成闭合电路，则路端电压为U ＝IR ＝ER ＋r R ＝400 mV ，D 正确．【答案】ABD9．(2015·天门月考)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变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知下列叙述正确的是( )A．反映P r变化的图线是cB．电源电动势为8 VC．电源内阻为2 ΩD．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω【解析】电源的总功率P E＝IE，功率与电流成正比，由P r＝I2r知电源内部的发热功率与电流的平方成正比，A正确；当电流为2 A时，电源的总功率与发热功率相等，可得出电源电动势为4 V，内阻为2 Ω.当电流为0.5 A时，根据闭合电路欧姆定律可得出外电路的电阻为6 Ω，B错误，C、D正确．【答案】ACD10.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，下列说法中正确的是( )A．电压表的读数减小，电流表的读数增大B．电压表的读数增大，电流表的读数减小C．电压表的读数减小，电流表的读数增大D．电压表的读数增大，电流表的读数减小【解析】当滑动变阻器滑片P向右端移动时，电路的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律知，电路中的总电流增大，即电流表的读数增大．将电阻R 1视为电源内阻的一部分，则路端电压要减小，即电压表的读数减小，A正确，B错误．再根据欧姆定律分析得，电流表的读数减小，所以电阻R 2所在的支路电流增大，电压表的读数增大，C错误，D正确．【答案】AD二、综合应用(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)如图所示，电源内阻r＝1 Ω，R1＝2 Ω，R2＝6 Ω，灯L上标有“3 V 1.5 W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移动最右端时，电流表示数为1 A，灯L恰能正常发光．(1)求电源的电动势；(2)求当P 移到最左端时，电流表的示数；(3)当滑动变阻器的Pb 段电阻为多大时，变阻器R 3上消耗的功率最大？最大值多大？【解析】 (1)电源的电动势E ＝U L ＋IR 1＋Ir ＝3V ＋1×2 V＋1×1 V＝6 V.(2)当P 移到最左端时， 由闭合电路欧姆定律，I ＝E /(R 1＋r )＝2 A.(3)灯L 电阻R L ＝U 2/P ＝6 Ω，设滑动变阻器的Pb 段电阻为R 3，R 3与R L 并联等效电阻R 3L ＝R 3·R L R 3＋R L ＝R 3·6R 3＋6， 由闭合电路欧姆定律，I ＝E /(R 1＋r ＋R 3L )，将已知量代入，化简得：I ＝＋R 33R 3＋6. 又U 3＝IR L3＝4R 3R 3＋2， 所以P 3＝U 23R 3＝16R 3R 23＋4R 3＋4＝16R 3R 3－2＋8R 3＝16R 3－2R 3＋8， 当R 3＝2 Ω时变阻器R 3上消耗的功率最大，且最大值为2 W.【答案】 (1)6 V (2)2 A (3)2 Ω 2 W12. (15分)在如图所示的电路中，两平行正对金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d ＝4.0 cm.电源电动势E ＝400 V ，内阻r ＝20 Ω，电阻R 1＝1 980 Ω.闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球(可视为质点)从B 板上的小孔以初速度v 0＝1.0 m/s 竖直向上射入两板间，小球恰好能到达A 板．若小球所带电荷量q ＝＋1.0×10－7 C ，质量m ＝2.0×10－4 kg ，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g ＝10 m/s 2.求：(1)A 、B 两金属板间电压的大小U ；(2)滑动变阻器消耗的电功率P 滑；(3)电源的效率η.【解析】 (1)小球从B 板上的小孔射入恰好到达A 板的过程中，在电场力和重力的作用下做匀减速直线运动，设A 、B 两极板间电压为U ，根据动能定理有－qU －mgd ＝0－12mv 20 解得U ＝200 V.(2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R 滑，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流I ＝E R 1＋R 滑＋r根据部分电路欧姆定律可知U ＝IR 滑解得R 滑＝2.0×103 Ω滑动变阻器消耗的电功率P 滑＝U 2R 滑＝20 W. (3)电源的效率η＝P 出P 总＝I 2R 1＋R 滑I 2R 1＋R 滑＋r×100%＝99.5%. 【答案】 (1)200 V (2)20 W (3)99.5%。
2022届高考物理一轮复习考点规范练 闭合电路欧姆定律及其应用 Word版含解析
考点规范练27闭合电路欧姆定律及其应用考点规范练第52页一、单项选择题1.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1∶2,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1与R2两端电压之比U1∶U2为()A.1∶2B.2∶1C.1∶4D.4∶1解析由并联特点可知R1R2=I2I1=21,又由串联电路特点可得U1U2=R1R2=21,故B正确。
答案B2.电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。
如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac间的电阻是cd间电阻的(n-1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为U,则输入端的电压为()A.nUB.UnC.(n-1)UD.Un-1解析R ac与R cd串联,电流I=U abR ac+R cd ,对输出端电压U cd=U=IR cd=U ab R cdR ac+R cd=U abn,即输入端电压为U ab=nU。
答案A3.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,电池供应的电能是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,其电源的电动势肯定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势肯定不变D.电源的电动势越大,电源所能供应的电能就越多解析由E=Wq得E=2 V,则A错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质打算,则B错,C对;电源的电动势大,所供应的能量不肯定大,电源的电能取决于通过电源的电荷量与电动势的乘积,D错误。
答案C4.(2022·河南洛阳统考)如图所示,电源内阻不能忽视,电流表、电压表均可视为抱负电表,在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中()A.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数增大B.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数减小C.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数增大D.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数减小解析在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中,外电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,电压表V 的示数先增大后减小,电流表A的示数始终增大,选项A正确。
高中物理高考 2022年高考物理一轮复习 第9章 第2讲 闭合电路的欧姆定律
2.动态分析常用方法 (1)程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图1)：
图1
(2)结论法：“串反并同”，应用条件为电源内阻不为零. ①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，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”，即某一电阻的阻值增大时，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.
电流表测通过这个电路的总电流，U3是路端电压， 由欧姆定律可知 R1＝UI1＝ΔΔUI1(因 R1 是定值电阻)， 故 A 正确； U2＝E－I(R1＋r)(因 E、R1、r 均是定值)，UI2＝R2，R2 变大，UI2变大，ΔΔUI2 的大小为 R1＋r，保持不变，故 B 错误，C 正确； UI3＝R1＋R2，因 R2 变大，则UI3变大，又由于 U3＝E－Ir，可知ΔΔUI3的大小为 r， 保持不变，故 D 正确.
01
考点一 闭合电路的分析与计算
基础回扣
闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路中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：
E I＝ R＋r (只适用于纯电阻电路)；
E＝U外＋U内或E＝U外＋ Ir (适用于任意电路).
技巧点拨 1.路端电压与外电阻的关系 (1)一般情况：U＝IR＝R＋E r·R＝1＋E Rr ，当 R 增大时，U 增大； (2)特殊情况： ①当外电路断路时，I＝0，U＝E；
大一轮复习讲义
第九章 恒定电流
第2讲 闭合电路的欧姆定律
【目标要求】
1.了解电动势的物理含义，理解并会应用闭合电路欧姆定律. 2.掌握路端电压和电流的关系及电源的U－I图象.
高考物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律
高考物理一轮复习 专项训练 物理闭合电路的欧姆定律一、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，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =40 cm 。
电源电动势E =24 V ，内电阻r =1 Ω，电阻R =15 Ω。
闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入两板间，小球恰能到达A 板。
若小球带电荷量为q =1×10-2 C ，质量为m =2×10-2 kg ，不考虑空气阻力，取g =10 m/s 2。
求： （1）A 、B 两板间的电压U ； （2）滑动变阻器接入电路的阻值R P ； （3）电源的输出功率P 。
【答案】（1）8V ；（2）8Ω；（3）23W 【解析】 【详解】（1）对小球从B 到A 的过程，由动能定理：2102qU mgd mv --=- 解得：U =8V（2）由欧姆定律有： E UI R r-=+ PU I R 电流为：=解得：8P R =Ω（3）根据电功率公式有：()2pP I R R =+解得：P 23W =2．如图所示，电路中电阻R 10=Ω，电源的内电阻2r =Ω，灯泡L 上标有“3V 0.25A”的字样，闭合开关S ，灯泡正常发光．求：（1）灯泡的功率； （2）电源的电动势；（3）电源的总功率；【答案】(1) 0.75W (2) 6V (3) 1.5W 【解析】 【详解】（1）由题知，灯泡正常发光，则灯泡的电压为 U=3V ，电流为 I=0.25A 所以灯泡的功率为 P=UI=0.75W （2）由闭合电路欧姆定律得：电源的电动势 E=U+I （R+r ）=3+0.25×（10+2）=6V （3）电源的总功率：P=IE=0.25×6W=0.5W.3．如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d ，管道高度为h ，上、下两面是绝缘板，前后两侧M N 、是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S 和定值电阻R 相连。
高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)含解析
高中物理闭合电路的欧姆定律试题(有答案和解析)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．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--=== 3．如图所示，质量m=1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m 的光滑绝缘框架上。
2021年高考物理专题复习：闭合电路的欧姆定律
2021年高考物理专题复习：闭合电路的欧姆定律一、单选题1．在如图所示电路中，电源内阻为r 。
开关S 闭合后，电压表和电流表均为理想电表，在滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中（ ）A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小B ．电容器C 所带电荷量减小C ．R 1的电功率增大D ．电压表示数变化量U ∆与电流表示数变化量I ∆的比值绝对值U r I∆=∆ 2．如图，电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变，R 2为定值电阻，电灯L 正常发光，灯泡的电阻保持不变，如果变阻器的滑片向a 端滑动，则（ ）A ．电灯L 变暗，安培表的示数减小B ．电灯L 更亮，安培表的示数增大C ．电灯L 更亮，安培表的示数减小D ．电灯L 变暗，安培表的示数增大 3．“恒流源”是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。
如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P 向右移动时，下列说法中正确的是( )A．0R上的电压变小B．1R上的电压变大C．2R上的电压变小D．1R上电压变化量小于0R上的电压变化量4．图甲电路中，D为发光二极管，其伏安特性曲线如图乙所示。
在图甲电路中，闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P从左端右移动过程中()A．二极管D变亮B．二极管D的电阻变大C．通过二极管D电流减小D．电源的功率减小t=时闭合开关S，在t t=0时5．如图所示电路，R、0R为定值电阻，C为电容器，0刻断开S，下列关于流过电阻R的电流i随时间t变化的图象中，可能正确的是()A．B．C．D．6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。
当滑动变阻器R2的滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（）A．灯L变暗B．流经电源的电流变小C．电阻R3消耗的功率变小D．电容器C上的电荷量变大7．如图所示的电路中，电阻R=10Ω，电源电动势E=9.0V，内阻r=2.0Ω。
电流表和电压表均为理想电表，闭合开关S后，电流表示数I、电压表示数U分别为（）A．I=0.90A；U=9.0V B．I=0.90A；U=7.5VC．I=0.75A；U=1.5V D．I=0.75A；U=7.5V8．光控开关可以实现自动控制，可以使电灯的亮度自动随周围环境的亮度改变而改变。
高考物理一轮专题复习练习卷：欧姆定律(闭合电路)
欧姆定律（闭合电路）1．如图所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则 ( )A．电源的功率变小B．电容器贮存的电荷量变小C．电源内部消耗的功率变大D．电阻R消耗的电功率变小【答案】：BC2．如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是( ) A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减小 D．以上说法都不对【答案】：A3．如图所示，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时( )A．电容器C两端的电压增大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消耗的功率增大【答案】：AB4．如图所示，电路中R1、R2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R1的阻值 B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离 D．断开开关S【答案】：B5．在如图所示电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P，断开哪个开关后P会向下运动？( )A．S1 B．S2 C．S3 D．S4【答案】：C6．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF。
电容器原来不带电，接通开关S后流过R4的总电量为多少？【答案】：2.0×10－4 C7．如图所示，电路电压U保持不变，滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω，电阻R1的阻值为5 Ω。
当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中 ( ) A．干路中电流不断增大B．R1上消耗电功率不断增大C．R1上消耗电功率不断减小D．R2上消耗电功率不断减小【答案】：ABD8. (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．电压表的读数减小，电流表的读数增大B．电压表的读数增大，电流表的读数减小C．电压表的读数减小，电流表的读数增大D．电压表的读数增大，电流表的读数减小【答案】AD9. (多选) 如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，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．V2的示数增大C．ΔU3与ΔI的比值大于r D．ΔU1大于ΔU2【答案】ACD10．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示。
闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析-2025版高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
2025届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题50闭合电路的功率问题、电路动态分析、含容电路、故障分析导练目标导练内容目标1闭合电路的功率问题目标2电路动态分析目标3含容电路目标4故障分析【知识导学与典例导练】一、闭合电路的功率问题1．闭合电路的功率和效率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 ＋r2P 出与外电阻R 的关系电源的效率任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%纯电阻电路：η＝RR＋r×100%2．输出功率与外电阻的关系由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 m＝E24r。
(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R1和R2，且R1R2＝r2。
【例1】图甲所示的电路中，所用电源内电阻r=0.5Ω，定值电阻R2=4Ω。
实验时调节电阻R1，的阻值，得到多组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点，并做出U-I图如图乙所示。
将R1连入电路的阻值调至最大时，对应图乙中的A点。
下列说法正确的是（）A．A点对应外电路的总电阻为20ΩB．电源电动势E=3VC．B点对应外电路的总功率为0.3WD．R1=5Ω时，R1消耗的功率最大【答案】D【详解】A ．由闭合电路欧姆定律()E I R r =+可得2A ΔΔUr R r I++=电路中电压表示数R 1两端电压，R A 是电流表内阻，带入数据可得2A 1Ω5Ω0.2r R r ++==电源工作状态是A 点时，由1112==200.1U R I =ΩΩ外电路总电阻为R 1+R 2+r A =24.5Ω，故A 错误；B ．由2A +E U I r R r =++（）将A 点数据，带入可得E =2.5V 故B 错误；C ．B 点时，此时外电路总功率2222=0.3 2.5W 0.30.5W 0.705W P P I r IE I r =--=⨯-⨯=出总故C 错误；D ．由222E P I R R R r ==+出（）知当电路外电阻等于电源内阻，输出功率有最大值；将R 2、电流表都等效串联到电源内部，则R 1成了等效后的外电阻，当R 1=2A r R r ++=5Ω时，R 1消耗的功率最大，故D 正确。
高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)及解析
高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)及解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示电路中，19ΩR =，230ΩR =，开关S 闭合时电压表示数为11.4V ，电流表示数为0.2A ，开关S 断开时电流表示数为0.3A ，求：(1)电阻3R 的值．(2)电源电动势和内电阻．【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω【解析】【详解】(1)由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：21123()IR U I R IR R =++ 解得： 315ΩR =(2) 由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得：12V E =1Ωr =2．如图所示的电路中，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝2.0Ω。
电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝4.0 V ，求：(1)流过电动机的电流；(2)电动机输出的机械功率；(3)电源的工作效率。
【答案】（1）2A ；（2）14W ；（3）91.7%【解析】【分析】【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为I ＝11U R ＝ 2A (2)电动机两端的电压为U ＝E －Ir －U 1=(12－2×0.5－4.0) V ＝7 V电动机消耗的电功率为P 电＝UI ＝7×2 W ＝14 W电动机的热功率为P 热＝I 2R 0＝22×1 W ＝4 W电动机输出的机械功率P 机＝P 电－P 热＝10 W(3)电源释放的电功率为P 释＝EI ＝12×2 W ＝24 W有用功率P 有＝2122W UI I R +=电源的工作效率=91.7%P P η=有释3．在图中R 1＝14Ω，R 2＝9Ω．当开关处于位置1时，电流表读数I 1＝0.2A ；当开关处于位置2时，电流表读数I 2＝0.3A ．求电源的电动势E 和内电阻r ．【答案】3V ，1Ω【解析】【详解】当开关处于位置1时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I1（R1+r）当开关处于位置2时，根据闭合电路欧姆定律得：E=I2（R2+r）代入解得：r=1Ω，E=3V答：电源的电动势E=3V，内电阻r=1Ω．4．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为0.20A和2.90V．改变滑片的位置后，两表的示数分别为0.40A和2.80V．这个电源的电动势和内电阻各是多大？【答案】E=3.00V，r=0.50Ω【解析】【分析】【详解】根据全电路欧姆定律可得：；，联立解得：E=3.00V，r=0.50Ω5．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。
高三物理备考一轮总复习—闭合电路的欧姆定律必刷题 Word版含解析
2023届高三物理高考备考一轮总复习—闭合电路的欧姆定律必刷题一、单选题（共7题）1．下列关于电源电动势的说法正确的是（ ）A ．电动势是用来描述电源将电能转化为其他形式的能本领大小的物理量B ．电动势公式W E q =中的W 与电压W U q=中的W 是一样的，都表示电场力做的功 C ．用内阻较大的电压表直接测量电源的正负极之间的电压值约等于电源的电动势D ．外电路的总电阻越小，则路端电压越接近电源的电动势2．如图所示电路中，直流电源E 的内阻0r ≠，滑动变阻器1R 的滑片1P 位于ab 中点，滑动变阻器2R 的滑片2P 位于cd 中点，水平平行板电容器C 的两极板中间有一带电微粒恰好处于静止状态，则能使该带电微粒竖直向上运动的操作是（ ）A ．滑片2P 向c 端移动B ．滑片2P 向d 端移动C ．滑片1P 向b 端移动D ．滑片1P 向a 端移动3．节能路灯通过光控开关实现自动控制，简化电路如图所示，R L 为光敏电阻，其阻值随光照强度增加而减小，a 、b 端接控制路灯电源的开关，现天色变暗，下列判断正确的是（ ）A ．R 0两端的电压变小B．指示灯L变暗C．a、b两点间电压U ab变小D．光敏电阻R L中的电流变大4．如图所示的电路中，当变阻器R1的滑动触头向上滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（）A．A灯和B灯都变亮B．A灯和B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮5．传感器在我们日常生活中应用非常广泛，如图所示是一个报警传感器的电路示意图。
电源的电动势为E、内阻为r。
R1、R2为定值电阻。
R3是用光敏电阻制成的传感器，其阻值会随着光照强度的增强而急剧减小，R3放在容易受光照射的地方（某些单位中有些特殊的地方是不允许受光照射的）。
电流表A和电压表V是放在某单位监控室里的电流显示器和电压显示器。
L是放在监控室里的小灯泡。
当传感器R3附近处光照异常时，会引起电流、电压显示器上的电流、电压异常，小灯泡L灯光颜色也发生变化，从而发出警报。
【奇点物理】2023湖北卷高考物逐题破第22练
第10题突破第22练 恒定电流、传感器（三年考频：0次 预测指数：★★★★✮ ）本卷共11小题，每小题4分，共44分。
在每小题给出的个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．（2022·山东·夏津县双语中学高三阶段练习）某压敏电阻的阻值R 随压力F 变化的规律如图甲所示，将它水平放在电梯地板上并接入如图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体m ，即可通过电路中电流表A 的示数I 来研究电梯的运动情况。
已知电梯静止时电流表的示数为I 0。
下列说法正确的是（ ）A ．若示数I =I 0，则电梯一定处于静止状态B ．若示数I 保持不变，则电梯一定做匀速运动C ．若示数I 在增大，则电梯的速度在增大D ．若示数I >I 0，则电梯可能在减速向下运动2．（2022·江苏泰州·高三期末）如图（a ）所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压C U 。
若C U 随时间t 的变化如图（b ）所示，则下列描述电阻R 两端电压R U 随时间t 变化的图像中，正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．3．（2021·湖北·襄阳五中高三阶段练习）在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度，目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度，查询资料获知构成该薄膜金属材料的电阻率 ，取一块厚度均匀、边长为L 的正方形该金属薄膜，在薄膜两端施加恒定电压0U 。
通过薄膜的电流方向如图所示，测定出流过薄膜的电流I ，即可推导出薄膜厚度d ，则（ ）A．电流I越大，则薄膜厚度d越小B．电流I越大，则薄膜厚度d越大C．正方形边长L越大，所测定的电阻值越大D．正方形边长L越小，所测定的电阻值越小4．(2022华师一中考前测试)节能的LED灯越来越普及，而驱动LED灯需要恒流源。
高考物理新一轮复习 课后达标检测22 电路 闭合电路的
课后达标检测22 电路闭合电路的欧姆定律一、单项选择题1．(2014·湖北七市联考)有一个电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源．下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是( )A．0.5 ΩB．1 ΩC．1.5 Ω D．2 Ω2．(2014·安徽合肥模拟)如图所示的电路中，电压表都看做理想电表，电源内阻为r，闭合开关S，当把滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时( )A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大C．电压表V1的示数变化量大于V2的示数变化量D．电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量3.(2014·宁夏银川一中模拟)在某控制电路中，需要连成如图所示的电路，主要由电动势E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红、绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是( )A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮4.如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，( ) A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小5.(2014·云南部分名校统考)如图为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V，内电阻为0.5 Ω，电阻R＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，标有“3 V,0.6 W”的灯泡正好正常发光．则电动机的内阻为( )A．1.25 Ω B．3.75 ΩC．5.625 Ω D．1 Ω☆6.如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有( )A．R接到a电源上，电源的效率较高B．R接到b电源上，电源的输出功率较大C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高二、多项选择题7．(2014·河南五市联考)用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出如图所示的U－I图线，由图可知( )A．电池电动势的测量值为1.40 VB．电池内阻的测量值为3.50 ΩC．外电路发生短路时的电流为0.40 AD．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′＝0.20 A8.(2014·广东佛山质检)在如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是( )A．滑动变阻器R的阻值变小B．灯泡L变暗C．电源消耗的功率增大D．电容器C的电荷量增大9.(2014·内蒙古包钢一中适应考)如图所示电路中，R为一滑动变阻器，P为滑片，若将滑片向下滑动，则在滑动过程中，下列判断正确的是( )A．电源内电路消耗功率一定逐渐增大B．灯泡L2一定逐渐变暗C．电源效率一定逐渐减小D．R上消耗功率一定逐渐变小☆10.(2014·湖南怀化联考)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I 大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内( )A．升降机可能匀速上升B．升降机一定在匀减速上升C．升降机一定处于失重状态D．通过压敏电阻的电流一定比升降机静止时小三、非选择题11．(原创题)如图所示，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器.3个电阻采用如图甲方式接在E＝8 V、内阻不计的电源上．现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研究R3上的电压与电流变化关系，任意滑动R3上的滑片，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图象为如图乙所示的一条直线(实线部分)．试求：(1)R1的阻值．(2)R2的阻值．(3)R3的最大阻值．12．如图甲所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻)．(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过电灯的电流和每个电灯的电阻；(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与9 Ω的定值电阻R0串联，接在电动势为8 V、内阻为1 Ω的电源上，求通过电流表的电流值以及每个电灯的实际功率．课后达标检测221．[解析]选C.由闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ，η＝IR IR ＋r ×100%＞50%，P ＝I2R ＞2 W ，即⎝ ⎛⎭⎪⎫E R ＋r 2R ＞2 W ，得12Ω＜R ＜2 Ω，要使电源的效率大于50%，应使R ＞r ＝1 Ω，故选项C 正确．2．[解析]选D.当把滑动变阻器R3的滑片P 向b 端移动时，其接入电路中的阻值增大，则R 外增大，干路电流减小，可知U 外增大，即V1示数增大，因R1两端电压减小，可知并联部分两端电压增大，即V2示数增大，故A 、B 错误．设V1示数为U1，V2示数为U2，干路电流为I ，则有U1＝U2＋IR1，则ΔU1＝ΔU2＋ΔIR1，因I 减小，则ΔI＜0，则ΔU1＜ΔU2，故C 错误、D 正确．3．[解析]选B.当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小；由U1＝I1R1及I1＝I －IL1可知R1分担电压增大，则L2和R2两端电压减小，L2将因功率减小而变暗，选项B 正确．4．[解析]选A.设滑动变阻器总电阻为R0，P 以上电阻为Rx ，则变阻器在电路中的阻值R′＝R0－Rx Rx R0.当Rx ＝R02时，R′最大．P 从最高端向下滑动时，回路总电阻先增大，后减小．当P 滑向中点时：P 滑过中点后，R′↓→I ↑→U ↓，由并联分流IA ＝Rx R0I ，新的IA 增大，故A 正确． 5．[解析]选A.电动机输出功率P 出＝mgv ＝1.6 W ，灯泡中电流IL ＝P 额U 额＝0.2 A ，干路电流I ＝U －U 额r ＋R＝1 A ，电动机中电流IM ＝I －IL ＝0.8 A ，电动机的功率P ＝3×0.8 W＝I2M RM ＋1.6 W ，计算得RM ＝1.25 Ω，所以A 项正确．6．[解析]选C.由图象知：接a 时，η＝50%，接b 时，η＞50%，(图中虚线长与底边的比值为效率，)A 错．在U －I 图象中，面积表示功率，显然接a 时功率大，故B 错，C 对．接b 时，电阻的热功率小，D 错．7．[解析]选AD.由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 知当I ＝0时，U ＝E ，故A 正确．U －I 直线的斜率表示电源的内阻，则r ＝ΔU ΔI ＝1.40－1.000.40－0Ω＝1 Ω，B 错误．U 轴的电压刻度不是从零开始的，U －I 图线的横截距不再表示U ＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1.00 V时的干路电流是0.4 A ，C 错误．因为ΔU ΔI ＝r ＝常数，从图中易知1.40－ 1.20I′＝1.40－1.000.40，所以I′＝0.20 A ，故D 正确． 8．[解析]选BD.当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器R 的阻值变大，灯泡L 变暗，选项A 错误、B 正确；电路中的总电流减小，电源消耗的功率减小，路端电压增大，电容器C 的电荷量增大，选项C 错误D 正确．9．[解析]选ABC.滑动变阻器滑片P 向下滑动，R ↓→R 并↓→R 外↓，由闭合电路欧姆定律I ＝E r ＋R 外推得I ↑，由电源内电路消耗功率P 内＝I2r 可得P 内↑，A 正确．U 外↓＝E －I ↑r ，U1↑＝(I ↑－IL1↓)R1，UL2↓＝U 外↓－U1↑，PL2↓＝U2L 2↓RL2，故灯泡L2变暗，B 正确．电源效率η↓＝I2R 外I2R 外＋r ＝R 外R 外＋r ＝11＋r R 外↓，故C 正确．R 上消耗的功率PR ＝U2L 2↓R ↓，PR 增大还是减小不确定，故D 错． 10．[解析]选CD.发现电流表的示数I 不变，且I 大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内，R 所在支路两端电压增大，即路端电压增大，则干路电流减小，故压敏电阻中电流减小，压敏电阻的阻值增大，通过压敏电阻的电流一定比电梯静止时小，说明升降机的加速度向下，处于失重状态，选项A 、B 错误，C 、D 正确．11．[解析](1)电压为0的时候电流为2 A ，此时R3阻值为零有I ＝E R1，解得R1＝4 Ω. (2)根据图线推论：若R3无限制变化，电压6 V 的时候电流为0，此时R3视为断路 有6R2＝E R1＋R2， 解得R2＝12 Ω. (3)设R2和R3并联后的电阻为R23＝R2R3R2＋R3，根据图线和电路图的动态变化判断，R3可获得的最大电压是4 V ，此时R3最大，所以4R23＝E R1＋R23解得R3＝6 Ω.[答案]见解析12．[解析](1)把三个这样的电灯串联后，每只电灯得到的实际电压为123V ＝4 V 由题图甲可知，每只电灯加上4 V 的实际电压时的工作电流均为I ＝0.4 A由此可以求出此时每只电灯的实际电阻R ＝U I ＝40.4Ω＝10 Ω. (2)在题图乙的混联电路中，设每只电灯上的实际电压和实际电流分别为U′和I′. 在这个闭合电路中，E ＝U′＋2I′(R0＋r)．代入数值并整理得U′＝8－20I′这是一个反映电路的直线方程．把该直线在题图甲的坐标系中画出，如图所示．(I 代表I′，U 代表U′)这两条图线的交点U′＝2 V，I′＝0.3 A同时满足了电路结构和元件的要求，此时通过电流表的电流值IA＝2I′＝0.6 A 每只电灯的实际功率P＝U′I′＝2×0.3 W＝0.6 W.[答案](1)0.4 A 10 Ω10 Ω10 Ω(2)0.6 A 0.6 W 0.6 W。
高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(含答案)含解析
高考物理闭合电路的欧姆定律真题汇编(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．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 =6Vr =2Ω.2．平行导轨P 、Q 相距l ＝1 m ，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d ＝10 mm ，定值电阻R 1＝R 2＝12 Ω，R 3＝2 Ω，金属棒ab 的电阻r ＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m ＝1×10－14kg ，电荷量q ＝－1×10－14C 的微粒恰好静止不动．取g ＝10 m /s 2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差(2)ab 两端的路端电压；(3)金属棒ab 运动的速度．【答案】(1) 竖直向下；0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】【详解】（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电．ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由b →a ，其a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg ＝Eq 又MN U E d＝ 所以U MN ＝mgd q＝0.1 V （2）由欧姆定律得通过R 3的电流为I ＝3MN U R ＝0.05 A 则ab 棒两端的电压为U ab ＝U MN ＋I ×0.5R 1＝0.4 V .（3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝BLv由闭合电路欧姆定律得E ＝U ab ＋Ir ＝0.5 V联立解得v ＝1 m /s .3．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 ）4．有一个100匝的线圈，在0.2s 内穿过它的磁通量从0.04Wb 增加到0.14Wb ，求线圈中的感应电动势为多大？如果线圈的电阻是10Ω，把它跟一个电阻是990Ω的电热器串联组成闭合电路时，通过电热器的电流是多大？【答案】50V ， 0.05A ．【解析】【详解】已知n =100匝，△t =0.2s ，△Φ=0.14Wb-0.04Wb=0.1Wb ，则根据法拉第电磁感应定律得感应电动势 0.1100V=50V 0.2E nt ∆Φ==⨯∆ 由闭合电路欧姆定律得，通过电热器的电流50A=0.05A 10990E I R r ==++ 5．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为0.20A 和2.90V ．改变滑片的位置后，两表的示数分别为0.40A 和2.80V ．这个电源的电动势和内电阻各是多大？【答案】E =3.00V ，r =0.50Ω【解析】【分析】【详解】根据全电路欧姆定律可得：；，联立解得：E=3.00V ，r=0.50Ω6．如图所示电路，已知R 3=4Ω，闭合电键，安培表读数为0.75A ，伏特表读数为2V ，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变为0.8A ，伏特表读数变为3.2 V ，问：（1）哪个电阻发生断路故障？（2）R 1的阻值是多少？（3）能否求出电源电动势E 和内阻r ？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．【答案】（1）R 2被烧断路（2）4Ω（3）只能求出电源电动势E 而不能求出内阻r ，E =4V【解析】【分析】【详解】（1）由于发生故障后，伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R 2被烧断了．（2）R 2被烧断后，电压表的示数等于电阻R 1两端的电压，则111 3.240.8U R I '==Ω=Ω'.。
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第22单元 闭合电路
1.铅蓄电池的电动势为2V,这表示( )
A.电路中每通过1C 电荷量,电源能把2J 的化学能转变为电能
B.接入电路后,蓄电池两极间的电压为2V
C.蓄电池在1s 内将2 J 的化学能转变成电能
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)要大 2.下列各种说法中正确的是( ) A.电流的定义式I=
t
q
不适用于气体导电形成的电流 B.电源的负载增加,输出功率一定增大 C.电源的电动势越大,电源的输出功率越大 D.电流I=
r
R E
+适用于纯电阻电路 3.(2014·武汉11月调考)为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示.M 为烟雾传感器，其阻值c 随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R 为可变电阻.当车厢内有人抽烟时，烟雾的浓度增大，导致警报装置S 两端的电压增大，发出警报.下列说法正确的是（ ） A.R M 随烟雾浓度的增大而增大 B.R M 随烟雾浓度的增大而减小 C.若要提高报警灵敏度可增大R D.若要提高报警灵敏度可减小R
4.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.R 1短路
B.R 2断路
C.R 2短路
D.R 3短路
5.(2014·湖北八市三月联考)在如图所示电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示.下列判断正确的是（ ） A.|ΔU 1|＜|ΔU 2 |，|ΔU 2| ＞|ΔU 3 | B.|I
U 1
|不变，I U ∆∆1变小
C.I
U 2
变大，I U ∆∆2变大
D.
I
U 3
变大，I U ∆∆3变大
6.如图所示,甲、乙分别表示两个电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线,下列说法
中正确的是( )
A.电源甲的电动势大于乙的电动势
B.电源甲的内阻小于乙的内阻
C.电流都是I 0时,两电源的内电压相等
D.路端电压都为U 0时,它们的外电阻相等
7.(2014·浙江瑞安十校联考)如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的UI 图线.用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8V .则该电路可能为( )
8.如图所示的电路，电源的电动势E ＝28 V ，内阻r ＝2 Ω，电阻R 1＝12 Ω，R 2＝R 4＝4 Ω，R 3＝8 Ω，C 为平行板电容器，其电容C ＝3.0 pF ，虚线到两极板的距离相等，极板长L ＝0.20
m ，两极板的间距d ＝1.0×10-2
m.
(1)若开关S 处于断开状态，则将其闭合后，流过R 4的电荷量为多少？
(2)若开关S 断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v 0＝2.0 m/s 的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同的初
速度沿虚线方向射入两极板间，能否从极板间射出？(要求写出计算和分析过程，g 取10 m/s 2
) 9.如图甲所示的电路中,电源E 为一内阻较大的特殊电源,电动势恒定,电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R 为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R 0是定值电阻.图乙是电压表示数的倒数
U 1随外电路电阻的倒数0
1R R 变化的图象.
(1)图线的纵轴截距和斜率分别表示什么物理量或说明其意义?
(2)根据图乙,求出电源的电动势E 和内阻r.
参考答案 1.解析:电源就是把其他形式能转化为电能,电动势E=
q
W
,A 项正确.蓄电池接入电路后,由于有内阻,其两极间的电压不等于2V,B 项错;蓄电池在1s 内能将多少化学能转化为电能决定于电路情况,C 项错;根据电动势的物理意义,D 项正确. 答案:AD 2.解析:I=
t
q
是电流的定义式,适用于任何情况,A 项错;当外电路电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,B 项错;电源的输出功率与电动势无直接关系,C 项错;闭合电路欧姆定律
I=
r
R E
+的使用条件就是纯电阻电路,D 项正确. 答案:D
3.解析：有人抽烟时，烟雾的浓度增大，S 两端的电压U ＝IR S 增大，说明干路的电流I 增大，传感器的电阻减小，选项B 正确；增大R ，传感器的电阻变化引起总电阻的变化更明显，可提高报警灵敏度，选项C 正确. 答案：BC
4.解析：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，与其并联的用电器上的电压降低，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.故应选D. 答案：D
5.解析：当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，电阻R 2变大，电路的总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路的电流I ＝
总
R E
变小，路端电压U 3变大，且I U ∆∆3＝r 保持一定，U 3＝U 1
＋U 2，而U 1＝IR 1减小，则|ΔU 2| ＞|ΔU 3 |，|ΔU 1|＜|ΔU 2 |，选项A 正确，选项D 错误；定值电阻R 1＝
I U 1＝I U ∆∆1，选项B 错误；电阻R 2＝I
U
2变大，r ＋R 1＝I U ∆∆2不变，选项C 错误.
答案：A
6.解析:由图线知甲的电动势大于乙,A 项正确;甲的内阻大于乙的内阻,B 项错;电流都是I 0时,因甲的内阻大,故甲的内电压大,C 项错误;据欧姆定律,外电阻R=
I
U
,路端电压都为U 0时,干路
电流都是I 0,两电源的外电阻相等,D 项正确. 答案:AD
7.解析:由图可知,电源电动势E=6V,当U=4V 时,I=4A,有6V =4V +4A ×r ,解得r=0.5Ω,当路端电压为4.8V 时,U 内=E-U=6V -4.8V =1.2V,由
r R U U =内,所以R=内
U U r=2
.18.4×0.5Ω=2Ω,由电阻的串并
联知识可知B 项为可能电路.
答案:B
8.解析：(1)S 断开时，电阻R 3两端电压 U 3＝
r
R R ER ++323
＝16 V ，
S 闭合后，外电路的总电阻R ＝1
32321)
(R R R R R R +++＝6 Ω，
路端电压U ＝
r
R RE
+＝21 V ， 电阻R3两端的电压U′3＝
U R R R 3
23
+＝14 V ， 流过R 4的电荷量ΔQ＝CU 3-CU′3＝6.0×10-12
C.
(2)设带电微粒的质量为m ，带电荷量为q ，当开关S 断开时有d
qU 3
＝mg ， 当开关S 闭合后，设带电微粒的加速度为a ，则
mg -
d
qU '3
＝ma ，
假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向t ＝0
v L
， 竖直方向y ＝22
1at ，
由以上各式得y ＝6.25×10-3
m>
2
d . 故带电微粒不能从极板间射出.
答案：(1)6.0×10-2
C (2)不能 9.解析:(1)根据欧姆定律有E=
R R U
+(r+R+R 0), 变形得
E
R R E r U 1110++•=, 故图象纵轴截距表示电动势的倒数,即E 1,斜率表示内阻和电动势的比值,即E
r . (2)根据图象可得,E 1=0.1V -1,故E=10V;而E
r
=4.8Ω/V,故r=48Ω. 答案:(1)纵轴截距为
E 1,斜率为E
r
(2)E=10V,r=48Ω。