人教版高中物理选修3-1闭合电路欧姆定律同步练习(9).docx

高中物理学习材料闭合电路欧姆定律 同步练习【典型例题】【例1】如图所示，电源的电动势是6V ，内电阻是0.5Ω,小电动机M 的线圈电阻为0.5Ω，限流电阻R 0为3Ω，若电压表的示数为3V ，试求： ⑴电源的功率和电源的输出功率⑵电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率【解析】⑴在串联电路中,电压表读R 0两端的电压,由欧姆定律得I=A V R U 1330=Ω= 电源的总功率：P 总=EI=6W由能量转化和守恒定律得：P 输出=P 总-Pr=6-12×0.5=5.5W ⑵电源的输出功率为电动机和限流电阻获得功率之和， P 输出=P M +P O P O =I 2R O =3WP M = P 输出- P O =5.5-3=2.5W 有P M =P 机+P Mr得P 机=P M -P Mr =2.5-I 2r=2.5-0.5=2W【例2】如图所示的电路中，R 1和R 2是定值电阻，在滑动变阻器R 的滑动片P 从下端a 逐渐滑到上端b 的过程中，电阻R 1上消耗的电功率 （ ） A 、 一定是逐渐减小 B 、 有可能逐渐减小 C 、 有可能先变小后变大 D 、 一定是先变小后变大【解析】R 1为定值电阻，由P 1=I 2R 1可知R 1消耗功率由干路电流I 决定，而干路电流的变化则由R 、R 2部分电路总电阻变化引起，设该部分的总电阻为R P ，则R P=()()pbapPbapR R RR R R ++⋅+22由极限定理可得：R ap +R 2+R Pb =R+R 2=定值 当（R ap +R 2）=R Pb 时，（R ap +R 2）·R Pb =最大值 此时R P 最大。

讨论：若R ≤R 2，则P 在向上移动过程中，R P 一定减小。

由闭合电路欧姆定律I=PR R r E++1一定增大，R 1消耗变大。

若R ＞R 2，则P 在向上移动过程中，R P 先变大，当取得最大值后，R P 再减小，这样回路中电流先变小，再变大，R 1消耗的功率也先变小，再变大。

【答案】C【例3】如图所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝10Ω，R 2的阻值未知，R 3是一个滑动变阻器，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 随电流I 的变化图线如图所示，其中图线上的A 、B 两点是滑片在变阻器两个不同的端点时分别得到的。

求：⑴电源的电动势和内电阻； ⑵定值电阻R 2的阻值； ⑶滑动变阻器R 3的最大值；⑷上述过程中R 1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。

【解析】⑴由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir 将图象中A 、B 两点的电压和电流代入和得 E=16+0.2r E=4+0.8r 联立解得E=20V r=20Ω⑵当R 3的滑键自左向右滑时，R 3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大。

由此可知，图线上的A 、B 两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的。

当滑键位于最右端时，R 3=0，R 1被短路，外电路总电阻即为R 2，故由B 点的U 、I 值可求出R 2。

R 2=Ω==58.04B B I U ⑶当滑键在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A 点，故由A 点的U 、I 值可求出此时外电路总电阻，再根据串、并联电路的规律可求出R 3的最大值。

R 总=Ω==802.016A A I U又R 总=23131R R R R R ++代入数值解得滑动变阻器的最大值R 3=300Ω⑷当R 1消耗的功率最大时，它两端电压最大，由U R1=E-I （R 2+ r ）知，这时电路的总电流I 应最小，故应把滑动变阻器的阻值调到最大，再结合上面求出的有关数据，便不难得出R 1消耗的最大功率。

当R 3=300Ω时，I=A rR R R R R E 2.02053001003001002023131=+++⨯=+++此时R 1两端的电压为：U 1=I ·V R R R R 15752.03131=⨯=+则R 1消耗的最大功率为P 1m =W R U 25.2100152121==又当R 外=r 时，电源输出功率最大，即有P m =W r E 520420422=⨯= 【基础练习】 一、选择题：1、若用E 表示总电动势，U 表示外电压，U /表示内电压，R 表示外电路总电阻，r 表示内电阻，I 表示总电流强度，考察下列各关系式⑴U /=IR ⑵U /=E-U ⑶E=U+Ir ⑷I=E/(R+r) ⑸U=ER/(R+r) ⑹U=E+Ir 上述关系式中成立的是（ ）A 、⑴⑵⑶⑷B 、⑵⑶⑷⑸C 、⑶⑷⑸⑹D 、⑴⑶⑸⑹ 2、下列关于闭合电路的说法中，错误的是（ ） A 、 电源短路时，电源的内电压等于电动势 B 、 电源短路时，路端电压为零 C 、 电源断路时，路端电压最大 D 、 电源的负载增加时，路端电压增大3、单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻电路，外电路中产生的热量仅决定于（ ） A 、 电流强度的大小，且与电流强度的平方成正比 B 、 电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比 C 、 路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比D、各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比4、如图所示A灯与B灯的电阻相同，当滑动变阻器R的滑动片P向上滑动时，两灯亮度变化是（）A、A灯变亮，B灯变亮B、A灯变暗，B灯变亮C、A灯变暗，B灯变暗D、A灯变亮，B灯变暗5、在图所示的电路中，R2为定值电阻，R1为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时（）A、电流表示数变大，电压表示数变小B、电流表示数变小，电压表示数变大C、电流表和电压表示数都变小D、电流表和电压表示数都变大6、如图所示的电路中，调节滑动变阻器，电压表的读数由6V变（）为5V，电流表读数的变化量为0.5A，则下列说法中正确的是：A、电流表的读数变小了，电源的内阻为10ΩB、电流表的读数变大了，电源的内阻为20ΩC、电流表的读数变大了，电源的内阻为2ΩD、由于不知道电流表的具体读数，因此无法计算电源的内阻一、填空题：7、在图所示的电路中，R1=18Ω，R2=10Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5A，当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为3.6V，则该电源的电势为 V，内电阻为Ω。

8、电动势为3V、内电阻为1Ω的电源只给一个额定电压为3V的小灯泡供电，若小灯泡两端的实际电压为2.5V，忽略温度对灯泡电阻的影响，则此时小灯泡的实际功率是 W，小灯泡的额定功率是Ω。

9、如图所示电路，当变阻器滑动触头向下滑动时，请讨论电路中各电流表、电压表的示数的变化情况，其中：电流表A1的读数将电流表A2的读数将电流表A3的读数将电压表V1的读数将电压表V2的读数将电压表V3的读数将三、计算题：10、如图所示，电源电动势E=10V，内电阻r=2Ω，R1=28Ω，R2=30Ω，R3=60Ω，电容C=4×10-8F，试求：⑴开关S断开和闭合时电容器所带电量之比⑵开关S闭合后通过R3的电量11、有一电动势为30V、内电阻为1Ω的电源，将它与一盏额定电压为6V、额定功率为12W 的小灯泡及一台线圈电阻为2Ω的电动机串联成闭合电路，小灯泡恰好正常发光，求电动机的输出功率。

12、手电筒的两节干电池用了很久后，小灯泡只能发出很微弱的光了。

把这两节干电池取出来，用电压表测量，每一节干电池两端的电压都很接近于 1.5V，把它们装入电子钟里，电子钟能正常工作，试用闭合电路欧姆定律来解释这个现象。

根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir，电池用久了，内阻r较大，由于小灯泡的电阻较小，电流I 较大，所以路端电压U较低，小灯泡只能发出微弱的光；用电压表测量或装入电子钟，由于电流I很小，内阻上的电压很小，路端电压仍接近于电源电动势。

【能力提升】1、如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动触点向下移动时，各灯的亮度变化情况是：（）A、A、B、C三灯都变亮B、A、B灯变亮，C灯变暗C、A灯变亮， B、C灯变暗D、A、C灯变亮，B灯变暗2、在如图所示的电路中，开关S闭合后，和未闭合开关S前相比较三个电表的读数变化情况是：（）A、V变大、A1变大、A2变小B、V变大、A1变小、A2变大C、V变小、A1变大、A2变小D、V变小、A1变小、A2变大3、一个电源对外电路负载电阻R供电，电源电动势为E，内阻为r，要让负载电阻R获得尽可能大的电压，R和r的大小关系为；要使R中的电流尽可能大，R和r的大小关系为；要使R消耗的功率尽可能大，R和r的大小关系为。

4、如图所示电路，变阻器R 1的最大值为4Ω，此时它的有效电阻为2Ω，定值电阻R2＝6Ω，电源内阻r＝1Ω。

当开关闭合时，电源消耗的总功率为16W，输出功率为12W，这时灯正常发光。

求：⑴电灯的电阻；⑵当开关断开时，要使灯仍能正常发光，R1的滑片应当移到什么位置？并求出此时电源的输出功率和电源的效率？答案【基础练习】一、选择题：1、B2、D3、C4、A5、A6、C二、填空题：7、6 2 8、1.25 1.8 9、变小变大变大变小变小变大三、计算题：10、S 断开U C =E=10V S 合 U C /=5V 2：1 Q=4×10-7C Q /=2×10-7C∴C Q 7102-⨯=∆ 11、I=P/U=2A P M 总=EI-P L -I 2r=60-12-4×1=44WP 机= P M 总-I 2R=44-8=36W 12、根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir ，电池用久了，内阻r 较大，由于小灯泡的电阻较小，电流I 较大，所以路端电压U 较低，小灯泡只能发出微弱的光；用电压表测量或装入电子钟，由于电流I 很小，内阻上的电压很小，路端电压仍接近于电源电动势。

【能力提升】1、D2、C3、R 》r R 尽可能小R=r4、⑴I 2r=P 总-P 输 I 2×1=16-12 I=2 E=8 U=626621=++R R R L R L =4Ω⑵U=E-Ir=8-1=7 P 输=IU=7 W %10087%100⨯=⨯=总输P P η=87.5%。