闭合电路欧姆定律的五种应用

闭合电路欧姆定律的应用

目标：掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题的方法

1．U—I图像的求解

2．闭合电路的动态分析

3．闭合电路中的功率及其最大值问题

4．含电容电路的的计算

类型一：U—I图像的求解

【典题】

1下图所示的U-I图线中，I是电源的路端电压随电流的变化图

线，Ⅱ是某电阻的U-I图线，当该电源向该电阻供电时，求：

（1）电源的输出功率P出是多大？

（2）电源内部损耗的功率P内是多大？

（3）电源的效率是多大？

2．如图2是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，有图

像可知，该电源的电动势_____V,内阻为____。

3．如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电池串

联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过

程中,电路中的一些物理量的变化如图15甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计.求:

(1)组成电源的串联电池的个数.

(2)滑动变阻器总阻值.

(3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、

c各点的坐标补齐.(甲图为输出功

率与路端电压关系曲线;乙图为路

端电压与总电流关系曲线;丙图为

电源效率与外电路电阻关系曲线)

类型二：闭合电路的动态分析

闭合电路动态分析的基本思路是：“部分→整体→部分”，即从某个电阻的变化入手，由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况，然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点：

1、理解闭合电路欧姆定律E=U外+Ir（E、r不变）；部分电路欧姆定律U=IR。

2、局部电阻增则总电阻增，反之则总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之则总电阻增。

3、两个关系：外电压等于外电路上串联的各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。有一部分电路中的R、I、U都发生变化，这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题，还要结合串、并联电路的特点去进行判断。

动态分析的一般步骤：

（1）局部电阻确定外电路的电阻如何变化

（2）根据闭合电路欧姆定律

E

I

R r

=

+

，确定电路中的总电流如何变化

（3）由U内=Ir确定电源的内电压如何变化

0 2 4 6 8

1

2

3

U/v

I/A

（4） 由U 外=E —Ir 确定电源的外由电压如何变化 （5） 由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化

（6） 确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变 【典题】 1． 如图10-3-2所示，当滑动变阻器R 3的滑片C 向B

方向移动时，电路中各电表示数如何变化？（电表内阻对电路的影响不计） 2．如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( ) A ．电压表V 的读数增大，电流表A 的读数减小

B ．电压表V 和电流表A 的读数都增大

C ．电压表V 和电流表A 的读数都减小

D ．电压表V 的读数减小，电流表A 的读数增大

3、如图7所示的电路中，电源的电动势E 和内电阻r 恒定不变，电灯L 恰

能正常发光，如果变阻器的滑片向b 端滑动，则（ ）

A 、电灯L 更亮，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 更暗，安培表的示数减小

D 、电灯L 更暗，安培表的示数增大 4：如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( )

A. 伏特表V 的读数增大,安培表A 的读数减小

B. 伏特表V 和安培表A 的读数都增大

C. 伏特表V 和安培表A 的读数都减小

D. 伏特表V 的读数减小,安培表A 的读数增大

5：如图所示电路中，电源电动势和内电阻为定值，固定电阻的阻值

Ｒ２小于变阻器ａｂ两端之间的总阻值Ｒ３，Ｒ１≠０。当变阻器

的滑片Ｐ从ａ向ｂ移动过程中，两电压表Ｖ１和Ｖ２的示数变化是

（ ）

A.V1变大,V2变大

B.V1变大,V2变小

C.V1先变大后变小,V2先变大后变小

D.V1先变大后变小,V2总增大

6:如图所法,A 灯与B 灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动

时,两灯的变化是( )

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

7:如图所示,当滑动变阻器的滑动片P 向左端滑动时( )

A. 安培表的示数减小,伏特表的示数增大

B. 安培表的示数增大,伏特表的示数减小

C. 安培表和伏特表示数都减小

D. 安培表和伏特表示数都增大 8、如图电路中，电阻R 1= R 2=１Ω，变阻器R ３的阻值范围是０－１０Ω，电源电动势E =

A 1 A 2 A 3 V 2

V

A

B

V 1 R 1 R 2 R 3 C

10-3-2 图10-4-4

图7

１０V ，内电阻r =３Ω.求：

（1）当变阻器R ３阻值多大时，电源输出功率最大?

（2）当变阻器R ３阻值多大时，它消耗的电功率最大?

（3）当变阻器R ３阻值多大时，R １消耗的电功率最大?

（4）当变阻器R ３阻值由０开始增大过程中，电源输出功率怎样变化？

（5）当变阻器R ３阻值由０开始增大过程中，R ３消耗的电功率怎样变化？

（6）若r=１Ω，其他条件不变，当变阻器R ３阻值由０开始增大过程中，电源输出功率又怎样变化？

9、 如图所示电路中,直流发电机E=250 V,r=3 Ω, R 1=R 2=1 Ω,

电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为

200 V,额定功率为1 000 W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随

温度的变化.问:

（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?

（2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大?

（3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?

（4）当接通几只电热器时，电阻R 1、R 2上消耗的功率最大?

（5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大?

10 如图所示，电源电动势为E ，内电阻为r ．当滑动变阻器的触片P 从右端滑到左端时，发现电压表V 1、V 2示数变化的绝对值分别为ΔU 1和ΔU 2，下列说法中正确的是

（ ）

A.小灯泡L 1、L 3变暗，L 2变亮

B.小灯泡L 3变暗，L 1、L 2变亮

C.ΔU 1<ΔU 2

D.ΔU 1>ΔU 2

11、在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A 、B 两灯亮度

的变化情况为 ( )

A ．A 灯和

B 灯都变亮 B ．A 灯、B 灯都变暗

C ．A 灯变亮，B 灯变暗

D ．A 灯变暗，B 灯变亮

12、 四个小灯连接成如图1所示电路，合上电键S ，各灯均正常发光．若

小灯L4灯丝突然烧断，则其余各灯亮度的变化情况是（ ）

A ．L 1变亮，L 2L 3均变暗

B ．L 1变暗，L 2L 3均变亮

C ．L 1变暗，L 2熄灭，L 3变亮

D ．L 1L 2变亮，L 3变暗

类型三：闭合电路中的功率及其最大值问题

13、 已知如图14-3-4，E =6V ，r =4Ω，R 1=2Ω，R 2的阻值变化范围是0~10Ω。求：①电源的最大输出功率； ②R 1上消耗的最大功率； ③R 2上消耗的最大功率。

14、 如图10-3-5所示，R 1为定值电阻，R 2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（ ）

A.当R 2=R 1+r 时，R 2获得最大功率

B.当R 1=R 2+r 时，R 1获得最大功率

E r R 2 R 1 图14-3-4