培优专题一：闭合电路欧姆定律综合应用
闭合电路欧姆定律的应用 课件
功率最大值的求解方法 1.流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大. 2.对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大. 3.电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越 接近内阻时，电源的输出功率越大.
例3 如图5所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I 图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求： (1)电源的输出功率P出为多大？ (2)电源内部损耗的电功率是多少？ (3)电源的效率η为多大？
例1 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连 接成如图1所示的电路.当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说
法正确的是
A.电压表和电流表读数都增大
B.电压表和电流表读数都减小
√C.电压表读数增大，电流表A1示数减小，A2示数增大
图1
D.电压表读数减小，电流表A1示数增大，A2示数减小
闭合电路欧姆定律的应用
一、闭合电路的动态分析
闭合电路动态问题的分析方法
(1)程序法
基本思路：电路结构的变化→R 的变化→R 总的变化→I 总的变化→U 内的变 化→U 外的变化→固定支路并串联联分分流压IU →变化支路.
(2)结论法——“并同串反” “并同”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的 电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小. “串反”：是指某一电阻增大时，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；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的 电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大.
图4
此种情况可以把R0归入电源内电阻，这样变阻器上消耗的功 率也就是电源的输出功率. 即当R＝r＋R0＝2 Ω时，R消耗功率最大为： Pm＝4ER2 ＝4×322 W＝98 W.
高考物理 部分电路欧姆定律-培优精炼教学提纲
高考物理 部分电路欧姆定律-培优精炼教学提纲一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示，电源电动势、内电阻、1R 、2R 均未知，当a 、b 间接入电阻/1R ＝10Ω时，电流表示数为11A I =；当接入电阻/218R =Ω时，电流表示数为20.6A I =．当a 、b 间接入电阻/3R ＝118Ω时，电流表示数为多少？【答案】0.1A【解析】【分析】当a 、b 间分别接入电阻R 1′、R 2′、R 3′时，根据闭合电路欧姆定律列式，代入数据，联立方程即可求解．【详解】当a 、b 间接入电阻R 1′=10Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝(I 1+112I R R ')(R 1+r )+I 1R 1′ 代入数据得：E=(1+210 R )(R 1+r )+10① 当接入电阻R 2′=18Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝(I 2+222I R R ')(R 1+r )+I 2R 2′ 代入数据得：E=(0.6+210.8 R )(R 1+r )+10.8② 当a 、b 间接入电阻R 3′=118Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：E ＝(I 3+332I R R ')(R 1+r )+I 3R 3′ 代入数据得：E ＝(I 3+32118 I R )(R 1+r )+118I 3③ 由①②③解得：I 3=0.1A【点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，解题的关键是搞清楚电路的结构，解题时不需要解出E 、r 及R 1、R 2的具体值，可以用E 的表达式表示R 2和r+R 1，难度适中．2． 4～1.0T 范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变．【解析】（1）当B ＝0.6T 时，磁敏电阻阻值约为6×150Ω＝900Ω，当B ＝1.0T 时，磁敏电阻阻值约为11×150Ω＝1650Ω．由于滑动变阻器全电阻20Ω比磁敏电阻的阻值小得多，故滑动变阻器选择分压式接法；由于xV A xR R R R >，所以电流表应内接．电路图如图所示．（2）方法一：根据表中数据可以求得磁敏电阻的阻值分别为：130.4515000.3010R -=Ω=Ω⨯，230.911516.70.6010R -=Ω=Ω⨯，331.5015001.0010R -=Ω=Ω⨯， 431.791491.71.2010R -=Ω=Ω⨯，532.7115051.8010R -=Ω=Ω⨯， 故电阻的测量值为1234515035R R R R R R ++++=Ω=Ω（1500－1503Ω都算正确．） 由于0150010150R R ==，从图1中可以读出B ＝0.9T 方法二：作出表中的数据作出U －I 图象，图象的斜率即为电阻（略）．（3）在0～0.2T 范围，图线为曲线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或非均匀变化）；在0.4～1.0T 范围内，图线为直线，故磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）；（4）从图3中可以看出，当加磁感应强度大小相等、方向相反的磁场时，磁敏电阻的阻值相等，故磁敏电阻的阻值与磁场方向无关．本题以最新的科技成果为背景，考查了电学实验的设计能力和实验数据的处理能力．从新材料、新情景中舍弃无关因素，会看到这是一个考查伏安法测电阻的电路设计问题，及如何根据测得的U 、I 值求电阻．第（3）、（4）问则考查考生思维的灵敏度和创新能力．总之本题是一道以能力立意为主，充分体现新课程标准的三维目标，考查学生的创新能力、获取新知识的能力、建模能力的一道好题．3．图示为汽车蓄电池与车灯、小型启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω，电表可视为理想电表。
闭合电路的欧姆定律的应用课件
R3 P=I2r,可知内阻消耗的功率在增大,故 C 错误.
规律方法
闭合电路的动态分析 1.特点:断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动,局部电阻短路或断 路,使闭合电路的总电阻增大或减小,引起闭合电路的电流发生变化,致 使外电压、部分电路的电压和部分电路的电流、功率等发生变化.是一 系列的“牵一发而动全身”的连锁反应. 2.基本思路
C.R=0时,电源输出功率最大,而R=4 Ω时,R上的功率最大
D.当R=0时,r上的功率最大,R0上的功率也最大
解析:由于电源的内电阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,固定电 阻 R0=r,所以 R=0 时,电源输出功率最大;当把 R0 和电源看做一个“等效电 源”,其内阻为 R0+r,当 R=R0+r=4 Ω时,等效电源的输出功率最大,即 R 上 获得最大功率,故 A,B 错误,C 正确;由闭合电路的欧姆定律 I= E 可知,
3.闭合电路动态分析的三种方法 (1)程序法:“部分→整体→部分”,即:
(2)结论法—“并同串反”. ①“并同”是指某一电阻增大时,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;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的 电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.
②“串反”是指某一电阻增大时,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;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的 电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大. ③应用该方法时,应先由“电阻变化点”与电源构成一条基本的串联电 路,再确定其他元件与“电阻变化点”的串、并联关系,由“并同串反” 做出分析. (3)特殊值法与极限法:指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题, 可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.一般用于滑动变阻 器两部分在电路中都有电流时的讨论.
闭合电路的欧姆定律的综合应用
闭合电路的欧姆定律的综合应用在电学领域中，闭合电路的欧姆定律是一个极其重要的概念，它为我们理解和分析电路中的电流、电压和电阻之间的关系提供了坚实的理论基础。
掌握闭合电路欧姆定律的综合应用，对于解决各种实际的电路问题具有至关重要的意义。
首先，让我们来回顾一下闭合电路欧姆定律的基本表达式：＄I ＝＼frac{E}｛R ＋ r}＄，其中$I$表示电路中的电流，＄E$表示电源的电动势，＄R$表示外电路的电阻，＄r$表示电源的内阻。
这个简单的公式却蕴含着丰富的物理内涵。
在实际应用中，我们常常会遇到各种各样的电路结构。
比如串联电路和并联电路。
在串联电路中，电流处处相等，总电阻等于各电阻之和。
通过闭合电路欧姆定律，我们可以计算出串联电路中的电流和各个电阻两端的电压。
假设一个串联电路由电阻$R_1$、＄R_2$和$R_3$组成，电源电动势为$E$，内阻为$r$，那么总电阻$R ＝ R_1 ＋R_2 ＋ R_3 ＋ r$，电流$I ＝＼frac{E}｛R}＄。
根据欧姆定律$U ＝IR$，我们可以分别计算出每个电阻两端的电压$U_1 ＝ I ＼times R_1$，＄U_2 ＝ I ＼times R_2$，＄U_3 ＝ I ＼times R_3$。
对于并联电路，各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和。
以两个电阻$R_4$和$R_5$并联为例，它们两端的电压都等于电源电压$U$，通过每个电阻的电流分别为$I_4 ＝＼frac{U}｛R_4}＄，＄I_5＝＼frac{U}｛R_5}＄，总电流$I ＝ I_4 ＋ I_5$。
闭合电路欧姆定律在实际生活中的应用非常广泛。
比如在电池供电的设备中，我们需要了解电池的电动势、内阻以及负载电阻，才能合理地设计电路，确保设备正常工作。
以手机为例，电池的电动势是固定的，但随着使用时间的增加，电池的内阻会逐渐增大。
这会导致在相同的负载电阻下，输出电流减小，从而影响手机的性能，比如充电速度变慢、运行卡顿等。
2020-2021物理第三册素养培优课练习3闭合电路欧姆定律的综合应用含解析
2020-2021学年新教材人教版物理必修第三册素养培优课练习3闭合电路欧姆定律的综合应用含解析素养培优课练习(三)闭合电路欧姆定律的综合应用（教师用书独具)(建议用时:25分钟)1．欧姆表电路及刻度盘如图所示,现因表头损坏，换用一个新表头。
甲表头满偏电流为原来表头的2倍,内阻与原表头相同;乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为()A．100 Ω，100 ΩB．200 Ω,100 ΩC．50 Ω，100 ΩD．100 Ω，200 ΩC[由欧姆表改装原理及闭合电路的欧姆定律可得，甲表头满偏电流为原表头的2倍，内阻与原表头相同，在电动势不变的情况下,其中值电阻变为原来的错误!，即50 Ω；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，在电动势不变的情况下，其中值电阻不变，即100 Ω,故C正确，A、B、D错误。
］2．如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0。
2 Ω，标有“8 V 16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0＝0。
15 Ω，则电源的输出功率为（)A．16 WB．440 WC．80 WD．400 WC［电路的总电流I＝错误!＝错误!A＝10 A，则电源的输出功率为P＝IU额＝10×8 W＝80 W，C错误。
]3．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。
当逐一闭合开关,接入灯泡增多时，以下说法不正确的是（)A．灯少时灯泡较亮，灯多时灯泡较暗B．灯多时各灯两端的电压较低C．灯多时通过电源的电流较大D．灯多时通过各灯的电流较大D[随着接入灯泡增多，外电路的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律I＝错误!得，干路电流增大，由U＝E－Ir知，路端电压U减小，则各灯两端的电压降低，电流减小，亮度变暗，选项A、B、C正确，选项D错误。
D符合题意.]4．如图所示，电路中电源的电动势为E ，内电阻为r ,开关S 闭合后,当滑动变阻器R 的滑片P 向右移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡L 1、L 2、L 3的亮度变化情况是( )A ．灯L 1、L 2变亮,灯L 3变暗B ．灯L 2、L 3变亮，灯L 1变暗C ．灯L 1、L 3变暗，灯L 2变亮D ．灯L 2、L 3变暗，灯L 1变亮C ［变阻器与灯L 1串联后与灯L 2并联，再与灯L 3串联。
闭合电路欧姆定律及其应用(69张1)ppt课件
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
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5
解析：当 cd 端短路时，ab 之间的电路为 R2 和 R3 并联，然后 与 R1 串联，因此 ab 之间的等效电阻为RR2＋2·RR33＋R1＝40 Ω，选 项 A 正确。同理，当 ab 端短路时，R1 和 R3 并联，然后与 R2 串联，总电阻为 128 Ω，B 选项错误。当 ab 两端接通测试电
InRn
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2
电路 特点 电压
总电阻
功率 分配
串联电路
并联电路
UR11＝ UR22＝…＝URnn
U1＝U__2＝__…__＝__U_n__
R总＝ __R_1_＋_R__2＋__…__＋__R_n_
R1总＝R11＋R12＋…＋R1n
RP11＝ RP22＝…＝RPnn
P1R1＝P2R2＝…＝ PnRn
(1)内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成 正比 ， 跟内、外电路的电阻之和成 反比 。
E (2)公式：I＝ R＋r (只适用于纯电阻电路)。
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14
3．路端电压与外电阻的关系
一般情况 U＝IR＝R＋E r·R＝1＋ERr 当 R 增大时，U 增大
①当外电路断路时，I＝0，U＝ E E
特殊情况 ②当外电路短路时，I 短＝ r ，U ＝0
跟通过的电荷量成反比
B．电动势的单位跟电压的单位相同，所以电动势就
是两极间的电压
C．非静电力做的功越多，电动势就越大
D．E＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势
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6
部分电路欧姆定律
[想一想]
有a、b、c、d四个电阻，它们的I－ U关系如图7－2－2所示，其中电阻最小 的是哪一个？
高考物理 闭合电路的欧姆定律及其应用基础知识自学课件
3.电源的效率 =P外/P总×100%=U/E×100%=R/(R+r)×100% R越大，越大，当R=r时，P外最大；=50%。
如图所示，图中的四个电表均为理 想电表，当滑动变阻器滑动触点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
分析电路故障问题应注意以下两点 (1)如电压表有示数，说明与电压表、电源串联的电路无故障。 (2)如电压表无示数，说明与电压表、电源串联的电路有断路故障。
C
【解析】由题给条件知，电路中有的地方没有电 压。由Uad=0，Ucd=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V， Ucd=6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。
A D
【解析】(1)设电压表的内阻为RV，测得R1两端的电 压为U1，R1与RV并联后的总电阻为R，则有： 1/R=1/R1+1/RV 由串联电路的规律得：R/R2=U1/(E-U1) 联立以上两式，得RV=R1R2U1/[R1E-(R1+R2)U1]，代入已知数据得RV=4.8 k。 (2)电压表接入前，电容器上的电压UC等于电阻R2上的电压，R1两端的电压为UR1，则UC/UR1=R2/R1 又E=UC+UR1 接入电压表后，电容器上的电压为UC=E-U1 由于电压表的接入，电容器带电荷量增加了 Q=C(UC-UC) 由以上各式代入数据解得Q=2.35×10-6C。
九年级物理——欧姆定律在串并联电路中的 应用培优习题归纳(含答案)
一．选择题（共16小题）1．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作一段时间后灯L2熄灭，且只有一只电表的示数变大。
下列判断正确的是（）A．L1短路，电压表示数变小B．L1开路，电流表示数变大C．L2短路，电压表示数变大D．L2开路，电压表示数变大【分析】先分析电路的连接方式，即两灯泡串联连接，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡L2两端的电压，然后根据选项逐一分析，并选出符合要求的选项。
【解答】解：由图知，两灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量灯泡L2两端的电压；A、若L1短路，变为灯泡L2的基本电路，此时电压表测量电源电压，即电压表示数变大，故A错误；B、若L1开路，则整个电路断路，电路中的电流为零，两表示数均为零，故B错误；C、若L2短路，变为灯泡L1的基本电路，电压表被短路，因此电压表示数为0，电流表示数变大，故C错误；D、若L2开路，则电路中的电流为零，此时电压表与L1串联，电压表测电源电压，因此电压表示数增大，故D正确。
故选：D。
【点评】识别电路是正确分析的前提，该题考查了电路故障的一种常见情况，关于这种题型一定要理解掌握。
2．如图所示电路中，电源电压保持不变。
闭合开关S，电路正常工作。
过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小（电表示数在选用量程范围内），则下列判断中错误的是（）A．电阻R可能断路B．电阻R可能短路C．灯泡L的亮度可能不变D．电压表的示数可能变小【分析】由图可知电阻R与灯泡L串联，电压表测量R两端的电压，电流表测电路中的电流；由电路中两表示数的变化可知故障的可能性，再进行讨论可得结果。
【解答】解：由图可知电阻R与灯泡L串联，电压表测量R两端的电压，电流表测电路中的电流；由题知，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，一个电表的示数变大，另一个电表的示数变小；A、若电阻R断路，没有电流通过电流表，则电流表示数为0，灯泡不会发光；此时电压表串联在电路中测量电源电压，即电流表示数变小，电压表示数变大，符合题意，故A 正确；B、若电阻R短路，总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流表示数变大，灯泡变亮；此时电压表也被短路，其示数减小为0，符合题意，故B正确；C、由前面解答可知，灯泡的亮度会改变，故C错误；D、由前面解答可知，电压表示数可能变大，也可能变小，故D正确。
高二物理 闭合电路欧姆定律的应用
闭合电路欧姆定律的应用【要点梳理】要点一、关于闭合电路欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）已知电动势为E 、内电阻为r 的电源和电阻R 组成闭合回路，如图，电路中有电流I 通过，根据欧姆定律U IR =外，U Ir =内和E U U =+外内得E IR Ir =+，即E I R r=+． （2）闭合电路的电流，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比。
2、对闭合电路欧姆定律的理解公式的适用对象○1U I R=适用于纯电阻电路。
○2E I R r =+适用于纯电阻电路。
○3E U U =+外内适用于各种电路，U E Ir =外－与E U U =+外内相同。
要点二、闭合电路欧姆定律应用1．路端电压随负载的变化分析负载即用电器，而R 是由负载的结构决定的，当R 变化时，路端电压U 、电流I 随之变化，由E Ir U =+得1ER E U E Ir r R r R=-==++． 可见：（1）U 随R 的增大而增大，随R 的减小而减小，U R -曲线如图所示。
（2）当0R →（短路）时，0U =，此时E I r=最大，会引起火灾。
（3）当R →∞（断路）时，U E =。
2.功率与电流之间的关系（如图）○1直线表示电源的总功率 P EI =总.○2曲线表示电源的输出功率 2P UI EI I r ==-出．○3曲线表示电源内部消耗的功率 2r P I r =．3．电源做功、功率和输出功率及效率问题的分析（1）电源做功：W EIt =电源的总功率：P EI =（2）电源的输出功率为2222222=()()4()4E E R E P I R R r R R r Rr R r r R =⋅==+-+-+出， 当R r =时，P 出有最大值2244m E E P R r==．P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图的图象定性地表示。
由图象可知，当R r =（即外电阻等于内电阻）时，电源的输出功率最大为m P 。
闭合电路欧姆定律的应用
2 P I rP 总 出
R1
R2
R3
①
由 ① 得总电流:
I=2A
又因为电源的总功率为:
②
P 总 IE
由 ② 代入电流得; E=20V
外电路的总电阻设为R由串并联电路的特点所以: 由闭合电路欧姆定律得:
R1 R2 R R3 R1 R2
③
I
①
U
m gd q
② ③
2 1 E ;U 3 E 3 2
由①②③代入U、U’可得:
反弹后设带电量为q’由动能定理:
mgd q 'U 3 0
q'
7 q 6
设电源电动势为E 由串、并联特点得:
U
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4.电路故障分析
(1)断路; (2)短路; R=0 R≠0 , , U≠0 U=0 ,I=0 ,I≠0
变化
A2
问题1.如果滑动变阻器两部分都接入电路,则用数学知识讨论局部变化引起整体变化. 问题2.可以问R1、R2消耗的功率变化?或反之功率变化应该怎样移动滑片?
问题3.如果R1、R2换成灯泡,可问其变暗还是变亮?
问题4.如果 V2 变成电容器可以判断Q的变化?利用Q的变化可以判定电流的方向?
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2.电路的定量计算
例3.如图所示电路中4个电阻的阻值均为R,方框E内为直流电源,其中内阻不计 (未标明正负极).平行板电容器两极板间的距离 为d,电容器两极板间有一个质量为m、电量为q的 R1 R4 带电小球,当开关S闭合时,带电小球静止在两极 S R2 板间的中点O上.现把开关打开,带电小球便往平 O 行板电容器的某个极板运动,并与此极板碰撞,设 E R3 碰撞时没有机械能损失,但带电小球的电量发生 变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷,且 所带电量恰好刚能使它运动到另一极.求: 1).开关闭合时两极板的电压及带电小球所受电场力方向. 2).小球与电容器某极板碰撞后所带的电量.
闭合电路欧姆定律的应用ppt课件.ppt
E U1 I1r 1.6 0.4r
s断开时 只有R1接入电路
外电阻变大，路端电压变大，总电流变小
E U1 U I2 I r 1.7 0.3r
E 2V
r 1
6
例3、如图所示电路，变阻器R1的最大值为4Ω，此时它的有效值 为2Ω，定值电阻R2=6Ω，电源内阻r=1Ω， 当开关S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①电灯电阻，②当开关断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑 片应移至什么位置？ 并求出此时电源的输出功率及电源的效率？
R=40Ω
22
讨论：若两个电阻，分别接到 相同的电池上，R1＜R2，比较 电流、电压。
R1
R2
U1 U2 , I1 I2 ,1 2
若同一电阻接在两个电源上时
R1
E1、r 1
R1
E2、r 2
E1=E2，r1＞r2
比较两个电路的电流和路 端电压大小？
u
R2
U2
R1
U1
I
o
I2 I1
u 1
2
I
o
23
8
主题3、讨论电源的输出功率（纯电阻电路）
P I2R ( E )2 R
Rr
P
E2 (R r)2
4r
R
P
E2/4r
P
o
R1 r R2
E2R P R2 2Rr r2
Rr
Pm E2 4r
P
(
E R1
r
)2
R1
(
E R2
r
)2
R2
r2 =R1R 2
R 讨论输出功率随外电阻 的变化，一定要确定外 电阻与内电阻的关系。
闭合电路欧姆定律及其应用
闭合电路欧姆定律1．内容:闭合电路的电流跟电源的成正比，跟闭合电路的成反比.2．表达式31．如图18（1（2考点二闭合电路的动态分析1、总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律：当R增大时，I变小，又据U=E-Ir知，U变大.当R增大到∞时，I=0，U=E（断路）.当R减小时，I变大，又据U=E-Ir知，U变小.当R减小到零时，I=E r ，U=0（短路）2、所谓动态就是电路中某些元件（如滑动变阻器的阻值）的变化，会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。
解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析，同时，还要掌握一定的思维方法，如程序法，直观法，极端法，理想化法和特殊值法等等。
3、基本思路是“部分→整体→部分”，从阻值变化的部分入手，由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻，干路电流和路端电压的变化情况，然后再深入到部分电路中，确定各部分电路中物理量的变化情况。
2．在如图所示的电路中，R1、R2、R3、R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为Array E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触头向a端移动时，判定正确的是（）A．I变大，U变小．B．I变大，U变大．C．I变小，U变大．D．I变小，U变小．考点三闭合电路的功率1、电源的总功率:就是电源提供的总功率，即电源将其他形式的能转化为电能的功率，也叫电源消耗的功率 P 总 =EI.2、电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路，电源的输出功率. P 出 =I 2 R=[E/（R+r ）] 2 R ，当R=r 时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pmax=E 2/ 4r3、电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P 内 =U 内 I=I 2 r4、电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比，即 η=P 出 /P 总 =IU /IE =U /E .5、电源输出功率和效率的讨论： 电源的输出功率为P 出＝I 2R ＝22)(R r +εR ＝Rrr R R 4)(22+-ε＝rR r R 4/)(22+-ε当R=r 时，P出有最大值即P m =r42ε=r42ε，3 已知如图，E =6V ，r =4Ω，R 1=2Ω，R 2的变化范围是0~10Ω。
闭合电路欧姆定律的五种应用
闭合电路欧姆定律的应用【1】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？电路图2913甲所示，若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示，求：(1)电源的电动势和内阻；(2)电源的路端电压；(3)电源的输出功率．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0 2 4 6 8123U/vI/A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。
闭合电路欧姆定律的应用
两个电源的电动势和内电阻均相同,开 关原来是打开的,现将其闭合,则:
A.电流表A1读数将变大
B.电流表A2读数将变大 R1 C.电压表V1
读数将变大 D.电压表V2 读数将变大
A1 V1
R2 A2
R3 V2
L1
C
L2
AB L3
（1）变阻器的触片 P在中点C时，三只 同样规格的灯泡中 最亮的是？
（2）当将滑片从中 点向右移动时三盏灯 的亮度如何变化？
+ U-
S
R1
R2
C1
C2
R3
U=10V，R1=3Ω， R2=2Ω，R3=5Ω， C1=4μF，C2=1μF，S 闭合稳定后，Q1=？， Q2=？
S断开，通过R2的电量？
R1 R2 S4
S1
S2 R3
四个电键均闭 S3 合时，油滴静
止，断开哪个 电键油滴会向 下移动？
如图所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω， R2＝4Ω，C＝100μF，当S断开时，电容器 中带电粒子恰好处于静止状态，求：（1） S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向； （2）S闭合后流过R3的总电量。
v2
（1）两灯均不亮，V1、 V2 都是220V，A为零
（2）两灯均不亮，V2是220V，V1、A为零 （3）保险丝熔断
R3 V
R1
灯L1、L2均正常发光，
L2 工作一段时间后发现L1
R2
变暗，L2变亮，电压表 示数增大，若只有一个
L1
元件发生断路，则此元 件是？
R2
V R3
R1 A
电键闭合后，电流表 示数为0.75A，电压 表示数为2V，经一段 时间某电阻熔断，电 流表示数变为0.8A， 电压表示数为3.2V， 已知R3=4Ω，则故障 出在哪个电阻？
闭合电路欧姆定律的综合应用
闭合电路欧姆定律的综合应用一、选择题1．如图所示的电路中，当滑动变阻器的触头P向上滑动时，则()A．电源的总功率变小B．电容器储存的电荷量变大C．灯L1变暗D．灯L2变亮解析：R↓→R总↓→I↑→U↓→U C↓→IR1↓→I L2↑由此电路的变化可知：电源的总功率(P＝EI)变大；电容器储存的电荷量(Q＝CU C)变小；灯L1变亮；灯L2变亮．所以答案是D．答案：D2．如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是()A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻解析：在U－I图象中两图象的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，选项A 正确．图象与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，图象的斜率大小表示电源内电阻的大小，由图象可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；图象甲的斜率大小大于图象乙的斜率大小，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项C正确，选项D错误．电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻比乙的大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，选项B错误．答案：AC3．(2010·新课标全国卷)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电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：电源效率η＝U E ，E 为电源的总电压(即电动势)，根据图象可知U a ＝23E ，U b ＝13E ，所以选项D 正确．答案：D4．如图所示，当电路里滑动变阻器R 2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 ．R 1消耗的功率增大解析：P 下滑时R 2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R 1消耗的功率减小，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．电容器两端的电压增大，两极板间的电场强度增大，A 、B 选项正确．答案：AB5．如图所示，直线OAC 为某一直流电源的总功率P 总随电流I 变化的图线．抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图线．若A 、B 的横坐标为1 A ，那么线段AB 表示的功率等于( )A ．1 WB ．3 WC ．2 WD ．2．5 W解析：C点的物理意义是电源的总功率与电源内阻热功率相等，即P总＝9 W＝EI，又I2r＝9 W可知，E＝3 V，r＝1 Ω，当I＝1 A时，AB线段表示的功率等于电源的输出功率，即P＝EI－I2r＝3×1 W－12×1 W＝2 W．故选C．答案：C6．将电阻R1和R2分别接到同一电池组的两极时消耗的电功率相同．电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2，电池组内阻消耗的功率分别是P1′和P2′，电池组的效率分别是η1和η2，电阻两端的电压分别是U1和U2．若已知电流I1＜I2，则有() A．R1＜R2B．U1＜U2C．η1＞η2D．P1′＞P2′解析：根据题画出电源及电阻R1、R2的U－I图象如图所示，由图象不难得出R1＞R2，U1＞U2，由P内＝I2r知，P1′＜P2′，η1＞η2，选项C正确．答案：C7．如图所示电路中，电源电动势为E，内电阻为r，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器R0的滑动端向左移动时，带电粒子将()A．向上运动B．向下运动C．静止不动D．不能确定运动状态的变化解析：当滑动触头向左移动时R0变大，则总电流变小，R两端的电压变小，电容器中的场强变小，所以粒子将向下运动，故B正确．答案：B二、填空题8．如图所示，电源电动势为E＝10 V，内阻r＝1 Ω，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF．开关S断开时，电容器的电荷量为________C．闭合开关S，稳定后通过R1的电流为________A．解析：开关S断开时，电容器直接接在电源正、负极上，所以其板间电压等于电源电动势，带电荷量Q＝CE＝30×10－6×10 C＝3×10－4 C；闭合开关S，稳定后R1、R2串联接入电路，根据闭合电路欧姆定律可得I＝E/(r＋R1＋R2)＝10/(1＋3＋6) A＝1 A．答案：3×10－4 19．如图所示，图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图线b是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线．若已知该蓄电池组的内阻为2．0 Ω，则这只定值电阻的阻值为________Ω．现有4只这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干只进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是________W．解析：由图象可知蓄电池的电动势为20 V，由斜率关系知外电阻阻值为6 Ω．用3只这种电阻并联作为外电阻，外电阻等于2 Ω，因此输出功率最大为50 W．答案：650三、论述、计算题10．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3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的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的．求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值；(4)上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率．解析：(1)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可得E ＝16＋0．2r ，E ＝4＋0．8r 联立解得E ＝20 V ，r ＝20 Ω．(2)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＝U B I B ＝4 V 0.8 A＝5 Ω．(3)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＝U A I A ＝16 V 0.2 A ＝80 Ω，又R 总＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2代入数值解得滑动变阻器的最大值R 3＝300 Ω．(4)当R 1消耗的功率最大时，它两端电压最大，由UR 1＝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＝300 Ω时， I ＝ER 1R 3R 1＋R 3＋R 2＋r ＝20 V⎝ ⎛⎭⎪⎫100×300100＋300＋5＋20 Ω＝0．2 A此时R 1两端的电压为：U 1＝I ·R 1R 3R 1＋R 3＝0．2×75 V ＝15 V则R 1消耗的最大功率为 P 1m ＝U 21R 1＝152100W ＝2．25 W又当R 外＝r 时，电源输出功率最大，即有 P m ＝12·E 2R 外＋r ＝E 24r ＝2024×20W ＝5 W ．答案：(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω (4)2．25 W 5 W11．如图所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0．5 Ω，“8 V 16 W”的灯泡恰好能正常发光，电动机绕线电阻R 0＝1 Ω．求：(1)电源的路端电压； (2)电源的总功率； (3)电动机的输出功率．解析：(1)电路为非纯电阻电路，由电路结构知U ＝8 V ．(2)设干路总电流为I ，则由闭合电路欧姆定律U ＝E －Ir 得8＝10－I ×0．5，得I ＝4 A ，故P 总＝EI ＝40 W ．(3)I L ＝P L U L ＝168A ＝2 A ，故I M ＝I －I L ＝2 A ，P M 总＝8×2 W ＝16 W ，P M 出＝16 W －22×1 W ＝12 W ．答案：(1)8 V (2)40 W (3)12 W12．(2012·苏州高三一轮复习)如图所示，四个电阻阻值均为R ，电键S 闭合时，有一质量为m ，带电荷量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的中点．现打开电键S ，这个带电小球便向平行板电容器的一个极板运动，并和此板碰撞，碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰后小球所带电荷量发生变化，碰后小球带有和该板同种性质的电荷，并恰能运动到另一极板，设两极板间距离为d ，不计电源内阻，求：(1)电源电动势E 多大？(2)小球与极板碰撞后所带的电荷量q ′为多少？解析：(1)当S 闭合时，电容器电压为U ，则：U ＝E 1.5R ·R ＝23E ①对带电小球受力分析得：qUd ＝mg ②由①②式解得：E ＝3mgd2q③(2)断开S ，电容器电压为U ′，则：U ′＝E 2R ·R ＝E2④对带电小球运动的全过程，根据动能定理得： q ′U ′－mg d2－q U ′2＝0⑤由③④⑤解得：q ′＝76q ．⑥答案：(1)3mgd 2q (2)76q。
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培优专题一：闭合电路欧姆定律综合应用
1．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L、60 cm，两板间的距离d、30 cm，电源电动势E、36 V，内阻r、1 Ω，电阻R0、9 Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球(可视为质点)从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0、6 m/s水平向右射入两板间，小球恰好从A板右边缘射出．已知小球带电荷量q、2×10－2 C，质量m、2×10－2 kg，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)带电小球在平行金属板间运动的加速度大小；
(2)滑动变阻器接入电路的阻值．
2．如图所示，光滑绝缘斜面高度h＝0.45 m，斜面底端与光滑绝缘水平轨道圆弧连接，水平轨道边缘紧平
行板中心轴线．平行板和三个电阻构成如图所示电路，平行板板长为l＝0.9 m，板间距离d＝0.6 m，R1＝3 Ω，R2＝3 Ω，R3＝6 Ω．可以看为质点的带电小球，电量q＝－0.01 C，质量m＝0.03 kg，从斜面顶端静止下滑．
（1）若S1、S2均断开，小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动，求电源电动势E。
（2）若S1断开，S2闭合，小球离开平行板右边缘时速度偏向角tan θ＝2
5
，求电源内阻r。
（3）若S1、S2均闭合，判断小球能否飞出平行板？。