徐汇新王牌秋季班同步提高拓展班高中物理彭j老师高三第13讲闭合电路欧姆定律

彭 J 老师 高三物理 第 1 页 共 12 页第 13 讲 闭合电路欧姆定律一、闭合电路的简单计算例 1：已知电流表 A2 读数为0.4A，E=6V，r=0.2，R 1=0.8，R 3=6，当 S 闭合时，电流表 A1和两电压表的读数各是多少？变阻器 R2 的使用阻值是多少？例 2：如图所示电路中，R 14 ，R 26 ，电源内阻不可忽略，当电键 S2 闭合时，电流表 A 的示数为 3 A，则当电键 S2 断开时，电流表示数可能为（ ）（A）3.2 A （B）2.1 A （C） 1.2 A （D）0.8 A二、闭合电路的动态分析例 3：如图所示，当滑动变阻器的滑动片 P 向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？例 4：如图所示，滑动变阻器的触点 B 向 C 移动时。(1)各表示数用 U1，U 2，U 3，I 1，I 2 表示。则各表示数如何变化？(2)U 1， U3 之间的大小关系如何？ (3)各表示数变化量的绝对值用U 1，U 2，U 3， I1，I 2 表示，则U 1I 1，U 2 I1，U 3I 1 如何变化？U1/I1， U2I 1，U 3I 2 如何变化？5：如图所示，电源电动势 E8V，内阻不为零，电灯 A 标有“10V，10W” 字样，电灯 B 标有“8V，20W” 字样，滑动变阻器的总电阻为 6，当滑动触头 P 由 a 端向 b 端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化) A电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小 VAABabSE8VP彭 J 老师 高三物理 第 2 页 共 12 页AV3V1V2SrR1R2PR1R2E，rSV3 PV2V1AB电流表的示数一直减小，电压表的示数一直增大C电流表的示数先增大后减小，电压表的示数先减小后增大D电流表的示数先减小后增大，电压表的示数先增大后减小6：在如图所示的电路中，在滑线变阻器滑动片 p 由 a 滑到 b 的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为 U1、U2、U3，则下列各组数据中可能出现的是（ ）AU10、 U2=2 V、 U32 V BU1=1V、U22 V、U33 VC：U13V、U2=1V、U3=2V DU1=1V、U2 1V、U3=2V7：如图所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 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、 U2 和 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用 I、U 1、U 2 和U3 表示，下列比值错误的是 ( ) AU 1/I 不变，U 1/I 不变BU 2/I 变大，U 2/I 变大CU 2/I 变大，U 2/I 不变DU 3/I 变大，U 3/I 不变8：如图所示电路中，电源内电阻为 r，R 1、R 3、R 4 均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键 S，将滑动变阻器 R2 的滑片向上滑动，电流表和电压表示数变化量的大小分别为 I、 U，下列结论中正确的是（ ）（A）电流表示数变大 （B）电压表示数变大（C） r （D） rUI UI9：在如图所示电路中，电源的电动势 E=3V，内电阻r=0.5，电阻 R1=2，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 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 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用 I、U 1、 U2 和 U3 表示，则下列叙述中正确的是（ ）AI 变小， U1 变小 B 2C D31 rI210：如图所示，安培表为理想电表，电源电动势为 6V、内阻为 1，滑动变阻器的总电阻为 11，电阻 R0 为 3，问当 S 闭合时，变阻器的滑动触头 P 在 R 上滑动时，电流表的读数范围为多少？VAR1 R2R3R4ErS彭 J 老师 高三物理 第 3 页 共 12 页三、电路的功率的计算11：两电热丝的电阻值恒定不变，分别为 R:1、R 2，且 R2R 1，把它们先后接到同一电源上，电源的电动势为 E，电源的内阻为 r，结果两电阻丝都恰好正常工作，且消耗的功率都是 P.(1)试证明 r= 12R(2)如果 R1、R 2 只能取其中的一个，那么，你选择哪一个？为什么？ (3)如果把 R1、R 2 串联后接到同一电源上，它们消耗的总功率为 P3，把 R1、R 2 并联后接到同一电源上，它们消耗的总功率为 P4，试比较 P3、P 4、P 的大小关系，并说明理由12：在如右图所示电路中，电源电动势 E6V，内阻 r1 ，保护电阻 R06 ，滑动变阻器总电阻 R20，现闭合电键 S，问：在滑片 P 从 a 滑到 b 的过程中，电流表的最小示数为_A，滑动变阻器消耗的功率如何变化？ 。若滑动变阻器总电阻 R40 时，结果又如何？13、如图所示，UI 图线上，a、b、c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点 =，则下列说法中正确的是（ ）A在 b 点时，电源有最大输出功率B在 b 点时，电源的总功率最大C从 ab 时， 角越大，电源的总功率和输出功率都将增大D、从 bc 时， 角越大，电源的总功率和输出功率都将减小14、在图电路中，直流发电机 E=250V，r 3,R 1R 2=1，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 200V，额定功率为 1000W，其它电阻不计，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？E rASP baR0R彭 J 老师 高三物理 第 4 页 共 12 页（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 R1、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？四、电路的图像问题例 15：电池甲和乙的电动势分别为 E1、E 2,且 E1E 2.内阻分别为 r1、r 2若用这两个电池单独向某一个电阻 R 供电时，这个电阻所消耗的功率相同；若用电池甲、乙分别向另一个电阻值比 R 大的电阻供电，茗功率分别为 P1、P 2，则 ( )A电池的内阻 r1r 2 B电池的内阻 r1 r2C电功率 P1P 2 D电功率 P1P 216、某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR 和电源内部的发热功率 Pr 随电流 I 变化的图线画在了同一坐标上，如图中的a、b、c 所示，根据图线可知（ ）A反映 Pr 变化的图线是 cB电源电动势为 8VC电源内阻为 2D当电流为 05A 时，外电路的电阻为 617：图 a 为一个电灯两端的电压与通过它的电流的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电阻发生了变化的缘故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 12V 的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻 (2)如图 b 所示，将两个这样的灯并联后再与 10 的定值电阻串联，接在电动势为8V 的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值五、电路的故障问题18：如图所示的电路中，灯泡 A 和 B 原来都是正常发光。忽然灯泡 B 比原来变暗了些，而灯泡 A 比原来变亮了些，试判断电路中什么地方出现断路的故障？（设只有一处出现了故障）彭 J 老师 高三物理 第 5 页 共 12 页19：图是某同学连接的实验实物图，A、B 都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么，应选择的量程为 ( )。A、2.5V B、10V C、50V D、250V (2)该同学测试结果如表 1 所示，根据测试结果，可以判定的故障是（ ）A灯 A 短路 B、灯 B 短路 C、d 段断路 D、df 段断路(3)将电键断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表 2 所示，那么，检查出的故障是（ ） 。 A灯 A 断路 B灯 B 断路 C灯 A、B 都断路 D. de 间导线断路20两实验小组使用相同规格的元件，按图所示电路进行测量。他们将滑动变阻器的滑臂 P 分别置于 a，b，c， d，e5 个间距相同的位置（a，e 为滑动变阻器的两个端点） ，把相应的电流表示数记录在表 1 和表 2 中。对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同。经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路。(l)滑动变阻器发生断路的是第 二实验组；断路发生在滑动变阻器的 段。(2)表中，对应滑臂 P 在 X(d，e 之间的某一点）处的电流表示数的可能值为（ ） 。 A、0.15A B、0.25A C、0.35A D、0.45A六、电路与力学的结合例 21：如图所示，在平行金属板间的水平匀强电场中，有一质量为 m 的均匀的绝缘棒 OA，其一端可绕 O 点自由转动，另一端带电量 q，当变阻器的滑动片滑到 P1 点时，棒静止在与竖直方向成 450 角的位置，此时，BP 1 段的电阻 Rl=。若带电的平行金属板转 150 角，欲使棒 OA 与竖直方向的夹角不变，必须使滑动变阻器的滑动片调到 P2 位置，求：BP 2 段的电阻 R2 为多大？彭 J 老师 高三物理 第 6 页 共 12 页22 【上海静安区一模】如图所示电路，电源电动势 E=4.8V，内阻 r=0.4，电阻 R1 R 2 R3 4，R 1 两端连接一对竖直放置的平行金属板 M、N，板间电场视为匀强电场。板间固定一根与板面垂直长度与板间距相等的光滑绝缘细杆 AB，AB 上套一个质量的带电环 p，p 的电荷量为 （视为点电荷，不影响电场分布） ，电kgm-10 Cq4-102键 S 断开时，将带电环 p 从杆的左端 A 处由静止释放， p 运动到杆的中点 O 时，速度v=0.8m/s，求：（1）电键 S 断开时，电路的总电流 。I（2）R 4 的阻值。（3）电键 S 闭合时，流过电键 S 的电流 。SI七、电路的设计23：将一个标有“24 V、48 W的电灯接在电动势 E=36 V内阻 r2 的直流电源下使用，今有“2 、50W”的定值电阻 R 若干只可供选用，请设计两种简单电路使电灯正常发光：（1）定值电阻与电灯串联作分压电阻使用；（2）定值电阻与电灯并联作分流电阻使用（写出设计根据要点，画出电路图）（3）在你设计的两种电路中，哪种方法较好？说明理由。八、电路与传感器彭 J 老师 高三物理 第 7 页 共 12 页24：如图所示，电路中 R3 是光敏电阻，当开关 S 闭合后，在没有光照射时，a、b 两点等电势，当用光照射电阻 R3 时，则（ ）AR 3 的电阻变小，a 点的电势高于 b 点电势BR 3 的电阻变小，a 点的电势低于 b 点电势CR 3 的电阻变大，a 点的电势高于 b 点电势DR 3 的电阻变大，a 点的电势低于 b 点电势25、高温超导限流器由超导部件和限流电阻并联组成，如图。超导部件有一个超导临界电流 CI，当通过限流器的电流 CI时，将造成超导体失超，从超导态（电阻为零）转变为正常态（一个纯电阻） ，以此来限制电力系统的故障电流。已知超导部件的正常态电阻为 13R，超导临界电流 1.2CIA，限流电阻 26R，小灯泡 L上标有“ 6V， W”的字样，电源电动势 8EV，内阻2r。原来电路正常工作，现 L突然发生短路，则（ ）A、短路前通过 1的电流为 3；B、短路后超导部件将由超导状态转化为正常态；C、短路后通过 1R的电流为 4A；D、短路后 通过 的电流为 2；26、一个用半导体材料制成的电阻器 D，其电流 I 随它两端的电压 U 的关系图像如（a）所示， 将它与两个标准电阻 R1、R 2 并联后拉在电压恒为 U 的电源上，如图（b）所示，三个用电器消耗的电功率均为 P.现将它们连接成如图（c）所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器 D 和电阻 R1、R 2 消耗的电功率分别为 PD、P 1、P 2，它们之间的大小关系有 （A）P 1 = 4 P2（B） PD = P/9（C） P14 P 2（D）P DP 2模拟选编1、 如图所示为画在同一个坐标系内的两个电源的端压与电流的 UI 图线。两个电源的电动势和内阻分别为 ，当外电路接入相同的定值电阻 R 时，其端压和电2121rE、和、流分别为 和 ，下列说法正确的是（ ）21U、 I、A、 rE、B、若 ，则2121IC、适当选择 R，可使 ， 21ID、适当选择 R，可使 、21IU2、如图所示电路，三只灯泡原来都正常发光，当滑 动变阻器R的滑动头 P向左移动时，下面判断正确的是（ ） PRR0 rL3L2L112UI彭 J 老师 高三物理 第 8 页 共 12 页AL 1和 L3变暗， L2变亮BL 1变暗，L 2变亮，L 3亮度不变CL 1中电流变化值大于L 3中电流变化值DL 1中电压变化值小于L 2上电压变化值3、将电阻 和 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 和 ，电池组内阻消耗的功率分别为 和 ，电池组的效率分别是 和 ，电阻两端的电压分别是 和 若已知电流 ，则有 （A） （B） （C） （D ）4如图所示电路，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， A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的小数都增大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5、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S0与S均闭合，现将S 断开，则A. 的读数变大， 的读数变小V AB. 的读数变大， 的读数变大V AC. 的读数变小， 的读数变小V AD. 的读数变小， 的读数变大V A6、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7如图所示，M 、 N 是平行板电容器的两个极板，R 0 为定值电阻，R 1、R 2 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。闭合电键 S，小球静止时受到悬线的拉力为 F。调节R1、R 2，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UR1R2U2U1I2I1AVSR1E，rR2R0E SR0R1R2M N彭 J 老师 高三物理 第 9 页 共 12 页V2E rR2R1V1V3a b8、如图所示电路，当滑动变阻器的滑片由 a 滑到 b 的过程中，3 只理想电压表示数变化的绝对值分别为 U1、 U2、U 3，则下列各组数据中可能出现的是 （A）U 1 1V ，U 23V，U 32V（B） U12V ， U22V ，U 30V（C） U10.5V ， U21V，U 31.5V（D）U 1 0.2V ，U 2 1V，U 30.8V9如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表，下列说法中正确的是( )（A）若 R1 短路，电流表示数变小，电压表示数为零（B）若 R2 短路，电流表示数变小，电压表示数变大（C）若 R3 断路，电流表示数为零，电压表示数变大（D）若 R4 断路，电流表示数变小，电压表示数变大10、如图所示的电路中，电池的电动势为 E，内阻为 r，电路中的电阻 R1、R 2 和 R3 为定值电阻。在电键 S1 处于闭合状态下，若将电键 S2 由位置 1 切换到位置2，则( )A电压表的示数变大 B电池内部消耗的功率变大C电阻 R3 的功率变小 D电池的效率变大11如图所示的电路，L 1、 L2 和 L3 为三个相同的灯泡，灯泡电阻大于电源内阻，当变阻器 R 的滑片 P 向左移动时，下列说法中正确的是（ ）（A）L 1、L 3 两灯变亮，L 2 灯变暗（B） L2 灯中电流变化值小于 L3 灯中电流变化值（C）电源输出功率增大（D）电源的供电效率增大12在如图(a) 所示的电路中，R 1 为定值电阻,R 2 为滑动变阻器。闭合电键 S，将滑动变阻器的滑动触头 P 从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示。则 ( )A图线甲是电压表 V2 示数随电流变化的图线B电源内电阻的阻值为 10C电源的最大输出功率为 3.6WD滑动变阻器 R2 的最大功率为 0.9W13在图示电路中，灯 L1、L 2 的电阻分别为R1、R 2，变阻器的最大电阻为 R0，若有电流通过，灯就发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端移动时，灯 L1、L 2 的亮度变化情况是（ ） （A）当 R2R 0 时，L 1 变暗，L 2 变亮 （B）当 R2R 0 时，L 1 先变暗后变亮，L 2 先变亮后变暗 （C）当 R2R 0 时，L 1 先变暗后变亮，L 2 先变亮后变暗 （D）当 R2R 0 时，L 1 先变暗后变亮，L 2 不断变亮VAE rSR1R2R3R4L2 b a P L1 彭 J 老师 高三物理 第 10 页 共 12 页14、图中，A、B 两直线分别表示两个电源的 UI 图线，外电路为纯电阻电路。若电源的内电阻始终小于外电阻，当两电源内电阻的发热功率相等时，则电源_ _的输出功率较大；当两电源的输出功率相等时，则电源 的内电路上发热功率较大15、由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示。现将该元件接在电动势为 8V，内阻为 4 的电源两端，则通过该元件的电流为_A。若将这个元件与一个 4 的定值电阻串联后接在该电源上，则该元件消耗的功率为_W 。 16、U 一 I 图像中的直线 a 是由 5 节完全相同的电池串联而成的电源 A 的伏安特性曲线，直线 b 是定值电阻 B 的伏安特性曲线，由图可知，每一节电池的电动势为 V. 下表是由某种材料制成的元器件 C 两端所施加的电压和相应所通过电流值，由这些数据可知，元器件 C 的电阻值随通过电流的增大而 （填写变化情况） ；如果把定值电阻 B 和元器件 C 并联后接在电源 A 两端，则通过 B 电阻的电流强度为 A，器件 C 的电功率为 W。17：如图所示，滑动变阻器的触点 B 向 C 移动时。(1)各表示数用 U1，U 2，U 3，I 1，I 2 表示。则各表示数如何变化？(2)U1，U 3 之间的大小关系如何？ (3)各表示数变化量的绝对值用 U1，U 2，U 3， I1， I2 表示，则U 1 I1，U 2 I1， U3 I1 如何变化？U1/I1， U2I 1，U 3I 2 如何变化？18：如图所示，电源由 n 个电动势均为 1.5V，且由内阻相同的电池组成，合上开关 S，变阻器滑动触头从 A 滑至 B 端的过程中，电路中的一些物理量的变化，由图甲、乙、丙图给出，不计电表、导线对电路的影响，求： (l)串联电池的个数。IAB0U24680.5 1 1.50 2I/AU/V第 15 题