（全国通用）2018年高考物理 考点一遍过 专题38 闭合电路欧姆定律（含解析）.doc

专题38 闭合电路欧姆定律一、串、并联电路的特点1特点对比串联并联电流i=i1=i2=ini=i1+i2+in电压u=u1+u2+unu=u1=u2=un电阻r=r1+r2+rn=+2几个常用的推论（1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。（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。二、闭合电路欧姆定律1闭合电路（1）组成（2）电源电动势与内、外电压的关系：e=u内+u外。2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（3）路端电压u与电流i的关系关系式：u=eir。ui图像如图所示。a当电路断路即i=0时，纵坐标的截距为电源电动势。b当外电路电压为u=0时，横坐标的截距为短路电流。c图线的斜率的绝对值为电源的内阻。3路端电压与外电阻的关系（1）当外电阻r增大时，i减小，内电压减小，路端电压u外增大。当外电路断开时，i=0，u外+e。（2）当外电阻r减小时，i增大，内电压增大，路端电压u外减小。当外电路短路时，外电阻r=0，u外=0。4闭合电路中的功率（1）电源的总功率：p总=ie=iu外+iu内=p出+p内。（2）电源的内耗功率：p内=i2r=iu内。（3）电源的输出功率：p出=ui=eii2r=p总p内。三、电源的功率和效率1电源的功率（1）任意电路：p总=ie=iu外+iu内=p出+p内。（2）纯电阻电路：。2电源内部消耗的功率：。3电源的输出功率（1）任意电路：p出=ui=eii2r=p总p内。（2）纯电阻电路：。（3）输出功率和外阻的关系当r=r时，电源的输出功率最大，为。当rr时，随着r的增大，输出功率越来越小。当rr时，随着r的增大，输出功率越来越大。当p出r。为使r0上消耗的电功率最大，应将变阻器阻值调整到ar0 br0+rc0 dr0r2如图所示电路，电源内阻不可忽略。在滑动变阻器触头由a滑向b的过程中。下列说法中正确的是a电流表示数减小b小灯泡l亮度增加c电源内电阻消耗功率减小d电源输出功率一定增加3如图所示为两个不同闭合电路中的两个不同电源的ui图象，则下述说法中正确的是a电动势e1=e2，发生短路时的电流i1r2c电动势e1=e2，内阻r1p2 bp12 d129如图所示电路中，电源电动势为e，内阻为r，当滑动变阻器r2滑动端向右滑动后，理想电流表a1、a2的示数变化量的绝对值分别为i1、i2，理想电压表示数变化量的绝对值为u。下列说法中正确的是a电压表v的示数减小b电流表a2的示数变小cu与i1比值一定小于电源内阻rdu与i2比值一定小于电源内阻r10如图所示，电路中电源的电动势e恒定，内阻r=2 ，定值电阻r3=4 。ab段电路消耗的电功率在开关s断开与闭合时相等，电压表和电流表均为理想电表，则以下说法中正确的a开关s断开时电压表的示数一定等于s闭合时的示数b电阻r1、r2可能分别为4 、6 c电阻r1、r2可能分别为3 、9 d开关s断开与闭合时，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量大小之比与r1、r2无关11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变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示，则下列说法中正确的是a图线b表示输出功率pr随电流i变化的关系b图线a的最高点对应的功率为最大输出功率c在图线上a、b、c三点的纵坐标一定满足关系pa=pb+pcd两个图线交点m与n的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:412下图所示的电路中，电源内阻r不可忽略，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器r2的滑动键p向上滑动时aa1和a2的示数均变大bv1和v2的示数均变大ca1示数的变化量小于a2示数的变化量dv1示数的变化量小于v2示数的变化量13如图所示，电源内阻r=1 ，r1=2 ，r2=6 ，灯l上标有“3 v 1.5 w”的字样，当滑动变阻器r3的滑片p移到最右端时，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r3上消耗的功率最大？最大值为多大？14如图所示电路中，电阻r1=r2=r3=10 ，电源内阻r=5 ，电压表可视为理想电表。当开关s1和s2均闭合时，电压表的示数为u1=10 v。（1）电阻r2中的电流为多大？（2）路端电压为多大？ （3）电源的电动势为多大？（4）当开关s1闭合而s2断开时，电压表的示数为多大？15如图所示电路中，电源电动势e=10 v，内阻不计，电阻r1=14 ，r2=6.0 ，r3=2.0 ，r4=8.0 ，r5=10 ，电容器的电容c=2 f。求：（1）电容器所带的电荷量，并说明电容器哪个极板带正电；（2）若r2突然断路，将有多少电荷量通过r5？电流的方向如何？16（2016新课标全国卷）阻值相等的四个电阻、电容器c及电池e（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关s断开且电流稳定时，c所带的电荷量为q1；闭合开关s，电流再次稳定后，c所带的电荷量为q2。q1与q2的比值为a bc d17（2016江苏卷）如图所示的电路中，电源电动势为12 v，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关s，下列说法正确的有a路端电压为10 vb电源的总功率为10 wca、b间电压的大小为5 vda、b间用导线连接后，电路的总电流为1 a18（2016上海卷）如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为u，电流表示数为i；在滑动变阻器r1的滑片p由a端滑到b端的过程中au先变大后变小 bi先变小后变大cu与i比值先变大后变小 du变化量与i变化量比值等于r319（2014上海卷）如图，电路中定值电阻阻值r大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表示数变化量的绝对值，则aa的示数增大b的示数增大c与的比值大于rd大于20（2014天津卷）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。闭合电键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r的阻值c增大两板间的距离d断开电键s2c【解析】滑片向b端移动时滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电流减小，由e=u+ir可知，路端电压增大，则流过r的电流增大，故电流表示数增大，故a错误；因总电流减小，而流过r的电流增大，由并联电路的分流规律可知，流过灯泡的电流减小，故灯泡亮度减小，故b错误；因电流减小，则由功率公式可知，电源内部消耗的功率减小，故c正确；当电源内外电阻相等时，电源的输出功率最大，本题无法得出内外电阻的大小关系，故无法确定功率的变化，故d错误。【名师点睛】本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式，在解题时要注意明确电源的输出功率的极值问题的应用，注意电源的总功率随外电阻的变化而变化。3c【解析】根据u=eir可知，直线的截距等于电动势，则电动势e1=e2，直线的斜率等于内阻，则内阻r1r2，则选项c正确，abd错误。变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率。当外电阻等于内电阻时，输出功率最大，r外2r，随着外电阻的减小，输出功率减小。因外电阻一直大于内电阻，故滑片向b端移动时，外电阻减小，故滑动变阻器消耗的功率变小，c正确；滑片移动过程中总电流变大，根据可知p=i2r0，r0不变，定值电阻r0上消耗的功率变大，d错误。5d【解析】r2和r3并联后再与r1串联，所以串联电路正比分压可得：，所以，所以d正确。6ac【解析】电源a的电动势大，内阻也大，电源的效率由此可知外电阻越大电源效率越高，输出功率，当r=r时电源输出功率最大，由图像可知图线的斜率表示内阻大小，图线c的斜率表示外电阻阻值的大小，图线a的内阻与c的电阻相接近，所以电源输出功率较大，ac正确。7ad【解析】由图示图象可知，电源ui图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势1.40 v，a正确；电源内阻，b错误；由图示图象可知，路端电压为1.00 v时，电路电流为0.4 a，c错误；当电压表示数为1.20 v时，d正确；故选ad。【名师点睛】本题考查闭合电路的欧姆定律的数据处理，要明确图象的意义，同时注意纵坐标是否从零开始的，不能想当然的将横坐标的截距当作短路电流。8c【解析】由直线a可知，e=6 v，r=1 ，由直线b、c可知，r1=2 ，r2=0.5 ，p1=()2r1=8 w，1=，p2=()2r2=8 w，2=，故有p1=p2，12，只有c正确。9bc【解析】当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表a2的示数减小，根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表v的示数增大，故a错误，b正确；根据并联电路的电流规律i2=i1+i，a2的示数i2变小，通过定值电阻r1的电流增大，则a1的示数i1变小，所以i1一定大于i2，电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律u=ei2r可知，=r，而i1大于i2，所以r，故d错误，c正确。11cd【解析】由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式pe=ei、pr=i2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率pr，所以ab错误；在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的a、b、c三点，因为直流电源的总功率pe等于输出功率pr和电源内部的发热功率pr的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系pa=pb+pc，所以c正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点m时的电流，此时电流的大小为，功率的大小为，a、b线的交点n表示电源的总功率pe和电源内部的发热功率pr相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为1:2，纵坐标之比为1:4，所以d正确。 12bcd【解析】滑动键p向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，电路总电阻增大，根据闭合回路欧姆定律可得路端电压增大，所以电压表v1的示数增大，电路总电流减小，故通过r3的电流减小，所以r3两端的电压减小，而路端电压增大，所以并联电路两端的电压增大，所以电压表v2的示数增大，即r1两端的电压增大，所以电流表a1示数增大，而总电流等于通过r1的电流与通过滑动变阻器电流之和，总电流减小，通过r1电流增大，所以电流a2减小，并且a1示数的变化量小于a2示数的变化量，因为，所以v1示数的变化量小于v2示数的变化量，故bcd正确。13（1）6 v （2）2 a （3）2 2 w（1）滑动变阻器的滑片p移到最右端时，电源的电动势e=ul+ir1+ir=3 v+12 v+11 v=6 v（2）当p移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，i=2 a（3）灯的电阻rl=设滑动变阻器的pb段电阻为r3，r3与rl并联等效电阻r3l=由闭合电路欧姆定律，i=，又u3=ir3l所以当r3=2 时变阻器r3上消耗的功率最大，且最大值为2 we=i(r+r)，代入数据解得e=20 v（4）s1闭合而s2断开，电路中的总电流电压表示数u=i(r1+r2)=0.820 v=16 v15（1）1.0105 c （2）1.4105 c 电流方向从上到下（1）分析题中所给的电路可知，电容器两端的电压即为ab两点间的电势差因为设d点的电势为零电势参考点，则故uc=5 v，电容器的下极板带正电，此时电容器带电荷量q=cuc=1.0105 c（2）当r2突然断路后，uc= u3=2 v此时电容器的上极板带正电，带电荷量q=cuc=4.0106 c流过r5的电荷量为q+q=1.4105 c，电流方向从上到下16c【解析】根据等效电路，开关s断开时，电容器的电压，得q1=cu1；s闭合时，q2=c2，故，故选c。17ac【解析】由题图知外电路的总电阻为10，回路的总电阻为12 ，根据欧姆定律可求得干路电流，所以路端电压为，a正确；电源的总功率，故b错误；根据并联电路的特点可求得流过a、b的电流均为0.5 a，所以，故c正确；a、b间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 ，回路的总电阻为9.5 ，故d错误。18bc【解析】根据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故选项a错误；滑片滑动过程中，电阻r1的阻值先增大