第2闭合电路的欧姆定律.doc

第2讲电路闭合电路的欧姆定律 高三物理一、串、并联电路1.一个T形电路如图所示，电路中的电阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计则()A当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 B当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 C当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 VD当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V二、电源电动势和内阻2.有关电压与电动势的说法中正确的是()A电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B电动势就是电源两极间的电压C电动势公式E中的W与电压U中的W是一样的，都是静电力所做的功D电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量三、闭合电路的欧姆定律(1)内容：闭合电路中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)路端电压与外电阻的关系负载R增大I减小U内减小U外增大外电路断路时(R无穷)，I0，U外E.负载R减小I增大U内增大U外减小外电路短路时(R0)，I，U内E.(4)U-I关系图：由UEIr可知，路端电压随着电路中电流的增大而减小；U-I关系图线如图所示当电路断路即I0时，纵坐标的截距为电动势当外电路电压为U0时，横坐标的截距为短路电流图线的斜率的绝对值为电源的内阻四、电路的动态分析判定总电阻变化情况的规律1当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)2若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小3在如图所示分压电路中，滑动变阻器可视为由两段电阻构成，其中一段R并与用电器并联，另一段R串与并联部分串联A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致例1 在如图所示的电路中，当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时()A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小练1 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是()A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗C电流表A的读数变小，电压表V的读数变大D电流表A的读数变大，电压表V的读数变小五、闭合电路欧姆定律的应用及电源的功率1.电源的功率(1)电源的总功率任意电路：P总EIU外IU内IP出P内纯电阻电路：P总I2(Rr).(2)电源内部消耗的功率：P内I2rU内IP总P出(3)输出功率和外电阻的关系当Rr时，电源的输出功率最大，为Pm.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P出R2.图中电压表为理想表当在两电路中通过相同的电荷量q的过程中，下列关于两电路的比较正确的是()AR1上产生的热量比R2上产生的热量多B电源内部产生热量较多的是甲电路C电压表V1示数大于电压表V2示数D甲、乙两电路电源输出功率可能相等12如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2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开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，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13如图所示电路，在平行金属板M，N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O点改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，则()A该粒子带正电B减少R2，粒子还能打在O点C减少R1，粒子将打在O点左侧D增大R1，粒子在板间运动时间不变14如图甲所示，其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0 V(内阻不计)，且R11 000 (不随温度变化)若改变R2，使AB与BC间的电压相等，这时()AR的阻值为1 000 BR的阻值为1 300 C通过R的电流为1.5 mAD通过R的电流为2.0 mA15如图所示电路中，电源电动势E12 V，内阻r2 ，R14 ，R26 ，R33 .若在C、D间连接一个电表或用电器，则有()A若在C、D间连一个理想电压表，其读数是6 VB若在C、D间连一个理想电压表，其读数是8 VC若在C、D间连一个理想电流表，其读数是2 AD若在C、第2讲电路闭合电路的欧姆定律 高三物理1.解析当cd端短路时，等效电路如图(1)所示，R123R140 ，A正确，同理B错误图(1)图(2)当a、b两端接通测试电源时，等效电路如图(2)所示，根据欧姆定律得：I A2 A，所以UcdIR380 V，故C正确，同理D错误答案AC2解析电压和电动势单位虽然相同，但它们表征的物理意义不同，电压是表征静电力做功将电能转化为其他形式能的本领大小的物理量而电动势则表征电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量故电压与电动势不是同一个物理量，所以A、B错误，D正确电动势公式E中的W是非静电力做功而不是静电力做功，故C错误答案D3.解析电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E800 mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流I短，所以电源内阻r 20 ，该电源与20 的电阻连成闭合电路时，电路中电流I mA20 mA，所以路端电压UIR400 mV0.4 V，D项正确答案D例1解析R3的滑动触头向下滑动，所以R3接入电路的阻值变大，导致并联电路的阻值变大，电路的总电阻变大，干路电流变小；并联电路的电阻变大，则并联电路的分压增大，即R2、R4串联电路的电压变大，所以流过这一支路的电流变大，由于干路电流变小，所以电流表的示数变小；因为R2、R4串联电路的电压变大，使得R2两端分压变大，电压表示数变大，本题答案为A.答案A练1解析滑动触片向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路部分的阻值变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，故电流表A的读数变小，电压表V的读数变大，小灯泡L2变暗，L1两端电压变大，小灯泡L1变亮，B、C正确答案BC例2解析(1)定值电阻R1消耗的电功率为P1I2R1，可见当滑动变阻器的阻值R20时，R1消耗的功率最大，最大功率为P1m2 W.(2)将定值电阻R1看做电源内阻的一部分，则电源的等效内阻rR1r2.5 ，故当滑动变阻器的阻值R2r2.5 时滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2m2.5 W.(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知，当R1R2r，即R2rR1(20.5) 1.5 时，电源有最大输出功率，最大功率为P出m3.125 W.练2解析在滑动触头从a端移动到b端的过程中，R1接入电路的电阻(实际上是RaP与RbP的并联电阻)先增大后减小，所以电路中的总电流先减小后增大，电路的路端电压先增大后减小，A、B正确；题中R外总大于电源内阻，外电路电阻R外越接近电源内阻，电源输出功率越大，滑动触头从a端移动到b端的过程中，R1接入电路的电阻先增大后减小，电源的输出功率先减小后增大，C错误；将R2r视为电源内阻，在滑动触头从a端移动到b端的过程中，外电阻R1接入电路的电阻先增大后减小，滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小，D错误答案AB例3解析随着电压的增大，电灯变亮，灯丝温度升高，电阻率变大，电阻变大所以电灯两端的电压与通过它的电流不成线性关系根据闭合电路欧姆定律可知：EULIR代入数据得到：8UL20I在甲图中画出此方程的图线，如图丙所示该图线与原图线的交点为此电路对应电灯中的电流和电压值由图丙即可读出此电路中电灯两端的电压U2 V，电流I0.3 A，所以电灯的实际功率为PUI0.6 W.练3解析图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A正确；作外接电阻R的伏安特性曲线分别交电源、的伏安特性曲线于S1、S2两点(如图所示)，交点横、纵坐标的乘积IUP为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两交点S1、S2横、纵坐标的乘积不可能相等，且电源的输出功率总比电源的输出功率大，故B错误，D正确；电源的效率，因此电源内阻不同则电源效率不同，C错误答案AD例4 解析闭合开关S，电路稳定后电流I0.5 A，电容器两端的电压为UIR11.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器带电荷量为QCU1001061.5 C1.5104 C，选项B错误、C正确；先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，电容器C通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5104C，选项D错误答案AC练4、解析光照强度增大时，R的阻值减小，闭合电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律知I增大，灯泡L变亮，选项A错误；光敏电阻R上的电压UREI(rR灯)减小，选项B错误；电压表V的读数UEIr减小，选项C正确；电容器C两端的电压等于灯泡两端的电压，灯泡两端的电压ULIR灯增大，所以电容器C的带电荷量QCUL增大，选项D正确答案CD练5、 解析保持开关S闭合，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动，电路中的总电阻变小，电流变大，电流表A的示数变大，由UIR3知电压表V的示数变大，A正确；保持开关S闭合，滑动变阻器R1的滑片不滑动，则电容器两极板间的电压不变，R2中没有电流通过，B错误；若保持开关S闭合，拉开电容器两极板之间的距离，电容器的电容变小，两极板间的电压不变，此时电容器放电，R2中有由a到b的电流，C错误；断开开关S，电容器两极板电荷量不变，若将电容器上极板与下极板稍微错开一些，电容器的电容变小，由E知，两极板间场强变大，油滴P将向上运动，D正确答案AD1解析由串反并同结论可知，当R减小时并联部分电压减小，电压表示数减小，与其并联的R1的电流也减小，与其串联的电阻R2的电压增大，由欧姆定律得R1两端电压减小UIR1，则A对；由闭合电路欧姆定律知EUIr，电阻R2与r电压共增加了U，B、C错，通过R2的电流增加，增加量一定小于U/R2，D错答案A2解析滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可得P总减小，故选项A正确根据可知选项B正确由P损I2r可知，选项C正确由P输R外图象，如下图，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，选项D错误答案ABC3解析由图象判断电源a的内电阻大，在纯电阻电路中电源效率100%，内电阻越大效率越低；电源的输出功率PUI对应图线交点坐标的乘积，只有C正确答案C4.解析当电流稳定时，电容器可视为断路，当P向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I减小，电压表的示数UEI(R2r)增大，A错，B对；对于电容器，电荷量QCU增大，C、D均错答案B5解析若尘埃P处于静止状态，则重力与电场力平衡若尘埃向下加速运动，则电场力减小，电容器两极板间的电压减小，故向左移动R2的滑片可以实现这种变化故A正确、B错由于稳定时R1支路无电流，故无论如何移动R1，电容器两极板间的电压都不会改变，故尘埃仍平衡，故C错断开开关S，电容器两极板间电压增大，这种情况与B选项效果相同，故D错答案：A6、解析开关接通时，灯泡被短路，灯泡熄灭，电路的总电阻变小，电路的总功率P变大，电烙铁的功率变大，A正确，B、C、D错误答案A7解析若仅使R1的阻值增大，可得总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，R2分流增大，则灯泡L分流减小，灯泡L变暗，A正确；若仅使R1的阻值减小，可得总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，R2分流减小，则灯泡L分流增大，灯泡L变亮，B错误；若仅使R2的阻值增大，可得总电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，则灯泡L分流增大，灯泡L变亮，C错误；若仅使R2的阻值减小，可得总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，则灯泡L分流减小，灯泡L变暗，D正确答案AD8解析探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大，回路总电阻变大，总电流减小，电流表示数变小，电源内电阻分压变小，路端电压变大，电灯L亮度增加，正确选项为AC.9解析将滑片P移到右端，变阻器接入电路中的电阻R变小，总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可以判断电路中总电流变大，电流表示数变大，选项B正确由UIR可以判断内电压变大，则路端电压变小，电灯L消耗的功率变小，选项C正确流过R1的电流I1I总IL变大，电阻R1消耗的功率变大，UR1变大，选项D错误电压表示数UVULUR1变小，选项A错误答案BC10解析电动机不转时相当于一个发热的纯电阻，根据通过电动机的电流为0.5 A、电压为2 V，可算出电动机内阻为4 .正常工作时，电动机消耗功率UI等于48 W，内阻发热消耗功率为I2r等于16 W，则输出功率为UII2r，等于32 W.答案A11解析由焦耳定律可得QI2RtItIRqU，由于两电路电源相同，R1R2，由串联分压与电阻成正比，得U1U2，所以Q1Q2，A、C正确；电源内部产生的热量QrI2rtItIrq(EU)，由于U1U2，故Qr1Qr2；B错误；由于电源的内阻与负载电阻的大小关系未知，由输出功率与负载电阻的关系可知，甲、乙两电路电源输出功率可能相等，D正确12解析当电路接通后，对小球受力分析：小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用，其中重力为恒力，当电路稳定后，R1中没有电流，两端等电势，因此电容器两极板电压等于R0两端电压，当R2不变，R1变化时，电容器两极板电压不变，板间电场强度不变，小球所受电场力不变，F不变，C、D两项错若保持R1不变，缓慢增大R2，R0两端电压减小，电容