第1节闭合电路欧姆定律.doc

第4课时闭合电路的欧姆定律绍兴市高级中学 钟勇【测控导航】知识点题号1.对电动势和电压的理解12.电源及其他元件功率和效率的分析与计算2、3、63.闭合电路的图象问题5、7、104.电路的动态分析及含容电路8、95.闭合电路的综合应用4、11、12一、单项选择题1.关于电源的电动势的说法,下列正确的是(D)A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的电动势越大,电源所提供的电能就越多C.电源接入电路后,其两端的电压越大时,电源的电动势也越大D.无论电源接入何种电路,其电动势是不变的解析:由电动势的定义可知,当通过单位电荷时转化的电能为2 J,则电源的电动势为2 V,故选项A错误;电源所能提供的电能与电动势无关,它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的,故选项B错;电源的电动势与外电路无关,故选项C错误.对于确定的电源,其电动势是不变的,选项D正确.2.(2012陕西五校三模)在如图所示的电路中,两个灯泡均发光,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,则(A)A.A灯变亮,B灯变暗B.A灯和B灯都变亮C.电源的输出功率减小D.电源的工作效率降低解析:当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,干路电流I变小,并联部分电路的电压U=E-I(r+R1)变大,所以流过A灯泡和电阻R2的电流都增大,流过B灯的电流减小,所以A灯变亮,B灯变暗,选项A正确,B错误;不清楚电源内阻与外电路电阻之间的大小关系,所以还不能确定电源的输出功率增减,选项C错误;电源的工作效率=R外r+R外=1rR外+1,当外电路电阻R外增大时,电源的工作效率增大,选项D错误.3.(2012湖北七市联考)有一个电动势为3 V、内阻为1 的电源.下列电阻与其连接后,使电阻的功率大于2 W,且使该电源的效率大于50%的是(C)A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 解析:由闭合电路欧姆定律得I=ER+r,P=I2R2 W,即(ER+r)2R2 W,得12 Rr=1 ,故选项C正确.4.如图所示,电源电动势E=3.2 V,电阻R=30 ,小灯泡L的额定电压UL=3.0 V,额定功率PL=4.5 W.当开关S接1时,电压表的读数为3 V,则当开关S接2时,灯泡发光的情况是(A)A.很暗,甚至不亮B.正常发光C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏解析:设电源的内电阻为r,S接1时,由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流为:I1=ER+r,电压表的示数等于电阻R两端的电压,即:U1=I1R,代入数据联立解得:r=2 .灯泡的电阻为:RL=UL2PL=2 ,S接2时,电路中的电流为:I2=ERL+r=3.22+2 A=0.8 A,灯泡两端的电压为:UL=I2RL=0.82 V=1.6 V ,比灯泡的额定电压小得多,灯泡很暗,甚至不亮,正确选项为A.5.(2012陕西礼泉一中期末)2012年12月以来,广大交警加大了对“酒驾”的查处力度.酒精测试仪的工作原理如图所示,其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感器电阻r的倒数与酒精气体的浓度C成正比,R0为定值电阻.以下关于电压表示数的倒数(1U)与酒精气体浓度的倒数(1C)之间关系的图象,正确的是(A)解析:由题意知:r=k1Ck为比例系数又据闭合电路欧姆定律知E=U+UR0(r+r)由、式得1U=kER01C+R0+rR0E由可得1U1C,故选项A对,B、C、D错.6.(2012安徽两地三校示范高中联考)如图(甲)为某一小灯泡的UI图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 的定值电阻R串联,接在内阻为1 、电动势为5 V的电源两端,如图(乙)所示.则(B)A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26 WD.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W解析:若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,则电源输出电流为I=0.4 A,由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U=E-I(R+r)=3 V.由题图(甲)可知小灯泡的电流强度为0.2 A时小灯泡两端电压仅为1.3 V,显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A,选项A、C错误;若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,由题图(甲)可知小灯泡的电流强度为0.3 A时小灯泡两端电压为2.0 V,电阻R和内阻r上的电压为3.0 V,此时每盏小灯泡的电功率为P=UI=0.6 W,选项B正确,D错误.7.(2012安徽试题调研)温度传感器广泛应用于空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的.如图(甲)所示,电源的电动势E=9.0 V,内阻不计;G为灵敏电流计,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图(乙)所示.闭合开关S,当R的温度等于20 时,电流计示数I1=2 mA;当电流计的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是(D)A.60 B.80 C.100 D.120 解析:由图象知,当t1=20 ,热敏电阻的阻值R1=4 k,根据闭合电路欧姆定律:I1=ER1+Rg,可解得Rg=0.5 k,又I2=ER2+Rg,可解得R2=2 k,结合图象得:t2=120 .8.(2012泰州中学一模)如图所示的电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是光敏电阻,其阻值随光照的强度增强而减小.当开关S闭合且没有光照射时,电容器C不带电.当用强光照射R4且电路稳定时,则与无光照射时比较(B)A.电容器C的上极板带正电B.电容器C的下极板带正电C.通过R4的电流变小,电源的路端电压增大D.通过R4的电流变大,电源提供的总功率变小解析:没有光照射时,电容器C不带电,说明电容器的上、下两极板电势之差为0,强光照射,R4的阻值减小,R3上的电压增大,电容器的上极板电势低于下极板电势,下极板带正电,故选项A错,B对;R4的阻值减小,根据“串反并同”可判定通过R4的电流增大,又外电阻减小则路端电压减小,故选项C错;由于外电阻减小,干路电流I增大,电源总功率P=IE增大,故选项D错.9.(2012湖南十二校联考)如图所示,直线、分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法不正确的是(C)A.电源1与电源2的内阻之比是117B.电源1与电源2的电动势之比是11C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是12D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是12解析:根据直线、可知,两电源的电动势E1=E2=10 V,电源内阻r1=107 ,r2=1011 ,所以r1r2=117,E1E2=11,选项A、B正确;曲线与两直线的交点坐标表示将该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接时的干路电流和路端电压,它们也表示通过该小灯泡的实际电流和小灯泡两端的实际电压,显然,在这两种连接状态下,小灯泡的电阻分别为R1=35 =0.6 和R2=5V6A=56 ,小灯泡消耗的功率分别为P1=35 W=15 W和P2=56 W=30 W,所以R1R2=1825,P1P2=12,选项C错误,D正确.二、不定项选择题10.(2012浙江月考)如图所示,电动势为E,内阻为r的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、R3、平行板电容器及理想电流表组成闭合电路,图中电压表为理想电压表,当滑动变阻器R1的触头向左移动一小段时,则(ACD)A.电流表读数增大B.电容器带电荷量增加C.R2消耗的功率减小D.电压表与电流表示数变化之比不变解析:由电路图可知R1、R2并联再与R3串联,当滑动触头向左移动一小段时,R1电阻减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律,电路总电流增大,所以内电压增大,路端电压减小,并联部分电压减小,电容器的带电荷量Q=CU减小,R2消耗的功率减小,选项A、C正确,B错误;由U=E-Ir,可得UI=-r,故选项D正确.三、非选择题11.在如图所示的电路中,R1=2 ,R2=R3=4 ,当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,试求:(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;(2)电源的电动势和内电阻;(3)当开关S接c时,通过R2的电流大小.解析:(1)S接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式P=I2R可得通过电源的电流I1=PR2=1 A再根据P=U2R电源两端电压U1=PR2=4 V.(2)S接a时,有E=U1+I1rS接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=6 通过电源的电流I2=U2R1+R2=0.75 A这时有:E=U2+I2r,解得:E=6 V,r=2 .(3)当S接c时,R2、R3并联,R23=R2R3R2+R3=2 ,R总=R1+r+R23=6 总电流I3=E/R总=1 A通过R2的电流I=12I3=0.5 A.答案:(1)1 A4 V(2)6 V2 (3)0.5 A12.(2012温州高三月考)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(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)两个图上的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)解析:(1)由题图(乙)可知Im=nEnr,所以r=EIm=1.53 =0.5 ,由题图(甲)可知Pm=(nE)24nr,所以n=4rPmE2=40.54.51.52=4.(2)由题图(丙)知=RR+r,当触头C滑到B端时,电源效率最高,r=nr=40.5 =2 ,所以R=r1-=8 .(3)当内、外电路的电阻相等时,电源的输出功率最大,有Pm=UI=4.5 W,I=nE2nr得U=3 V,即b点的坐标为(3 V,4.5 W).当滑动触头C到达B时,电流最小,而路端电压最大,则a点的横坐标I=E总R+r=0.6 A,a点的纵坐标Ua=IR=0.68 V=4.8 V,即a点的坐标为(0.6 A,4.8 V)