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文档简介
1、专题一、由闭合电路欧姆定律定性判断电流、电压、功率变化KREr图8-2-11闭合电路欧姆定律三种表达式(如图8-2-1):(1) ;(2)E=U外+U内;(3)U端E-Ir。2总电流I和外电阻R外关系:R外增大,I变小,当R外(断路)时,I0;R外减小时,I变大,当R外0(短路)时,(最大).(电源被短路,是不允许的)。3路端电压U和外电阻R外关系:R外增大,U端变大,当R外(断路)时,U端E(最大);R外减小时,U外变小,当R外0(短路)时,U端0(最小)。4闭合电路的动态分析与判断闭合电路的动态分析:就是某一电阻的变化引起电路的电流、电压、功率变化的分析与判断。方法程序法:利用闭合电路欧姆
2、定律和部分电路欧姆定律逐个分析。若某电阻R变大(或减小)R总变大(或减小)由公式知,I总变小(或增大)由U端E-Ir 知U端变大(或减小)再用部分电路欧姆定律讨论其它部分电流、电压和功率的变化。注意:若使串联的用电器增多,则总电阻增大;若使并联的支路增多,则总电阻减小;若某支路断开,所在支路电阻增大。A1A2R1R2R3SVabrE图8-2-2例1在如图8-2-2所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数和电阻功率变化情况
3、是( )AI1增大,I2不变,U增大 BI1减小,I2增大,U减小CR1功率增大,R3功率减小 DR1功率减小,R3功率增大方法2串反并同法:直接应用“电路中R、I、U串并联关系”中的特点:任一电阻R阻值增大,必将引起该电阻自身的电流减小;同时引起与该电阻串联的其它各电阻电压、电流、功率的减小;还将引起与该电阻相并联电阻的电压、电流、功率的增大, 简称串反并同,反之亦然。请用此法再分析上例1。R0R3R2R1REr图8-2-3例2如图8-2-3所示电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1为可变电阻,当R1 调大时 ( ) AR2上的功率增大BR3上的功率增大CR0上的功率增大图8-2-4DR
4、上的功率增大 例3如图8-2-4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,则电路中出现断路故障的是(设只有一处出现了故障)()AR2 BR3 CR1 D灯B专题练习1电源电动势为E,内阻为r,有关路端电压和通过电源电流的情况,下述说法正确的是( )A电源被短接时,通过电源内部的电流将无穷大,而路端电压也最大B电源被短接时,通过电源的电流等于,路端电压为零C外电路断开时,电流为零,路端电压的值等于E图8-2-5D外电路断开时,电路中的电流为零,路端电压也为零2如图8-2-5所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V
5、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()AV的读数变大,A的读数变小BV的读数变大,A的读数变大图8-2-6CV的读数变小,A的读数变小DV的读数变小,A的读数变大 3如图8-2-6所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向左移动时( ) A电流表读数变小,电压表读数变大B小灯泡L变亮C电容器C两板间的场强变小D电源的总功率变大图8-2-74如图8-2-7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
6、V读数先变小后变大,电流表A读数先变大后变小E rBARP图8-2-85如图8-2-8所示,A、B为相同的两个灯泡,均发光,当变阻器的滑片P向上端滑动时,则( ) AA灯变亮,B灯变暗 BA灯变暗,B灯变亮CA、B灯均变亮 rSRER1R2R3R4图8-2-9DA、B灯均变暗6如图8-2-9所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R为可变电阻,其余电阻为定值电阻则开关S闭合后,当R变小时,以下说法正确的是 ( ) A电阻R1的功率变大B电阻R2的功率变小C电阻R3的功率变大D电阻R4的功率变大AVEbarRRR图8-2-107在如图8-2-10所示电路中,当变阻器R3的滑动头p向b端移动时(
7、)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AR1ER2R3rba图8-2-118如图8-2-11所示,是一火警报警器的部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器,ab之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )AI、U都变大 BI变小、U变小 CI变小U变大 AKR1R2R3R4L1L2图8-2-12DI变大U变小9如图8-2-12所示,闭合电键,灯L1、L2正常发光,由于电路出现故障,突然L1变亮L2变暗,电流表读数变
8、小,根据分析,发生的故障可能是( )AR1断路 BR2断路 CR3短路 CR4短路R1R2R3E rAB图8-2-1310如图8-2-13所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的,现在突然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )AR3断路 BRl短路CR 2断路 DR 1、R 2同时短路图8-2-14112012·黄冈模拟如图8-2-14所示,平行金属板中带电质点P处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则()A电压表读数减小B电流表读数减小C质点P将向上运动DR3上消耗的功率逐渐增大VRAa b图8
9、-2-1512如图8-2-15所示,电源内阻不能忽略,安培表、伏特表都是理想电表,当滑动变阻器R的滑动头从a端滑到b端过程中( ) AV的示数先增大后减小,A示数增大 BV的示数先增大后减小,A示数减小 CV的示数先减小后增大,A示数增大 DV的示数先减小后增大,A示数减小VAABab图8-2-1613如图8-2-16所示,电灯A标有“10V,10W”,电灯B标有“8V,20W”,滑动变阻器的总电阻为6,当滑动触头由a端向b端滑动的过程中(不考电灯电阻的变化)( ) A安培表示数一直减小,伏特表示数一直增大;B安培表示数一直增大,伏特表示数一直减小;C安培表示数先增大后减小,伏特表示数先减小后
10、增大;D安培表示数先减小后增大,伏特表示数先增大后减小。专题二、含电容器的电路含电容器的电路,理解和掌握以下几点:()电容器上电量增加或减少时,电路中存在充放电电流;()电容器上充电完毕电路无电流,相当于此处断路,等效电阻无限大;()电容器两极板间电压等于它所在支路两端的电压;()简化含电容器电路时,电容器可以先断开或去掉,求电量时再补上;与电容器串联的电阻可把电阻看成纯导线。图8-3-1例1如图8-3-1所示电路,A、B间电压恒为3.2V,3个电阻的阻值均为4,电容器的电容为30F,电流表为理想电流表,那么,电路稳定时电容器所带的电量、电流表的读数分别是( )A9.6×105C,0
11、.8ª B0,0.8ªC9.6×105C,1ª D1.2×104C,0.8ªCR1R2R3E图8-3-2例2如图8-3-2所示,一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源连成如图所示的电路,今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板间静止不动,要使油滴上升,可采用的方法是( )A增大R1 B增大R2 C增大R3 D减小R2专题练习CKR1R2p图8-3-31如图8-3-3所示电路中,开关K原来是闭合的,当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时,悬在空气平板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态,使尘埃P加速向上运
12、动的方法是( )A把R1的滑片向上移动B把R2的滑片向上移动C把R2的滑片向下移动D把开关K断开CR1R2R3Erab图8-3-4 2在如图8-3-4所示电路中,电源电动势为E,内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为可电阻,C为电容器。在可变电阻R3由较小逐渐变大的过程中( )A流过R2的电流方向是由b到a B电容器被充电 C电容器的带电量在逐渐减少 D电源内部消耗的功率变大 3如图8-3-5所示,电源电动势为E内电阻为r,平行板电容器两金属板水平放置,S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电量为q的油滴处于静止状态,G为灵敏电流计。则以下说法正确的是( )A若滑动变阻器滑动触头向上移动,则油滴
13、仍然静止,G中有ab的电流GCSR2RR1Erab图8-3-5B若滑动变阻器滑动触头向下移动,则油滴向下加速运动, G中有ba 的电流C若滑动变阻器滑动触头向上移动,则油滴向上加速运动,G中有则ba的电流D若将S断开,则油滴仍保持静止状态,G中无电流4如图8-3-6所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,电阻R2、R3为定值电阻,R1为滑动变阻器,A、B为电容器的两个极板。当滑动变阻器R1处于某位置时,A、B两板间的带电油滴静止不动。则下列图8-3-6说法中正确的是( ) A仅把R1的触头向右滑动时,电流表读数减小,油滴向下运动B仅把R1的触头向右滑动时,电流表读数减小,油滴向上运动C仅把两极板
14、A、B间距离增大,油滴向下运动,电流表读数不变D仅把两极板A、B间相对面积减小,油滴向下运动,电流表读数不变图8-3-75如图8-3-7所示,为了使白炽灯泡L在电路稳定后变得更亮,可以采取的方法有的( )A只减小电容器C两板间的距离 B只增大电容器C两板间的距离C只增大电阻R1的阻值D只增大电阻R2的阻值专题四、闭合电路电源的三种功率、效率和最大输出功率KREr图8-4-1电源的三种功率(以如图8-4-1所示闭合电路为例):(1)电源总功率:P总EI(2)电源内部消耗功率:P内I2r(3)电源输出功率:P出UII2R若外电路是纯电阻电路:图8-4-2则有P出I2R。由上式并绘出P出R图像如图8
15、-4-2所示: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;ErR1R2图8-4-32.电源效率:,R越大,电源效率越大;当Rr时,电源输出功率最大,而效率仅为50%不是最大。例1如图8-4-3所示,已知电阻r = 2,定值电阻R1 = 0.5,电动势E = 4V。求:(1)当滑动变阻器R2为多大时电源输出功率最大?最大为多少?(2)当滑动变阻器R2为多大时R2上消耗的功率最大?最大为多少?(3)当滑动变阻器R2为多大时R1上消耗的功率最大?最大为多少?R1R2R3Eab图8-4-4例2如图8-4-4所示的电路中,电路消耗的
16、总功率为40W,电阻R1为4,R2为6,电源内阻r为0.6,电源的效率为94%,求:(1)ab两点间的电压;(2)电源的电动势。3.利用电源伏安特性图线,电阻伏安特性图线求电源输出功率和效率。(1)两种伏安特性图线(电源伏安特性和电阻伏安特性)。如图8-4-5(1)(2)(3)分别为电源伏安特性曲线、恒定电阻伏安特性曲线、变化电阻(小小灯泡)伏安特性曲线。I/AU/V3.02.00I/AU/V1.51.00I/AU/V0图8-4-5(2)(1)(3)I/AU/V1.53.02.01.00图8-4-6(2)在同坐标图中,电源伏安特性曲线和电阻伏安特性曲线的交点,就对应这个电源对该电阻供电时的输出
17、电流和电压。所以,从“交点”可求电源的输出功率。电源伏安特性曲线斜率可求电源内阻,电阻伏安特性曲线斜率可求电阻,从而可求电源效率。例3如图8-4-6所示的UI图像中,直线I为某电源的路端电压与电流的关系,直线为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图像可知( ) AR的阻值为1.5B电源电动势为3V,内阻为0.5C电源的输出功率为3.0WD电源内部消耗功率为1.5W图8-4-7例4如图8-4-7所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象;直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象。将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么
18、 ( ) AR接到a电源上,电源的效率较高 BR接到b电源上,电源的效率较高CR接到a电源上,电源的输出功率较大DR接到b电源上,电源的输出功率较大专题练习图8-4-81某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图8-4-8所示用此电源和电阻R1、R2组成电路R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路为使电源输出功率最大,可采用的接法是( )A将R1、R2串联后接到电源两端B将R1、R2并联后接到电源两端C将R1单独接到电源两端D将R2单独接到电源两端图8-4-92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
19、,如图8-4-9所示的a、b、c,根据图线可知()A反映Pr变化的图线是aB电源电动势为8V C电源内阻为2D当电流为0.5A时,外电路的电阻为63在如图8-4-10(a)所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图8-4-10(b)所示.当开关闭合后,下列判断正确的是()图8-4-10EL1SL2L3(a)0.0I/AU/V0.51.01.52.02.53.00.000.050.100.150.200.25(b)A灯泡L2的电阻为12B通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C灯泡L1消耗的电功率为0.75W图8-4-11D
20、灯泡L2消耗的电功率为0.30W4如图8-4-11所示,是一个小灯泡的电流强度随小灯泡两端电压变化的关系图,则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定下列说法中正确的是( )A小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小B小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小C欧姆定律对小灯泡不适用D如果把三个这种相同的灯泡串联后,接到电压恒为12V的电源上,则流过每个小灯泡的电流为0.4A5电源的效率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8-4-12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、.由图可知、的值分别为( )图
21、8-4-12A、B、 C、D、123R1R2R3R4E r图8-4-136在如图8-4-13所示的电路中,圈、处可以接小灯、电流表或电压表(均为理想电表)三种元器件,电源电动势E、内阻r均保持不变,定值电阻R1R2R3R44321,小灯电阻RLR1,R1r,电路中有电流通过,下列说法中正确的是( )A要使电源总功率最大,则应该接电流表,接电压表,接小灯B要使电源输出功率最大,则应该接电流表,接小灯,接电压表C要使路端电压最大,则应该接小灯,接电压表,接电流表D要使闭合电路中电源效率最高,则应该接小灯,接电流表,接电压表E r图8-4-147如图8-4-14所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,
22、在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中,下列各物理量变化情况为 ( ) A电流表的读数一直减小BR0的功率先减小后增大 C电源输出功率先增大后减小D电压表的读数先增大后减小8三只灯泡L1、L2和L3的额定电压分别为1.5V、1.5V和2.5V,它们的额定电流都为0.3A。若将它们连接成图8-4-15(1)(2)所示电路,且灯泡都正常发光。(1)试求图1电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;图8-4-15SL1L2L3R3L1SL2L3R2R1(2)(1)(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。选做习题AV1V2V3SR1R2PE,r图8-2-1714在如图8-2-17所示电
23、路中,电源电动势为E,内阻为r,电流表A、电压表V1、V2、V3均为理想电表,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,当R2的滑动触头P向上滑动的过程中( ) A电压表V1的示数增大,电压表V2的示数变大B电压表V3示数的变化量的绝对值与电压表V1、V2示数的变化量的绝对值之和相等 C电压表V1示数与电流表A示数的比值不变D电压表V3示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值保持不变图8-2-1815如图8-2-18所示,当滑动变阻器R3的滑动片向右移动时,两电压表示数变化的绝对值分别是U1和U2,则下列结论正确的是() AU1U2B电阻R1的功率先增大后减小C电阻R2的功率一定增大D电源
24、的输出功率先增大后减小图8-2-1916在如图8-2-19所示电路中,电源电动势为12V,内阻不能忽略,闭合S后,调整R的阻值,使电压表的示数增大U=2 V在这一过程中通过R1的电流增大,增大量为UR1R2两端的电压减小,减小量为U通过R2的电流减小,减小量小于U/R2路端电压增大,增大量为U以上叙述正确的是 ( ) A B C DAV3V1V2SErR1R2P图8-2-2017在如图8-2-20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、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示,下列比值错误的是
25、 ( ) AU1/I不变,U1/I不变BU2/I变大,U2/I变大CU2/I变大,U2/I不变DU3/I变大,U3/I不变专题一、由闭合电路欧姆定律定性判断电流、电压、功率变化例1 BD 解析: R2的滑动触点向b端移动,R2变小,R总变小,由知,I变大由UE-Ir 知U变小,R!2上的电压U12=U-IR3变小,知I1变小,由I2=I-I1知I2变大,所以A错B对。由P=I2R知,R1功率增大,R3功率增大,所以C错D对。方法2。 串反并同法:请用此法再分析上例1。解析:R2的滑动触点向b端移动,R2变小,与R2并联的R1电压减小,电流I1减小,R1的功率减小;与R2这部分串联的R3电压增大
26、,R3的功率增大;R2变小,外电路总电阻变小,路端电压U变小,所以B、D项正确, C、D错误。例2 AD 解析:串反并同法,当R1时,由于R2与R1并联,根据“串反并同”知UR2(或IR2), 则R2上的功率增大,A对;R1,相当于R2与R1并联的总电阻R12,又R3与R12串联,则UR3(或IR3),所以R3上的功率减少,B错;同理,串联的R0上的UR0(或IR0),C错;并联的R上的UR(或IR)D对。 例3 A 解析:依题意,整个电路只有一处发生了断路,下面分别对不同区域进行讨论:若R1断路电路中总电阻变大,电流变小,路端电压升高,A、B两灯均变亮,不合题意若R3断路B与R3并联,该段电
27、路中电阻变大,电压升高,B中的电流增大,B灯变亮,不合题意若R2断路,A与R2并联,这段电路中电阻变大,使总电阻变大,总电流变小,各部分电压降变小,A灯两端电压升高,A中电流增大,A灯变亮;因B灯两端电压减小,B灯中电流变小,B灯变暗,与题中条件相符若B灯断路,则B灯不能发光,不合题意专题练:1BC 解析:电源短接时,R外=0,U路IR外=0,A错B对;外电路断开时,R外,I0,U路E,C对D错。 2B 3 A 解析:用程序法,滑片P向左移动,R的实用阻值增大,由闭合电路欧姆定律知,电流表示数变小,小灯泡L变暗,UL变小,因路端电压随电流减小而增大,故电压表示数变大,变阻器R两端电压增大,电容
28、器C两板间的场强变大,而由P总IE可知,电源的总功率变小,综上所述,只有A正确4A 5 C 6 A 7 B 8 B9 A 10 C 11 A 12 A 13 B专题二、含电容器的电路例1A 解析:把电容器断开,电流表短路,所以通过电流表的电流为电容器上的电压就是AB间的电压U,所以电容器上的电量为,A项正确。例2CD 解析:要使油滴上升,就要增大电场力,因为,d、q都不变,故应增大电容器两端电压UC,而UC=UR3,R1的变化不会影响UC,根据动态电路分析中的“直观法”“串反并同”知:可选择增大R3或减小R2。专题练:1 CD 2 AB 3 C 4 BC 5 D 专题三、闭合电路电源的三种功率、效率和最大输出功率例1解析:(1)因为外电路是纯电阻电路,则有P出I2R外,当R外 = r时,即R1+ R2=r,有R
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