第2章 习题课3　闭合电路欧姆定律的应用

1、.习题课3闭合电路欧姆定律的应用学习目的1.会利用闭合电路欧姆定律进展电路动态分析2.知道电路中闭合电路的功率关系，会计算闭合电路的功率3.会利用闭合电路欧姆定律进展含电容器电路的分析与计算.闭合电路的动态分析1特点：断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片挪动，使闭合电路的总电阻增大或减小，引起闭合电路的电流发生变化，致使外电压、部分电路的电压和部分电路的电流、功率等发生变化是一系列的连锁反响2思维流程在如图1所示的电路中，R1、R2和R3皆为定值电阻，R4为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R4的滑动触头向图中a端挪动时图1AI变大，U变小BI变大，U变

2、大CI变小，U变大 DI变小，U变小思路点拨：解答此题时可按以下思路分析：解析当R4的滑动触头向图中a端挪动时，R4接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小，即电压表的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2两端电压变小，那么电流表的读数I变小，应选D.答案D针对训练1在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图2所示M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时【导学号：12602132】ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R

3、越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显图2C当传感器接触药液时，其阻值发生变化，导致S两端电压U增大，那么M两端电压减小，可知RM应变小；R与RM构成并联电路，其并联总电阻为R并，可知当R越大，RM减小一样值时，R并减小得越多，因此S两端电压增大越明显，选项C正确闭合电路的功率和效率1电源的总功率：P总EI；电源内电阻消耗的功率P内U内II2r；电源输出功率P出U外I.2对于纯电阻电路，电源的输出功率P出I2R2R，当Rr时，电源的输出功率最大，其最大输出功率为Pm.电源输出功率随外电阻变化曲线如图3所示图33电源的效率：指电源的输出功率与电源的

4、总功率之比，即.对于纯电阻电路，电源的效率，所以当R增大时，效率进步当Rr电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高如图4所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么AR接到电源a上，电源的效率较高BR接到电源b上，电源的输出功率较大CR接到电源a上，电源的输出功率较大，但电源效率较低DR接到电源b上，电阻的发热功率和电源的效率都较高图4思路点拨：根据电源的图线，读出短路电流和电阻R接在电源上时的工作状态，分析电源效率的大小电源的U­I图线与电阻R的

5、U­I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，读出电压和电流，分析电源的输出功率大小C如下图见题干图Rrarb，EaEb.电源的效率×100%，故ab；电源的输出功率PUI，由U­I图像知A、B与C交点横、纵坐标乘积表示输出功率或电阻的发热功率，那么PaPb，故正确选项为C.针对训练2如图5所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻R的伏安特性曲线用该电池组直接与电阻R连接成闭合电路，那么以下说法正确的选项是 图5A电池组的内阻是0.33 B电阻的阻值为1 C电池组的输出功率将是4 WD改变电阻R的阻值时，该电池组的最大输出功率为4 WD根据图线a可得图线a的斜

6、率表示电源内阻，故r 1 ，A错误；图线b的斜率表示电阻的大小，故R 3 ，故B错误；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为U3 V，电流为I1 A，电池组的输出功率是PUI3 W，故C错误；根据数学知识得知，当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻Rr1 时，电池组的最大输出功率P出2R4 W，故D正确含有电容器电路的分析与计算在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、放电电流一旦电路到达稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大只考虑电容器是理想的不漏电的情况的元件，电容器处电路可看作是断路，简化电路时可去掉它分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意

7、以下几点：1电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压2当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等3电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充放电假如电容器两端电压升高，电容器将充电；假如电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电如图6所示，电源电动势E10 V，内阻可忽略，R14 ，R26 ，C30 F，求：图61S闭合后，稳定时通过R1的电流；2S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量思路点拨：“稳定时说明电容器充电完毕，相当于断路；“S原来闭合，然后断开电容器极板间电压

8、发生变化，带电荷量发生变化解析1S闭合后，电路稳定时，R1、R2串联，易求I1 A.2S闭合时，电容器两端电压UCU2I·R26 V，储存的电荷量QC·UC.S断开至到达稳定后电路中电流为零，此时UCE，储存的电荷量QC·UC.很显然电容器上的电荷量增加了QQQCUCCUC1.2×104 C电容器上电荷量的增加是在S断开以后才发生的，只能通过R1这条电路实现，所以流过R1的电荷量就是电容器上电荷量的增加量答案11 A21.2×104 C针对训练3多项选择如图7所示的电路中，电源电动势E 6 V，内阻r1 ，电阻R16 ，R25 ，R33 ，电容

9、器的电容C2×105 F假设将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.那么【导学号：12602133】图7AI0.75 A BI0.5 ACq2×105 C Dq1×105 CADR并2 ，开关S闭合时，I0.75 A，选项A对，B错；此时UCIR并1.5 V，QCC·UC3×105 C，假设将开关断开，那么电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1I3R3R112，根据qIt可知，通过R1的电荷量q QC1×105 C，选项C错，D对当 堂 达 标·固 双 基1如图8所示，当开关S

10、断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，那么外电阻R与电源内阻r之比为A53B35C23 D32图8DS断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即E3 VS闭合时，U外1.8 V，所以U内EU外1.2 V因U外IR，U内Ir，所以RrU外U内1.81.232.2如图9所示的电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合前灯泡A、B、C均已发光那么，当开关S闭合时，A、B、C三个灯泡的亮度变化情况是【导学号：12602134】AA亮度不变，B变亮，C变暗BA变暗，B变亮，C变暗CA变亮，B变暗，C变亮DA变暗，B变亮，C亮度不变图9B当开关S闭合时，灯泡C、D并联，电阻减小，外电

11、路总电阻R减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，灯泡A的电压UAEIr减小，电流IA减小，灯泡A变暗灯泡B的电流IBIIA，增大，电压UB增大，灯泡B变亮灯泡C的电压UCUAUB，UA减小，UB增大，那么UC减小，灯泡C变暗3多项选择如图10所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，内阻不计以下说法正确的选项是图10A开关S断开时，a、b两点电势相等B开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不管开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大BCS断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过

12、，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1>C2，由QCU知此时Q1>Q2，当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I2 A，此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V、U2IR212 V，那么此时两电容器所带电荷量分别为Q1C1U13.6×105 C、Q2C2U23.6×105 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C正确，D错误图114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内，如图11所示，求1电源内阻r；2当电流为1.5 A时，外电路的电阻及此时