人教版高中物理選修1第7節(jié)

1、高中物理學(xué)習(xí)材料(馬鳴風(fēng)蕭蕭*整理制作)第7節(jié)閉合電路的歐姆定律1 .閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比一E內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，表達(dá)式為i = 一適用于外電路是純電阻的電路.R+r2 .路端電壓是指外電路兩端的電壓，即電源的輸出電壓U = E-Ir.(1)當(dāng)外電阻R增大時，I減九，內(nèi)電壓減心路端電壓U增大.當(dāng)外電路斷開時，1 = 0, U= E.(2)當(dāng)外電阻R減小時，I增大,內(nèi)電壓土曾大，路端電壓U減小.當(dāng)電源兩端短路時，外電阻 R= 0, I = U = 0.3 .由U外=E-Ir可知，U外-I是一條斜向下的直線，直線斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，直線在縱軸上的截距表示電動勢，線在橫軸

2、上的截距表示短路電流I =Er4 .有兩個相同的電阻 R,串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上，通過每個電阻的電流為I,若將這兩個電阻并聯(lián)起來，仍接在該電源上，此時通過一個電阻R的電流為2I/3,則該電源的內(nèi)阻是()A. R B. R/2C. 4RD. R/8答案 C解析 由閉合電路歐姆定律得，兩電阻串聯(lián)時I = 兩電阻并聯(lián)時 芻=1*,解2R+ r32R+r得r=4R,故選C.5. 一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV,短路電流為40 mA.若將該電池板 與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是A. 0.10 V B . 0.20 V C. 0.30 V D. 0.40

3、V答案 D解析由已知條件得：E = 800 mV.又因I短=E,所以=詈800 Q=20 Q.rI 短 40E 800所以U = IR =R=x 20 mV = 400 mVR+r20+20= 0.40 V,選項D正確.【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一閉合電路歐姆定律3 V,當(dāng)開關(guān)S閉合時，電壓表示數(shù)1 .如圖1所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電壓表示數(shù)為 為1.8 V,則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為（）圖1A. 5 ： 3B. 3 ： 5C. 2 ： 3D. 3 ： 2答案 D解析 S斷開時，電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，即:E=3 V. S閉合時，U外= 1.8 V,所以U內(nèi)=E U外=1.2 V ,因U外=I

4、R, U內(nèi)=Ir,所 以 R ： r=U 外：U 內(nèi)=1.8 ： 1.2=3 ： 2.2 .如圖2所示，電源電動勢 E = 30 V,內(nèi)阻r=1 Q燈泡上標(biāo)有“ 6 V 12 W”字樣， 直流電動機(jī)線圈電阻 R=2 Q若燈泡恰好能正常發(fā)光，求電動機(jī)輸出的機(jī)械功率.圖2答案 36 W解析 因燈泡正常發(fā)光，所以I = P=乎A = 2 AU 6U 內(nèi)=Ir = 2X 1 V = 2 V所以電動機(jī)電壓為Um=EU 內(nèi)一U=30 V-2 V-6 V = 22 V電動機(jī)輸出的機(jī)械功率為P 機(jī)=UmI-I2R=22X 2 W-22X 2 W= 36 W.知識點(diǎn)二路端電壓與負(fù)載的關(guān)系3 .若E表示電動勢，U

5、表示外電壓，U 表示內(nèi)電壓，R表示外電路的總電阻，r表示 內(nèi)電阻，I表示電流，則下列各式中正確的是（）A. U = IRB. U = E-UR _C. U = E+IrD. U = _ ER+ r答案 BD4.如圖3所示為兩個才立電路 A和B的路端電壓與其總電流 I的關(guān)系圖線，則（）圖3A.路端電壓都為Ui時，它們的外電阻相等B.電流都是Ii時，兩電源內(nèi)電壓相等C.電路A的電動勢大于電路 B的電動勢D. A中電源的內(nèi)阻大于 B中電源的內(nèi)阻答案 ACD解析 在路端電壓與總電流的關(guān)系圖線 （U I）中，圖線在U軸上的截距表示電動勢 E, 圖線斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻，可見 EaEb, rArB.

6、圖中兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為（Ii、Ui）, 由R= U可知，路端電壓都為 Ui時，它們的外電阻相等.由 U = Ir可知，電流都是Ii時, 因r不相等，故兩電源內(nèi)電壓不相等.所以選項 A、C、D正確.【方法技巧練】一、閉合電路動態(tài)問題的分析方法5.如圖4所示的電路中，在滑動變阻器的滑片P向上端a滑動過程中，兩表的示數(shù)情況為（）圖4A.電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減小B.電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大C.兩電表示數(shù)都增大D .兩電表本數(shù)都減小答案 A6.在如圖5所示的電路中，Ri、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電 動勢為巳內(nèi)阻為r,設(shè)電流表。A的讀數(shù)為I,電壓表。V的讀數(shù)為U,當(dāng)

7、R5的滑動觸點(diǎn) 向圖中a端移動時（）圖5A. I變大，U變小 B. I變大，U變大C. I變小，U變大 D. I變小，U變小答案 D解析 本題考查閉合電路的動態(tài)分析.當(dāng) R5的滑動觸點(diǎn)向圖中a端移動時，R5接入電 路的電阻變小，外電路的總電阻就變小， 總電流變大，路端電壓變小即電壓表 OV的讀數(shù)U 變??；由于總電流變大，使得 Ri、R3兩端電壓都變大，而路端電壓又變小，因此，R2和R4串聯(lián)兩端電壓變小，則電流表。 A的讀數(shù)I變小，故選D.方法總結(jié)閉合電路的動態(tài)分析是一類非常典型的題目類型，解決這類問題的關(guān)鍵是抓住電源的E、r不變，思路是外電路電阻變化，引起全電路中電流的變化，根據(jù)閉合電路歐姆定

8、律公式I=E,以及E = U外+U內(nèi)=IR+Ir進(jìn)行正確推理，從而判定路端電壓U外和R+r內(nèi)電壓U內(nèi)的變化.然后再應(yīng)用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)判斷外電路的電流或某個電阻的變化情況，即應(yīng)用“部分一一整體一一部分”這樣的順序分析.二、閉合電路功率問題的分析7 .如圖6所示，直線A為電源的路端電壓 U與電流I關(guān)系的圖象，直線 B是電阻R的 兩端電壓U與電流I的關(guān)系圖象.用該電源與電阻 R組成閉合電路，電源的輸出功率和效 率分別為（）A. 4 W,33%C. 2 W,67% 答案 DB . 2 W,33%D . 4 W,67%8 .如圖7所示的電路中，電池的電動勢E=5 V,內(nèi)電阻r= 10 Q固定電阻 R

9、=90烏R0是可變電阻.在 R0由0增加到400 皿過程中，求：圖7(1)可變電阻R0上消耗熱功率最大的條件和最大熱功率；(2)電池的內(nèi)電阻r和固定電阻R上消耗的最小熱功率之和.1答案(1)R0=100 澗,Pm= W(2)0.01 W解析(1)可變電阻Ro上消耗的熱功率r,2r. E.2 .25R0Pi = I Ro = () Ro =2(R+Ro+r)Ro+100225Ro 100Ro2-+400251由上式可得：當(dāng) R0=100 澗,P1有最大值 Pm=- W= W. 40016(2)r和R上消耗的熱功率之和 P2= I2(R+ r)=.忌。2* 1。 25 一由上式可知，R0最大時，P

10、2最小，即當(dāng)R0=400 刺，P2有最小值P2min = 700H001 X 100W= 0.01 W.方法總結(jié)電源的輸出功率P與外電阻 R的關(guān)系 P出=UI = I2R= (-E-)2R =R+ rE2RE2R- r2+4Rr R-r 2-+4rE2由上式可知：當(dāng) R=r時，P出有最大值，且最大值 Pm= 了.根據(jù)電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知，二者關(guān)系如圖所示.9 .在閉合電路中，下列敘述正確的是()A.閉合電路中的電流跟電源電動勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B.當(dāng)外電路斷開時，路端電壓等于零C.當(dāng)外電路短路時，電路中的電流無窮大D.當(dāng)外電阻增大時，路端電壓也增大答案 AD10 在已接

11、電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動勢、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系下列說法正 確的是（）A.若外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動勢也會隨之增大B.若外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動勢必然減小C.若外電壓不變，則內(nèi)電壓減小，電源電動勢也會隨內(nèi)電壓減小D.若外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動勢始終等于二者之和答案 D11 如圖8所示為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的UI圖象，則下列說法中正確的是（）圖8A.電動勢 E1=E2,短路電流|1|2B,電動勢 Ei=E2,內(nèi)阻rir2C.電動勢 EiE2,內(nèi)阻rir2D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大答案 AD解析 由圖

12、象可知兩電源的 U I圖線交縱軸于一點(diǎn)，則說明兩電源的電動勢相同；交 橫軸于兩不同的點(diǎn)，很容易判斷電源1的短路電流大于電源 2的短路電流，則A項正確.又 由兩圖線的傾斜程度可知圖線2的斜率的絕對值大于圖線 1的斜率的絕對值，即電源2的內(nèi)阻大于電源1的內(nèi)阻，則可知 B、C項錯誤.由圖象可判斷當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同 時，電源2的路端電壓的變化量大于電源 1的路端電壓的變化量，可知 D項正確.12 如圖9所示是一實驗電路圖.在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中，下列表述正確的是（）圖9A.路端電壓變小B.電流表的示數(shù)變大C.電源內(nèi)阻消耗的功率變小D.電路的總電阻變大答案 A解析 滑動觸頭由a端滑向

13、b端的過程中，Ri值減小，因此總電阻變小， D錯誤；干 路電流變大，路端電壓變小， A正確；內(nèi)阻消耗的功率變大， C錯誤；定值電阻 R3兩端的 電壓變小，電流表示數(shù)變小， B錯誤.5.在如圖10所示電路中，當(dāng)變阻器的滑動頭P由a向b端移動時（）圖10A.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變大C.電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變大D.電壓表示數(shù)變小，電流表示數(shù)變小答案 B6.如圖11所示，直線 OAC為某一直流電源的總功率隨電流 I變化的圖線，曲線 OBC 表示同一直流電源內(nèi)部的熱功率隨電流 I變化的圖線.若 A、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)均為1 A,那么 AB線段表示白功率為（）圖11

14、A. 1 WB. 6 WC. 2 WD , 2.5 W答案 C解析 由圖象中不難看出，在 C點(diǎn)，電源的總功率等于電源內(nèi)部的熱功率，所以電源 的電動勢為E=3 V,短路電流為I = 3 A,所以電源的內(nèi)阻為r=E=1 圖象上AB段所表示 的功率為PAB=P總一I2r=（1 X3 12X 1） W=2 W.故正確選項為 C.7 .如圖12所示的電路中，燈泡 A、燈泡B原來都是正常發(fā)光的.現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些，燈泡 B比原來變亮了些，則電路中出現(xiàn)的故障可能是（）圖12A. R1短路B. R2斷路C. R3斷路D. R1、R2同時短路答案 C8 .如圖13所示，用電池對電容器充電，電路a、b之

15、間接有一靈敏電流表，兩極板之間有一個電荷q處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩極板的間距變大，則 （）圖13A .電荷將向上加速運(yùn)動8 .電荷將向下加速運(yùn)動C.電流表中將有從 a到b的電流D,電流表中將有從 b到a的電流答案 BD9 .如圖14所示，電動勢為E、內(nèi)阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接.只合上開 關(guān)Si,三個燈泡都能正常工作.如果再合上S2,則下列表述正確的是（）圖14A.電源輸出功率減小B. Li上消耗的功率增大C.通過Ri上的電流增大D.通過R3上的電流增大答案 C解析 合上S2之前，R3與L3串聯(lián)后與Li、L2并聯(lián)，最后與 Ri串聯(lián).合上S2之后，在 并聯(lián)電路部分又增加了一個并聯(lián)的支路，電

16、路的總阻值減小，電路的總電流也即流過Ri的電流增大，C正確.因電源的內(nèi)阻不計，則電源的輸出功率P=IE增大，A錯誤.通過 Ri中的電流增大時 Ri兩端電壓升高，則并聯(lián)電路部分的兩端電壓降低，Li消耗的功率降低，通過R3與L3的電流減小，B、D均錯誤.16 W”的燈泡L10.如圖15所示，電源電動勢 E= 10 V,內(nèi)阻r=0.2 R標(biāo)有“ 8 V 恰好正常發(fā)光，電動機(jī)線圈電阻Ro=0.15 R則電源的輸出功率為()圖15A. 16 WB. 440 WC. 80WD. 400W答案 C解析電路的總電流| =且 =10Ua=10 a,則電源的輸出功率為 P=IU額=10X8 W=80 W11.如圖16所示的電路中，當(dāng)開關(guān) S接a點(diǎn)時，標(biāo)有“ 5 V 2.5 W”的小燈泡L正常 發(fā)光，當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時，通過電阻 R的電流為1 A,這時電阻 R兩端的電壓為4 V.求：圖16(1)電阻R的值；(2)電源的電動勢和內(nèi)阻.答案(1)4 Q (2)6 V 2 Q解析(1)電阻R的值為R=+=4 Q=4 Q.|21(2)當(dāng)開關(guān)接a時，有E=U1+l1r,又 U1=5 V,11 =Plu72.55A = 0.5 A.當(dāng)開關(guān)接b時，有E = U2+l2r, 又 U2=4 V, l2= 1 A,聯(lián)立解得E = 6 V, r = 2 Q .12