XX省專用學年高中物理第二章恒定電流第節(jié)閉合電路歐姆定律講義含解析新人教選修

XX省專用學年高中物理第二章恒定電流第節(jié)閉合電路的歐姆定律講義含分析新人教版選修XX省專用學年高中物理第二章恒定電流第節(jié)閉合電路的歐姆定律講義含分析新人教版選修PAGEXX省專用學年高中物理第二章恒定電流第節(jié)閉合電路的歐姆定律講義含分析新人教版選修第7節(jié)閉合電路的歐姆定律1.閉合電路歐姆定律的表達式為I＝eq\f(E,R＋r)，此式僅合用于純電阻電路，此中R和r分別指外電阻和內電阻。2．閉合電路內、外電壓的關系為E＝U內＋U外＝Ir＋U外，由此式可知，當電流發(fā)生變化時，路端電壓跟著變化。3．當外電路斷開時，路端電壓等于電動勢，當外電路短路時，路端電壓為零。一、閉合電路歐姆定律1．閉合電路的構成及電流流向2．閉合電路中的能量轉變以以下圖，電路中電流為I，在時間t內，非靜電力做功等于內外電路中電能轉變成其余形式的能的總和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。3．閉合電路歐姆定律二、路端電壓與負載(外電阻)的關系1．路端電壓與電流的關系(1)公式：U＝E－Ir。(2)U-I圖像：以以下圖，該直線與縱軸交點的縱坐標表示電動勢，斜率的絕對值表示電源的內阻。2．路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律(1)外電阻R增大時，電流I減小，外電壓U增大，當R增大到無量大(斷路)時，I＝0，U＝E，即斷路時的路端電壓等于電源電動勢。(2)外電阻R減小時，電流I增大，路端電壓U減小，當R減小到零時，I＝eq\f(E,r)，U＝0。1．自主思慮——判一判(1)如圖甲所示，電壓表丈量的是外電壓，電壓表的示數(shù)小于電動勢。(√)(2)如圖乙所示，電壓表丈量的是內電壓，電壓表的示數(shù)小于電動勢。(×)(3)外電阻變化能夠惹起內電壓的變化，進而惹起內電阻的變化。(×)(4)外電路的電阻越大，路端電壓就越大。(√)(5)路端電壓增大時，電源的輸出功率必定變大。(×)(6)電源斷路時，電流為零，因此路端電壓也為零。(×)2．合作研究——議一議(1)假如用發(fā)電機直接給教室內的電燈供電，電燈兩頭的電壓等于發(fā)電機的電動勢嗎？提示：不等于。因為發(fā)電機內部有電阻，有電勢下降。發(fā)電機內部電壓與電燈兩頭電壓之和才等于電動勢。(2)在實驗課上，小紅同學用電壓表去丈量1節(jié)新干電池的電動勢約為1.5V,1節(jié)舊電池的電動勢約為1.45V，此刻她把這樣的兩節(jié)舊電池串聯(lián)后接在一個標有“3V2W”的小燈泡兩頭，結果發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，檢查電路的連結，各處均無故障。電池固然舊了，但電動勢并無減小多少，那么小燈泡為何不亮呢？提示：電池變舊后，電動勢其實不顯然減小，但內阻顯然變大，因此使電路中的電流很小，致使小燈泡不亮。路端電壓與負載的關系1．外電阻的兩類變化惹起的相應變化(1)說明：電源的電動勢等于電源沒有接入電路時的路端電壓。(2)說明：因為電源內阻很小，因此短路時會形成很大的電流，為保護電源，絕對不可以夠把電源兩極直接相連結。2．電源的U-I圖像(1)圖像的函數(shù)表達式：U＝E－Ir。(2)圖像表示：電源的外電路的特色曲線(路端電壓U隨電流I變化的圖像)，以以下圖是一條斜向下的直線。(3)當外電路斷路時(即R→∞，I＝0)：縱軸上的截距表示電源的電動勢E(E＝U端)；當外電路短路時(R＝0，U＝0)：橫坐標的截距表示電源的短路電流I短＝eq\f(E,r)。(條件：坐標原點均從0開始)(4)圖線的斜率：其絕對值為電源的內電阻，即r＝eq\f(E,I0)＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))。(5)某點縱坐標和橫坐標值的乘積：為電源的輸出功率，在圖中的那塊矩形的“面積”表示電源的輸出功率。1．電源電動勢為E，內阻為r，向可變電阻R供電，對于路端電壓，以下說法正確的選項是()A．因為電源電動勢不變，因此路端電壓也不變B．因為U＝IR，因此當I增大時，路端電壓也增大C．因為U＝E－Ir，因此當I增大時，路端電壓減小D．若外電路斷開，則路端電壓為零分析：選C路端電壓U＝IR＝E－Ir，因為I增大時，R減小，因此不可以夠用U＝IR判斷路端電壓的變化狀況，依據(jù)U＝E－Ir可知，當I增大時，路端電壓減小，因此選項A、B錯誤，C正確；當外電路斷開時，路端電壓為E，選項D錯誤。2．[多項選擇]以以下圖是某電源的路端電壓與電流的關系圖像，以下結論正確的選項是()A．電源的電動勢為6.0VB．電源的內阻為12ΩC．電源的短路電流為0.5AD．電流為0.3A時的外電阻是18Ω分析：選AD因該電源的U-I圖像的縱軸坐標不是從零開始的，故縱軸上的截距雖為電源的電動勢，即E＝6.0V，但橫軸上的截距0.5A其實不是電源的短路電流，且內阻應按斜率的絕對值計算，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(6.0－5.0,0.5－0)Ω＝2Ω。由閉合電路歐姆定律可得電流I＝0.3A時，外電阻R＝eq\f(E,I)－r＝18Ω。應選項A、D正確。3．以以下圖的電路中，當S閉合時，電壓表和電流表(均為理想電表)的示數(shù)各為1.6V和0.4A；當S斷開時，它們的示數(shù)各改變0.1V和0.1A，求電源的電動勢及內阻。分析：當S閉合時，由閉合電路歐姆定律得U1＝E－I1r即E＝1.6＋0.4r①當S斷開時，由閉合電路歐姆定律得U2＝E－I2r即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得E＝2V，r＝1Ω。答案：2V1Ω電源的相關功率和電源的效率1．電源的相關功率和電源的效率(1)電源的總功率：P總＝IE＝I(U內＋U外)。(2)電源的輸出功率：P出＝IU外。(3)電源內部的發(fā)熱功率：P′＝I2r。(4)電源的效率：η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(U外,E)，對于純電阻電路，η＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))。2．輸出功率和外電阻的關系在純電阻電路中，電源的輸出功率為P＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2,R－r2＋4Rr)R＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)(1)當R＝r時，電源的輸出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。(2)當R>r時，跟著R增大，P減小。(3)當R<r時，跟著R增大，P增大。[典例]以以下圖，已知電源電動勢為6V，內阻為1Ω，保護電阻R0＝0.5Ω，求：當電阻箱R讀數(shù)為多少時，保護電阻R0耗費的電功率最大，并求這個最大值。[分析]保護電阻耗費的功率為P0＝eq\f(E2R0,r＋R＋R02)，因R0和r是常量，而R是變量，因此R最小時，P0最大，即R＝0時，P0max＝eq\f(E2R0,r＋R02)＝eq\f(62×0.5,1.52)W＝8W。[答案]R＝0P0max＝8W[變式1]例題中條件不變，求當電阻箱R讀數(shù)為多少時，電阻箱R耗費的功率PR最大，并求這個最大值。分析：這時要把保護電阻R0與電源內阻r算在一同，據(jù)以上結論，當R＝R0＋r即R＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω時，PRmax＝eq\f(E2,4r＋R0)＝eq\f(62,4×1.5)W＝6W。答案：R＝1.5ΩPRmax＝6W[變式2]在例題中，若電阻箱R的最大值為3Ω，R0＝5Ω，求：當電阻箱R讀數(shù)為多少時，電阻箱R的功率最大，并求這個最大值。分析：把R0＝5Ω看作電源內阻的一部分，則等效電源內阻r等為6Ω，而電阻箱R的最大值為3Ω，小于6Ω，P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r等)))2R＝eq\f(E2,\f(R－r等2,R)＋4r等)，則不可以夠知足R＝r等，當電阻箱R的電阻取3Ω時，R耗費功率最大，最大值為：P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r等)))2R＝eq\f(4,3)W。答案：R＝3ΩP＝eq\f(4,3)W[變式3]例題中條件不變，求電源的最大輸出功率。分析：由電功率公式P出＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R外＋r)))2R外＝eq\f(E2,\f(R外－r2,R外)＋4r)，當R外＝r時，P出最大，即R＝r－R0＝0.5Ω時，P出max＝eq\f(E2,4r)＝eq\f(62,4×1)W＝9W。答案：9W功率最大值的求解方法(1)流過電源的電流最大時，電源的功率、內耗費功率均最大。(2)對某定值電阻來說，其電流最大時功率也最大。(3)電源的輸出功率在外電阻等于內阻時最大，若不可以夠相等，外電阻越湊近內阻時，電源的輸出功率越大。(4)對于外電路中部分不變電阻來說，能夠寫出其功率表達式，利用數(shù)學知識求其極值。1．以以下圖，A為電源的U-I圖線，B為電阻R的U-I圖線，用該電源和電阻構成閉合電路時，電源的輸出功率和效率分別是()A．4W，eq\f(1,3)B．2W，eq\f(1,3)C．4W，eq\f(2,3)D．2W，eq\f(2,3)分析：選C從題圖可知E＝3V，圖線A和圖線B的交點是電源和電阻R構成閉合電路的工作點，因此P出＝UI＝4W，P總＝EI＝6W。電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(2,3)。2.[多項選擇]直流電路以以下圖，在滑動變阻器的滑片P向右挪動時，電源的()A．總功率必定減小B．效率必定增大C．內部耗費功率必定減小D．輸出功率必定先增大后減小分析：選ABC滑動變阻器的滑片P向右挪動時，滑動變阻器連入電路部分的阻值變大，因此電流減小，由P總＝IE可知電源的總功率減小，選項A正確?；瑒幼冏杵鬟B入電路部分阻值變大，路端電壓變大，由η＝eq\f(IU,IE)×100%可知電源的效率增大，選項B正確。內部耗費功率為P內＝I2r，電流減小，所之內部耗費功率減小，選項C正確。電源輸出功率為外電阻耗費功率，但外電阻與內電阻的大小關系未知，因此不可以夠判斷輸出功率的變化狀況，選項D錯誤。3．[多項選擇]以以下圖，電動勢為E，內阻為r的電池與定值電阻R0、滑動變阻器R串聯(lián)，已知R0＝r，滑動變阻器的最大阻值是2r，當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，以下說法中正確的選項是()A．經(jīng)過R0的電流向來變大B．電源的輸出功搶先變大后變小C．滑動變阻器耗費的功率變小D．定值電阻R0耗費的功搶先變大后變小分析：選AC當滑動變阻器滑片P由a端向b端滑動時，電路中的總電阻變小，電動勢和內電阻不變，得悉總電流變大，即經(jīng)過R0的電流向來變大，故A正確；當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，電路的內電阻小于外電阻，跟著R的減小，電路的內外電阻差值減小，因此電源的輸出功率向來變大，故B錯誤；將R0等效到內電阻中去，內電阻變成2r，滑動變阻器耗費的功率可看作電源的輸出功率，R外≤2r，跟著外電阻的減小，輸出功率減小，故C正確；總電流變大，依據(jù)P＝I2R0，R0不變，定值電阻R0上耗費的功率變大，故D錯誤。閉合電路的動向分析1．閉合電路動向分析的思路閉合電路中因為局部電阻變化(或開關的通斷)惹起各部分電壓、電流(或燈泡明暗)發(fā)生變化，分析這種問題的基本思路是：2．閉合電路動向分析的三種方法(1)程序法：基本思路是“部分→整體→部分”，即：R局eq\x(\a\al(增大,減小))→R總eq\x(\a\al(增大,減小))→I總eq\x(\a\al(減小,增大))→U外eq\x(\a\al(增大,減小))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I局,U局))(2)結論法——“串反并同”“串反”是指某一電阻增大時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩頭電壓、電功率都將減?。荒骋浑娮铚p小時，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩頭電壓、電功率都將增大?！安⑼笔侵改骋浑娮柙龃髸r，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩頭電壓、電功率都將增大；某一電阻減小時，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩頭電壓、電功率都將減小。(3)特別值法與極限法：指因滑動變阻器滑片滑動惹起電路變化的問題，可將滑動變阻器的滑動端分別滑至兩個極端去討論。一般用于滑動變阻器兩部分在電路中都有電流時的討論。1.[多項選擇]以以下圖，閉合開關S并調理滑動變阻器滑片P的地點，使A、B、C三燈亮度同樣。若連續(xù)將P向下挪動，則三燈亮度變化狀況為()A．A燈變亮B．B燈變亮C．B燈變暗D．C燈變亮分析：選ACD將變阻器滑片P向下挪動時，接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，依據(jù)全電路歐姆定律得悉，總電流IA增大，則A燈變亮。并聯(lián)部分的電壓U并＝E－IA(RA＋r)，E、RA、r不變，IA增大，U并減小，B燈變暗。經(jīng)過C燈的電流IC＝I－IB，I增大，IB減小，則IC增大，C燈變亮，故A、C、D正確。2.以以下圖是一實驗電路圖。在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中，以下表述正確的選項是()A．路端電壓變小B．電流表的示數(shù)變大C．電源內阻耗費的功率變小D．電路的總電阻變大分析：選A當滑片向b端滑動時，其接入電路中的電阻減小，使得外電路總電阻減小，故D錯誤。依據(jù)I＝eq\f(E,R＋r)，可知總電流在增添，依據(jù)閉合電路中的歐姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端電壓U外在減小，故A正確。流過電流表的示數(shù)為I＝eq\f(U外,R3)，可知電流在減小，故B錯誤。依據(jù)P＝I2r，可知內阻耗費的功率在增大，故C錯誤。3．在以以下圖的電路中，開關S閉合后和閉合前比較，三個電表示數(shù)的變化狀況是()A．V示數(shù)變大，A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變小B．V示數(shù)變大，A1示數(shù)變小，A2示數(shù)變大C．V示數(shù)變小，A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變小D．V示數(shù)變小，A1示數(shù)變小，A2示數(shù)變大分析：選C由題圖電路圖可知，開關S閉合前，電阻R、R2串聯(lián)，兩電流表測電路電流，電壓表測路端電壓，開關S閉合后，電阻R1與R2并聯(lián)，此后與R串聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路電流，開封閉合后，外電阻R減小，由I＝eq\f(E,R＋r)可知，電路電流I增大，電流表A1示數(shù)增大，由U＝E－Ir可知，路端電壓U減小，電壓表示數(shù)減小，并聯(lián)電路電壓：U并＝E－I(r＋R)減小，I2＝eq\f(U并,R2)減小，電流表A2示數(shù)減小，應選項C正確。含容電路的分析與計算[典例]以以下圖，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF。當S斷開時，電容器中帶電粒子恰巧處于靜止狀態(tài)。求：(1)S閉合后，帶電粒子加快度的大小和方向；(2)S閉合后流過R3的總電荷量。[思路點撥][分析]開始帶電粒子恰巧處于靜止狀態(tài)，必有qE＝mg且qE豎直向上。S閉合后，qE＝mg的均衡關系被打破。S斷開，帶電粒子恰巧處于靜止狀態(tài)，設電容器兩極板間距離為d，有UC＝eq\f(R2,R1＋R2＋r)E＝4V，eq\f(qUC,d)＝mg。S閉合后，UC′＝eq\f(R2,R2＋r)E＝8V設帶電粒子加快度為a，則eq\f(qUC′,d)－mg＝ma，解得a＝g，方向豎直向上。(2)S閉合后，流過R3的總電荷量等于電容器上電荷的增添量，因此ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4C。[答案](1)g方向豎直向上(2)4×10－4C對含容電路問題的五點提示(1)電路穩(wěn)準時電容器在電路中就相當于一個阻值無量大的元件，在電容器處的電路看作是斷路，畫等效電路時，能夠先把它去掉。(2)若要求解電容器所帶電荷量時，可在相應的地點補上，求出電容器兩頭的電壓，依據(jù)Q＝CU計算。(3)電路穩(wěn)準時電容器所在支路上電阻兩頭無電壓，該電阻相當于導線。(4)當電容器與電阻并聯(lián)后接入電路時，電容器兩頭的電壓與并聯(lián)電阻兩頭的電壓相等。(5)電路中的電流、電壓變化時，將會惹起電容器的充、放電，假如電容器兩頭的電壓高升，電容器將充電，反之，電容器將放電。經(jīng)過與電容器串聯(lián)的電阻的電量等于電容器帶電量的變化量。1．在以以下圖的電路中，開關S1、S2、S3、S4均閉合，C是極板水平擱置的平行板電容器，極板間懸浮著一個油滴P，斷開哪一個開關后P會向下運動？()A．S1B．S2C．S3D．S4分析：選C斷開S1，電容器兩板間的電壓不變，場強不變，油滴所受的電場力不變，油滴仍處于均衡狀態(tài)，故A錯誤。斷開S2，電容器兩板間的電壓增大，穩(wěn)準時，其電壓等于電源的電動勢，板間場強增大，油滴所受的電場力增大，油滴將向上運動，與題意不符，故B錯誤。斷開S3，電容器經(jīng)過電阻放電，板間場強漸漸減小，油滴所受的電場力減小，油滴將向下運動，故C正確。斷開S4，電容器的電量不變，板間場強不變，油滴仍處于靜止狀態(tài)，故D錯誤。2.以以下圖的電路中，電源供給的電壓為U＝10V保持不變，已知R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF。(1)閉合開關S，求電路堅固后經(jīng)過R1的電流。(2)此后將開關S斷開，求這此后流過R1的電荷量。分析：(1)閉合S，電路達到堅固后電容器相當于斷路。由歐姆定律得經(jīng)過R1的電流為I＝eq\f(U,R1＋R2)＝eq\f(10,4＋6)A＝1A。(2)S斷開前，電容器兩極板間的電壓等于R2兩頭的電壓，即有UC＝U2＝IR2＝1×6V＝6V電容器所帶電荷量為Q＝CUC＝30×10－6×6C＝1.8×10－4CS斷開且電路穩(wěn)準時，電容器兩極板間的電壓等于電源供給的電壓U，電容器所帶電荷量為Q′＝CU＝30×10－6×10C＝3×10－4C流過R1的電荷量等于電容器所帶電荷量的增添量，即ΔQ＝Q′－Q＝3×10－4C－1.8×10－4C＝1.2×10－4C。答案：(1)1A(2)1.2×10－4C1．一個閉合電路，是由電池供電的，外電路是純電阻時，以下說法正確的選項是()A．當外電阻增大時，路端電壓增大B．當外電阻減小時，路端電壓增大C．當外電阻減小時，電路中的電流減小D．電池的內阻越小，外電阻變化時，路端電壓的變化越大分析：選A依據(jù)U＝E－Ir，當外電阻增大時，I減小，U增大，A正確，B錯誤。依據(jù)I＝eq\f(E,R＋r)，C錯誤，再依據(jù)U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D錯誤。2．在以以下圖的電路中，電阻R＝2.0Ω，電源的電動勢E＝3.0V，內電阻r＝1.0Ω。閉合開關S后，經(jīng)過電阻R的電流為()A．1.0AB．1.5AC．2.0AD．6.0A分析：選A依據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3,2＋1)A＝1A，則A正確。3．有兩個同樣的電阻R，串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上，電路中的電流為I；將它們并聯(lián)起來接在同一電源上，此時流過電源的電流為eq\f(4I,3)，則電源的內阻為()A．RB.eq\f(R,2)C．4RD.eq\f(R,8)分析：選C由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特色及閉合電路的歐姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝eq\f(4,3)Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,2)＋r))，由以上兩式可得r＝4R。4.[多項選擇]以以下圖電路中，電源電動勢E＝9V、內阻r＝3Ω，R＝15Ω，以下說法中正確的選項是()A．當S斷開時，UAC＝9VB．當S閉合時，UAC＝9VC．當S閉合時，UAB＝7.5V，UBC＝0D．當S斷開時，UAB＝0，UBC＝0分析：選AC當S斷開時，UAC與UBC為路端電壓，等于電源電動勢，A正確，D錯誤；當S閉合時，UAC＝UAB＝eq\f(E,R＋r)R＝7.5V，UBC＝I×0＝0，B錯誤，C正確。5.以以下圖，電池電動勢為E，內阻為r。當可變電阻的滑片P向b點挪動時，電壓表的讀數(shù)U1與電壓表的讀數(shù)U2的變化狀況是()A．U1變大，U2變小B．U1變大，U2變大C．U1變小，U2變小D．U1變小，U2變大分析：選A滑片P向b挪動時，總電阻變大，干路中I＝eq\f(E,R＋r)變小。因為路端電壓U＝E－Ir，U增大，即V1表示數(shù)U1變大。因為V2表示數(shù)U2＝IR，U2減小，因此A正確。6．以以下圖的電路中，電源電動勢為6V，當開關S接通后，燈泡L1和L2都不亮，用電壓表測得各部分電壓是Uab＝Uad＝6V，Ucd＝Ubc＝0，經(jīng)檢查，各段導線以及導線與各元件的連結處優(yōu)秀，由此可判斷()A．開關S處接觸不良B．L1的燈絲燒斷了C．L2的燈絲燒斷了D．變阻器R斷路分析：選BUab有示數(shù)，則說明開關S接觸優(yōu)秀，A錯誤；Uad有示數(shù)，則說明燈泡L1以外電路無斷路，C、D錯誤；Ucd＝Ubc＝0，則說明燈泡L1斷路，故B正確。7．以以下圖，閉合開關S，電路堅固后，水平擱置的平行金屬板間的帶電質點P處于靜止狀態(tài)，若將滑動變阻器R2的滑片向a端挪動，則()A．電壓表讀數(shù)增大B．電流表讀數(shù)減小C．R1耗費的功率減小D．質點P將向下運動分析：選D由圖可知，R1與滑動變阻器串聯(lián)；電容器與變阻器并聯(lián)；當滑片向a端挪動時，滑動變阻器接入電阻減小，總電阻減??；由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；路端電壓減小，同時R1兩頭的電壓增大，因此電壓表示數(shù)減小，電流示數(shù)增大，故A、B錯誤。流過R1的電流增大，由公式P＝I2R知R1耗費的功率增大，故C錯誤。電容器板間電壓減小，板間電場強度減小，故質點P遇到的向上電場力減小，則重力大于電場力，質點P將向下運動，故D正確。8．以以下圖電路中，定值電阻R2＝r(r為電源內阻)，滑動變阻器的最大阻值為R1且R1?R2＋r。在滑動變阻器的滑片P由左端a向右滑動的過程中，以下說法正確的選項是()A．電源的輸出功率變小B．R2耗費的功搶先變大后變小C．滑動變阻器耗費的功搶先變大后變小D．以上說法都不對分析：選C滑片向右挪動，滑動變阻器接入電路部分電阻變小，電路中的電流變大，經(jīng)過電源的電流和經(jīng)過電阻R2的電流都變大，這兩個電阻是定值電阻，耗費的功率變大，在滑動的過程中內阻向來小于外電阻，因此電源的輸出功率增大?？紤]滑動變阻器上的功率耗費時能夠把R2看作電源的一部分，當滑動變阻器的阻值等于2r時，耗費的功率最大，當滑動變阻器阻值小于2r時，耗費的功率變小。9．以以下圖，直線A為某電源的UI圖線，曲線B為某小燈泡的UI圖線，用該電源和小燈泡構成閉合電路時，電源的輸出功率和電源的總功率分別是()A．4W,6WB．4W,8WC．2W,3WD．2W,4W分析：選A由題圖可知，電源的電動勢E＝3V，內阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝0.5Ω；兩圖線的交點表示燈泡與電源連結時的工作狀態(tài)，此時燈泡的電壓U＝2V，電流I＝2A；則電源的總功率P總＝EI＝3×2W＝6W；電源的輸出功率P出＝EI－I2r＝(3×2－22×0.5)W＝4W，應選A。10.[多項選擇]以以下圖電路中，電源內阻不可以夠忽視。閉合S后，調理R的阻值，使電壓表示數(shù)增大ΔU，在這一過程中，有()A．經(jīng)過R1的電流增大eq\f(ΔU,R1)B．R2兩頭電壓減小ΔUC．經(jīng)過R2的電流減小量小于eq\f(ΔU,R2)D．路端電壓增大批為ΔU分析：選AC由電流I＝eq\f(U,R)可知，當電壓增添ΔU時，經(jīng)過R1的電流就增添eq\f(ΔU,R1)，故A正確；因為電源的內阻不可以夠忽視，故R2兩頭電壓減小量比ΔU小，B錯誤，C正確；因R2兩頭的電壓減小，故路端電壓增大批比ΔU要小，故D錯誤。11.以以下圖的電路中，所用電源的電動勢E＝4V，內電阻r＝1Ω，電阻R1可調?，F(xiàn)將R1調到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)開關S斷開和接通時，經(jīng)過R1的電流分別為多大？(2)為了使A、B之間電路的電功率在開關S接通時能達到最大值，應將R1的阻值調到多大？這時A、B間耗費的最大電功率是多少？分析：(1)開關S斷開時，I1＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝eq\f(4,1＋3＋6)A＝0.4A開關接通時，R2、R3并聯(lián)的總電阻R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2ΩI1′＝eq\f(E,r＋R1＋R23)＝eq\f(4,1＋3＋2)A＝0.667A。(2)開關接通時，A、B之間的總電阻R23＝2Ω為定值，因此，只有當R1′＝0時，總電流最大，A、B之間的電功率才最大。I＝eq\f(E,r＋R1′＋R23)＝eq\f(4,1＋0＋2)A＝eq\f(4,3)APAB＝I2R23＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)))2×2W＝3.556W。答案：(1)0.4A0.667A(2)03.556W12.以以下圖，電容器C1＝6μF，C2＝3μF，電阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，C、D為兩頭點，當開關S斷開時，A、B兩點間的電壓UAB為多少？當S閉合時，電容器C1的電荷量改變了多少？(已知電壓U＝18V)分析：在電路中電容器C1、C2的作用是斷路，當開關S斷開時，電路中無電流，B、C等電勢，A、D等電勢。因此UAB＝UAC＝UDC＝18V當S斷開時，電容器C1所帶電荷量為Q1＝C1UAC＝6×10－6×18C＝1.08×10－4C當S閉合時，電路導通，電容器C1兩頭的電壓即電阻R1兩頭的電壓。由串聯(lián)電路的電壓分派關系得UAC′＝eq\f(R1,R1＋R2)U＝eq\f(6,6＋3)×18V＝12V此時電容器C1所帶電荷量為Q1′＝C1UAC′＝6×10－6×12C＝0.72×10－4C電容器C1所帶電荷量的變化量為ΔQ＝Q1′－Q1＝－3.6×10－5C，“－”號表示減少。答案：18V減少了3.6×10－5C閉合電路的綜合問題1．對于閉合電路(電源內阻不可以夠忽視)，以下說法中正確的選項是()A．閉合電路中，電流老是從電勢高的地方流向電勢低的地方B．閉合電路中，電源的路端電壓越大，電源的輸出功率就越大C．閉合電路中，外電阻越大，電源的路端電壓就越大D．閉合電路中，電流越大，電源的路端電壓就越大分析：選C閉合電路的外電路中，電流從電勢高的地方流向電勢低的地方，內電路中，電流從電勢低的地方流向電勢高的地方，選項A錯誤；閉合電路中，當內外電路的電阻相等時，電源的輸出功率最大，故當電源的路端電壓越大，電源的輸出功率不用然大，選項B錯誤；依據(jù)U＝eq\f(ER,R＋r)可知閉合電路中，外電阻越大，電源的路端電壓就越大，選項C正確；閉合電路中，電流越大，電源的路端電壓不用然大，選項D錯誤。2.以以下圖，直線OAC為某向來流電源的總功率隨電流I變化的圖線，曲線OBC表示同向來流電源內部的熱功率隨電流I變化的圖線。若A、B點的橫坐標均為1A，那么AB線段表示的功率為()A．1WB．6WC．2WD．2.5W分析：選C由題圖知，在C點，電源的總功率等于電源內部的熱功率，因此電源的電動勢為E＝3V，短路電流為I＝3A，因此電源的內阻為r＝eq\f(E,I)＝1Ω。圖像上AB段所表示的功率為PAB＝P總－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W。3.以以下圖，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內阻不可以夠忽視，平行板電容器C的極板水平擱置。閉合電鍵S，電路達到穩(wěn)準時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。假如僅改變以下某一個條件，油滴還能夠靜止不動的是()A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大兩板間的距離D．斷開電鍵S分析：選B在直流電路中，R2與電容器串聯(lián)的支路不通，因此電容器兩頭的電壓等于R1兩頭的電壓，增大R1的阻值，R1兩頭的電壓增大，電容器兩頭的電壓增大，由E＝eq\f(U,d)可知，電容器兩極板間的電場強度增大，因此板間帶電油滴遇到的電場力增大，會向上運動，A項錯誤；增大R2的阻值不改變電路中的總電阻，不改變R1兩頭的電壓，因此電容器中的油滴仍保持靜止，B項正確；增大兩板間的距離，而電容器的兩板間的電壓必定，由E＝eq\f(U,d)可知，板間的場強減小，油滴遇到的電場力減小，油滴會向下運動，C項錯誤；斷開電鍵S，電容器會經(jīng)過R1、R2進行放電，使板間場強減小，油滴遇到的電場力減小而向下運動，D項錯誤。4．以以下圖，C為兩極板水平擱置的平行板電容器。閉合開關S，當滑動變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點地點時，懸在電容器C兩極板間的帶電灰塵P恰巧處于靜止狀態(tài)，要使灰塵P向下加快運動，以下方法中獨一可行的是()A．把R1的滑片向左挪動B．把R2的滑片向左挪動C．把R2的滑片向右挪動D．把閉合的開關S斷開分析：選BR1和電容器是串聯(lián)關系，但是起到接通電容器作用，改變該電阻不會影響電容器板間電場，帶電灰塵依舊靜止，A錯誤；對于帶電灰塵eq\f(U,d)q＝mg，增添R2左邊部分電壓能夠增添板間電壓，反之能夠減小板間電壓，當減小電壓時，灰塵將向下加快運動，因此B正確，C錯誤；斷開開關，電容器充電，極板電壓增添，灰塵將向上做加快運動，因此D錯誤。5．以以下圖為一個電池組和一只電阻R的UI圖線。用該電池組與電阻R連結成閉合電路，則以下說法正確的選項是()A．電池組的內阻是0.5ΩB．電阻的阻值為2ΩC．電池組的輸出功率將是5WD．改變電阻R的阻值時，則電池組的最大輸出功率為6.25W分析：選D電池組的內阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(5,5)Ω＝1Ω，故A錯誤。電阻的阻值約R＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(2,3)Ω，故B錯誤。兩圖線的交點表示將該電阻接在該電池組兩頭時電路的工作狀態(tài)，由圖讀出路端電壓為U＝2V，電流為I＝3A，電池組的輸出功率是P＝UI＝6W，故C錯誤。當外電阻等于電池的內阻時，即外電阻R＝r＝1Ω時，電池組的最大輸出功率P出＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,1＋1)))2×1＝6.25W，故D正確。6.以以下圖的電路，電源內阻不可以忽視。開關S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中()A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大分析：選A由變阻器R0的滑動端向下滑可知R0連入電路的有效電阻減小，則R外減小，由I＝eq\f(E,R外＋r)可知I增大，由U內＝Ir可知U內增大，由E＝U內＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)減小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小，由I2＝eq\f(U2,R2)可知電流表示數(shù)變小，故A正確。7．以以下圖，電源和電壓表都是好的，當滑片由a滑到b的過程中，電壓表的示數(shù)幾乎都為U，以下判斷正確的選項是()A．a處接線斷開B．觸頭P開路C．a、b間電阻絲開路D．b處接線開路分析：選D若a處接線斷開，電壓表的示數(shù)為零，不符合題意，故A錯誤。若觸頭P開路，電壓表的示數(shù)為零，不符合題意，故B錯誤。若a、b間電阻絲開路，電壓表示數(shù)幾乎為U，后變成零，不符合題意，故C錯誤。若b處接線開路，ab上沒有電壓，電壓表的示數(shù)幾乎為U，故D正確。8.以以下圖的電路中，電源的電動勢E和內電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，假如變阻器的滑片向b端滑動，則()A．電燈L更亮，電流表的示數(shù)減小B．定值電阻R2耗費的功率增大C．電燈L變暗，電源的總功率減小D．電燈L變暗，電流表的示數(shù)增大分析：選A滑片向b端滑動，R1變大，電路中總電阻變大，路端電壓變大，依據(jù)I＝eq\f(E,R總＋r)知I減小，電流表示數(shù)減小，依據(jù)E＝U外＋Ir，U外變大，燈泡兩頭電壓變大，故電燈L更亮。再依據(jù)P2＝I22R2，I總減小，IL變大，故I2變小，R2功率變小，故B、C、D錯誤，A正確。9．以以下圖，電動勢為E，內阻不計的電源與三個燈泡和三個電阻相接。只合上開關S1，三個燈泡都能正常工作。假如再合上S2，則以下表述正確的選項是()A．電源輸出功率減小B．L1上耗費的功率增大C．經(jīng)過R1上的電流增大D．經(jīng)過R3上的電流增大分析：選C只合上開關S1，三個燈泡都能正常工作，再合上S2，并聯(lián)部分的電阻減小，外電路總電阻減小，依據(jù)閉合電路歐姆定律得悉，干路電流增大。