2020年高中物理(人教选修3-1)课时作业：第2章-第7节-闭合电路的欧姆定律.docx

第7节闭合电路的欧姆定律1闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比，表达式为I，适用于外电路是纯电阻的电路2路端电压是指外电路两端的电压，即电源的输出电压UEIr.(1)当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压U增大当外电路断开时，I0，UE.(2)当外电阻R减小时，I增大，内电压增大，路端电压U减小当电源两端短路时，外电阻R0，I，U0.3由U外EIr可知，U外I是一条斜向下的直线，直线斜率的确定值等于电源内阻，直线在纵轴上的截距表示电动势，直线在横轴上的截距表示短路电流I.4有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为2I/3，则该电源的内阻是()AR BR/2 C4R DR/8答案C解析由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I，两电阻并联时I，解得r4R，故选C.5一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V答案D解析由已知条件得：E800 mV.又因I短，所以r 20 .所以UIRR20 mV400 mV0.40 V，选项D正确【概念规律练】学问点一闭合电路欧姆定律1. 如图1所示，当开关S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，则外电阻R与电源内阻r之比为()图1A53 B35C23 D32答案D解析S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2所示，电源电动势E30 V，内阻r1 ，灯泡上标有“6 V12 W”字样，直流电动机线圈电阻R2 ，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率图2答案36 W解析因灯泡正常发光，所以I A2 AU内Ir21 V2 V所以电动机电压为UMEU内U30 V2 V6 V22 V电动机输出的机械功率为P机UMII2R222 W222 W36 W.学问点二路端电压与负载的关系3若E表示电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()AUIR BUEUCUEIr DUE答案BD4. 如图3所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()图3A路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B电流都是I1时，两电源内电压相等C电路A的电动势大于电路B的电动势DA中电源的内阻大于B中电源的内阻答案ACD解析在路端电压与总电流的关系图线(UI)中，图线在U轴上的截距表示电动势E，图线斜率的确定值表示电源的内阻，可见EAEB，rArB.图中两直线的交点坐标为(I1、U1)，由R可知，路端电压都为U1时，它们的外电阻相等由UIr可知，电流都是I1时，因r不相等，故两电源内电压不相等所以选项A、C、D正确【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法5如图4所示的电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数状况为()图4A电压表示数增大，电流表示数减小B电压表示数减小，电流表示数增大C两电表示数都增大D两电表示数都减小答案A6在如图5所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A 的读数为I，电压表V 的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时()图5AI变大，U变小 BI变大，U变大CI变小，U变大 DI变小，U变小答案D解析本题考查闭合电路的动态分析当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5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V 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和R4串联两端电压变小，则电流表A 的读数I变小，故选D.方法总结闭合电路的动态分析是一类格外典型的题目类型，解决这类问题的关键是抓住电源的E、r不变，思路是外电路电阻变化，引起全电路中电流的变化，依据闭合电路欧姆定律公式I，以及EU外U内IRIr进行正确推理，从而判定路端电压U外和内电压U内的变化然后再应用串、并联电路的特点推断外电路的电流或某个电阻的变化状况，即应用“部分整体部分”这样的挨次分析二、闭合电路功率问题的分析7. 如图6所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图象，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图象用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的输出功率和效率分别为()图6A4 W,33% B2 W,33%C2 W,67% D4 W,67%答案D8. 如图7所示的电路中，电池的电动势E5 V，内电阻r10 ，固定电阻R90 ，R0是可变电阻在R0由0增加到400 的过程中，求：图7(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率；(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和答案(1)R0100 时，Pm W(2)0.01 W解析(1)可变电阻R0上消耗的热功率P1I2R0()2R0由上式可得：当R0100 时，P1有最大值Pm W W.(2)r和R上消耗的热功率之和P2I2(Rr)100由上式可知，R0最大时，P2最小，即当R0400 时，P2有最小值P2min100 W0.01 W.方法总结电源的输出功率P与外电阻R的关系P出UII2R()2R由上式可知：当Rr时，P出有最大值，且最大值Pm.依据电源的输出功率与外电阻的关系可知，二者关系如图所示1在闭合电路中，下列叙述正确的是()A闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比B当外电路断开时，路端电压等于零C当外电路短路时，电路中的电流无穷大D当外电阻增大时，路端电压也增大答案AD2在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系下列说法正确的是()A若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必定减小C若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也会随内电压减小D若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和答案D3. 如图8所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下列说法中正确的是()图8A电动势E1E2，短路电流I1I2B电动势E1E2，内阻r1r2C电动势E1E2，内阻r1r2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大答案AD解析由图象可知两电源的UI图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很简洁推断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的确定值大于图线1的斜率的确定值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误由图象可推断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确4. 如图9所示是一试验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()图9A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大答案A解析滑动触头由a端滑向b端的过程中，R1值减小，因此总电阻变小，D错误；干路电流变大，路端电压变小，A正确；内阻消耗的功率变大，C错误；定值电阻R3两端的电压变小，电流表示数变小，B错误5.在如图10所示电路中，当变阻器的滑动头P由a向b端移动时()图10A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，电流表示数变小答案B6. 如图11所示，直线OAC为某始终流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同始终流电源内部的热功率随电流I变化的图线若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为()图11A1 W B6 WC2 W D2.5 W答案C解析由图象中不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E3 V，短路电流为I3 A，所以电源的内阻为r1 .图象上AB段所表示的功率为PABP总I2r(13121) W2 W故正确选项为C.7. 如图12所示的电路中，灯泡A、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，则电路中毁灭的故障可能是()图12AR1短路BR2断路CR3断路DR1、R2同时短路答案C8. 如图13所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态现将两极板的间距变大，则()图13A电荷将向上加速运动B电荷将向下加速运动C电流表中将有从a到b的电流D电流表中将有从b到a的电流答案BD9如图14所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作假如再合上S2，则下列表述正确的是()图14A电源输出功率减小BL1上消耗的功率增大C通过R1上的电流增大D通过R3上的电流增大答案C解析合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最终与R1串联合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路的总电流也即流过R1的电流增大，C正确因电源的内阻不计，则电源的输出功率PIE增大，A错误通过R1中的电流增大时R1两端电压上升，则并联电路部分的两端电压降低，L1消耗的功率降低，通过R3与L3的电流减小，B、D均错误10. 如图15所示，电源电动势E10 V，内阻r0.2 ，标有“8 V16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R00.15 ，则电源的输出功率为()图15A16 W B440 WC80 W D400 W答案C解析电路的总电流I A10 A，则电源的输出功率为PIU额108 W80 W11如图16所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5 V2.5 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为4 V求：图16(1)电阻R的值；(2)电源的电动势和内阻答案(1)4 (2)6 V2 解析(1)电阻R的值为R 4 .(2)当开关接a时，有EU1I1r，又U15 V，I1 A0.5 A.当开关接b时，有EU2I2r，又U24 V，I21 A，联立解得E6 V，r2 .12如图17所示电路中，E10 V，R14 ，R26 ，C30 F，电池内阻不计，求：图17(1)闭合开关S，稳定后通过R1的电流；(2)然后将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量答案(1)1 A(2)1.2104 C解析(1)闭合S时：I A1 A(2)设S闭合与断开时C的电荷量分别为Q1、Q2，则：Q1CIR2Q2CE所以，断开S后，流过R1的电荷量为：QQ2Q130106(106) C1.2104 C