浙江高考一轮 第7章 第2节 电路 闭合电路欧姆定律.docx

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浙江高考一轮第7章第2节电路闭合电路欧姆定律

第2节　电路　闭合电路欧姆定律

考点一|串联电路和并联电路

串联、并联特点对比

串联

并联

电流

I＝I1＝I2＝…＝In

I＝I1＋I2＋…＋In

电压

U＝U1＋U2＋…＋Un

U＝U1＝U2＝…＝Un

电阻

R＝R1＋R2＋…＋Rn

＝＋＋…＋

1．电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1∶U2为（　　）

A．1∶2　　　　　　　B．2∶1

C．1∶4D．4∶1

B　[两电阻并联时，两端电压相等，因电流之比为1∶2，故R1∶R2＝2∶1；当两电阻串联时，有相同的电流，由U＝IR可知，U1∶U2＝2∶1，选项B正确．]

2．三个电阻的阻值之比R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，若将这三个电阻并联，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3为（　　）

A．1∶2∶5　　　　B．5∶2∶1

C．10∶5∶2D．1∶1∶1

C　[并联电路电压相等，设为U，因为R1∶R2∶R3＝1∶2∶5，设R1＝R，则R2＝2R，R3＝5R，所以并联后，通过它们的电流之比为∶∶＝10∶5∶2，选项C正确．]

3.（2017·台州模拟）如图721所示，电源和电压表都是好的，在滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数始终为U，下列判断正确的是

（　　）【导学号：

81370269】

图721

A．a处接线断开

B．滑片P开路

C．a、b间电阻丝开路

D．b处接线开路

D　[因电压表示数始终为U，则滑片P不会开路，B错；若a处接线断开，则电压表示数为零；若a、b间电阻丝开路，则P移动到某位置时示数为零；若b处接线开路，则由于电阻上无电压降，P点的电势始终为a点电势，电压表示数始终为U，故A、B、C均错，D正确．]

4．如图722所示为某一电路的一部分，其中R1＝20Ω，R2＝R3＝40Ω，下列关于R1、R2、R3消耗电功率P1、P2、P3，以及R1、R2两端的电压U1、U2的关系正确的是（　　）

图722

A．U1＝U2，P1＝P2＝P3

B．U1＞U2，P1∶P2∶P3＝1∶2∶2

C．U1＝U2，P1∶P2∶P3＝2∶1∶1

D．U1＜U2，P1＜P2＝P3

C　[由于R2、R3并联，其总电阻为20Ω，与R1串联后，R1与R2、R3并联电路两端的电压相同，所以R1、R2两端的电压U1、U2相等；R2、R3阻值相同，由P＝知，消耗功率相同；通过R2、R3的电流均为总电流的一半，由P＝I2R可得P1∶P2∶P3＝2∶1∶1.选项C正确．]

考点二|闭合电路欧姆定律

1．闭合电路

（1）组成

（2）内、外电压的关系：

E＝U内＋U外．

2．闭合电路欧姆定律

（1）内容：

在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．

（2）公式：

①I＝（只适用于纯电阻电路）．

②E＝U外＋Ir（适用于所有电路）．

3．路端电压U与电流I的关系

（1）关系式：

U＝E－Ir.

（2）UI图象如图723所示．

图723

①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．

②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流．

③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．

1．某电路如图724所示，已知电池组的总内阻r＝1Ω，外电路电阻R＝5Ω，理想电压表的示数U＝3.0V，则电池组的电动势E等于（　　）

图724

A．3.0V　　　B．3.6V　　　

C．4.0V　　　D．4.2V

B　[由于电压表的示数为路端电压，而U＝IR，则I＝＝0.6A，由闭合电路欧姆定律可得E＝I（R＋r）＝0.6×（5＋1）V＝3.6V，故选项B正确．]

2.第二届世界互联网大会于2015年12月16日至18日在桐乡乌镇举行，为迎接大会召开，桐乡市对部分道路亮化工程进行了改造，如图725所示是乌镇某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌，则该电池板的内阻约为（　　）

太阳能电池板的参数

开路电压　43V

短路电流　5.85A

工作电压　35.3V

工作电流　5.67A

额定功率　200W

工作温度　4085℃

图725

A．7.58Ω　　B．6.03Ω　　

C．6.23Ω　　D．7.35Ω

D　[开路电压即为电动势，所以内阻r＝＝Ω≈7.35Ω，D正确．]

3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是（　　）

A．0.10V　　B．0.20V　　

C．0.30V　　D．0.40V

D　[由已知条件得：

E＝800mV.又因I短＝，所以r＝＝Ω＝20Ω，所以U＝IR＝R＝×20mV＝400mV＝0.4V，选项D正确．]

4．（2015·浙江学业水平考试）小吴同学设计了一种烟雾报警装置，其设计原理如图726所示．M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化，R为定值电阻．当装置所在区域出现烟雾且浓度增大时，将导致a、b两端电压减小，触发警报装置发出警报．当烟雾浓度增大时（　　）【导学号：

81370264】

图726

A．RM增大，电流表示数增大

B．RM增大，电流表示数减小

C．RM减小，电流表示数增大

D．RM减小，电流表示数减小

C　[根据烟雾浓度增大时，a、b两端电压减小，可知a、b之间电阻减小，故RM减小．根据闭合电路欧姆定律知电路中电流增大，所以电流表示数增大．故C选项正确．]

5．图727所示电路中，电容器与电阻R2并联后，经电阻R1与电源和开关相连，电源电动势E＝24V，内电阻r＝1Ω，电阻R1＝15Ω，R2＝8Ω，电容器的电容C＝2×10－9F，闭合开关S，待电路稳定后，下列说法正确的是

（　　）【导学号：

81370268】

图727

A．电源两端的电压为1V

B．电容器两端的电压为24V

C．通过电阻R1的电流为1.5A

D．电容器所带电荷量为1.6×10－8C

D　[闭合开关S，稳定后电容器相当于开关断开，根据闭合电路欧姆定律得：

I＝＝A＝1A，电源两端的电压是路端电压，即：

U＝I（R1＋R2）＝1×（15＋8）V＝23V．电容器两端的电压即R2两端的电压：

U2＝IR2＝1×8V＝8V

则电容器所带电荷量为

Q＝CU2＝2×10－9×8C＝1.6×10－8C，故D项正确．]

考点三|电源的功率及UI图象

1．电源的总功率

（1）任意电路：

P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．

（2）纯电阻电路：

P总＝I2（R＋r）＝.

2．电源内部消耗的功率

P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．

3．电源的输出功率

（1）任意电路：

P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．

（2）纯电阻电路：

P出＝I2R＝＝.

（3）纯电阻电路中输出功率随R的变化关系

①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝

②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小．

③当R＜r时，随着R的增大输出功率越来越大．

④当P出＜Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.

⑤P出与R的关系如图728所示．

图728

4．电源的效率

（1）任意电路：

η＝×100%＝×100%.

（2）纯电阻电路：

η＝×100%＝×100%

因此在纯电阻电路中R越大，η越大．

5．电源与电阻UI图象的比较

图象上的特征

物理意义

电源UI图象

电阻UI图象

图形

图象表述的物理量变化关系

电源的路端电压随电路电流的变化关系

电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系

图线与坐标轴交点

与纵轴交点表示电源电动势E，与横轴交点表示短路电流

过坐标轴原点，表示没有电压时电流为零

图线上每一点坐标的乘积UI

表示电源的输出功率

表示电阻消耗的功率

图线上每一点对应U、I比值

表示外电阻的大小，不同点对应的外电阻大小不同

每一点对应的比值均等大，表示此电阻的大小不变

图线斜率的绝对值大小

内阻r

电阻大小

　（2016·浙江4月学考）图729所示中的路灯为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×106J．如果每天等效日照时间约为6h，光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h．光电池的光电转换效率约为（　　）

图729

A．4.8%　　　B．9.6%　　　C．16%　　　D．44%

C　[光电池的光电转换效率是转化得到的电能与接收到的光能的比值，即：

η＝×100%＝×100%＝16%，故选C.]

1．如图7210所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是（　　）【导学号：

81370265】

图7210

A．电源的电动势为5.0V

B．电源的内阻为12Ω

C．电源的短路电流为0.5A

D．电流为0.3A时的外电阻是18Ω

D　[当电流为零时，路端电压等于电源电动势，由此可知电源的电动势为6.0V，选项A错误；图线的斜率表示电源内阻r＝Ω＝2Ω，选项B错误；只有当路端电压为零时的电流才是短路电流，由于图线没有从原点开始，因此图线与横轴交点不是短路电流，选项C错误；当电流为0.3A时，由闭合电路欧姆定律I＝知R＝－r＝Ω－2Ω＝18Ω，选项D正确．]

2．如图7211所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是（　　）

图7211

A．4W,8W　　　B．2W,4W

C．2W,3WD．4W,6W

D　[电源的UI图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3V，图线A、B的交点表示电路工作点，对应的工作电压为U＝2V，工作电流为I＝2A．用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出＝UI＝2×2W＝4W，电源的总功率P总＝EI＝3×2W＝6W．选项D正确．]

3．电源的效率η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7212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ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为（　　）

图7212

A．ηa＝80%　ηb＝50%

B．ηa＝40%　ηb＝80%

C．ηa＝50%　ηb＝80%

D．ηa＝66.7%　ηb＝33.3%

D　[根据效率的定义可做以下推导：

η＝＝，从UI图象中可知电压电动势对应为6个单位长度，a点路端电压对应为4个单位长度，b点路端电压对应为2个单位长度，综上所述D正确，A、B、C错误．]

4．如图7213所示，R1为定值电阻，R2为变阻器，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）【导学号：

81370266】

图7213

A．当R2＝r时，R2获得最大功率

B．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率

C．当R2＝0时，R1上获得最大功率

D．当R2＝0时，电源的输出功率最大

C　[将R1等效为电源内阻，R2上的功率为电源的输出功率，当外电阻变化时，电源的输出功率随外电阻的变化而变化，当外电阻等于内阻，即R2＝R1＋r时，输出功率最大，即R2上的功率最大，故选项A错误．对电路中的定值电阻R1，电流最大时其功