高中物理选修31第二章 微型专题5 闭合电路欧姆定律的应用学生版Word格式文档下载.docx

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是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；

某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小．

“串反”：

是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；

某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大．

例1

　（2018·

无锡市江阴四校高二期中）如图1所示，电源电动势和内阻都保持不变，当滑动变阻器滑动触头向上端移动时（　　）

图1

A．电压表的读数增大，电流表的读数减小

B．电压表和电流表的读数都增大

C．电压表和电流表的读数都减小

D．电流表的读数增大，电压表的读数减小

针对训练1　（2018·

聊城市期末）如图2所示电路中，开关S闭合，当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是（　　）

图2

A．电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮

B．电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗

C．电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮

D．电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗

二、闭合电路的功率

1．电源的总功率

P总＝EI；

电源内电阻消耗的功率P内＝U内I＝I2r；

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＝I2R＝

2R＝

，当R＝r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3

3．电源的效率

指电源的输出功率与电源的总功率之比，

即η＝

×

100%＝

100%.

对于纯电阻电路，电源的效率η＝

100%，所以当R增大时，效率η提高．当R＝r（电源有最大输出功率）时，效率仅为50%，效率并不高．

例2

　如图4所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值为10Ω.

图4

（1）变阻器接入电路的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？

最大为多大？

（2）变阻器接入电路的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？

例3

　如图5所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻的U－I图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：

图5

（1）电源的输出功率P出为多大？

（2）电源内部损耗的电功率是多少？

（3）电源的效率η为多大？

三、含电容器电路的分析与计算

1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，此支路相当于断路，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压．

2．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；

如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电．

3．根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量．

例4

　如图7所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF，求：

图7

（1）S闭合后，稳定时通过R1的电流；

（2）S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的总电荷量．

针对训练2　（2018·

无锡市江阴四校高二期中）如图8所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是（　　）

图8

A．电容器C1的电荷量增多，电容器C2的电荷量减少

B．电容器C1的电荷量减少，电容器C2的电荷量增多

C．电容器C1、C2的电荷量都增多

D．电容器C1、C2的电荷量都减少

1．（闭合电路的动态分析）（多选）（2018·

新余市期末）如图9所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光．在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）

图9

A．小灯泡L1、L2均变暗

B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗

C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大

D．电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比不变

2.（电源的输出功率和效率）（多选）如图10所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图可知（　　）

图10

A．该电源的电动势为6V，内阻是2Ω

B．固定电阻R的阻值为1Ω

C．该电源的最大输出功率为9W

D．当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%

3．（闭合电路中功率的计算）（2018·

日照市期末）如图11所示的电路中，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻R0＝1.0Ω，定值电阻R1＝1.5Ω.电动机正常工作时，理想电压表的示数U1＝3.0V．求：

图11

（1）电源总功率；

（2）电源的输出功率；

（3）电动机消耗的电功率，以及将电能转化为机械能的功率．

4．（含容电路的分析和计算）（2018·

华中师大附中质检）如图12所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器的电容C＝4μF.开关S原来断开，从闭合开关S到电路稳定，试问这一过程中通过电阻R的电荷量是多少？

图12

一、选择题

考点一　闭合电路的动态分析

1.（多选）（2018·

重庆市期末）如图1所示的电路中，电表均为理想电表．闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列说法正确的是（　　）

A．电流表A读数变大

B．电压表V1读数变大

C．电压表V2读数变大

D．灯泡L变亮

2.如图2所示的电路，三只相同的灯泡L1、L2、L3，当滑动变阻器的滑动触头向b端移动时（　　）

A．L1变亮，L2、L3变暗

B．L1、L2变亮，L3变暗

C．L1、L3变暗，L2变亮

D．L1、L3变亮，L2变暗

3．（2018·

东营市期末）某种热敏电阻在环境温度升高时，电阻会迅速减小．将这种热敏电阻P接入如图3所示电路，开关闭合．若环境温度升高，下列判断正确的是（　　）

A．电路的总电阻变大

B．流过P的电流变小

C．灯泡A变亮

D．灯泡B变亮

考点二　含容电路的分析与计算

4．在如图4所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（　　）

A．L变暗，Q增大B．L变暗，Q减小

C．L变亮，Q增大D．L变亮，Q减小

5.如图5所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置．闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是（　　）

A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值

C．增大两板间的距离D．断开开关S

6．（多选）如图6所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝6Ω，R2＝5Ω，R3＝3Ω，电容器的电容C＝2×

10－5F．若将开关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.则（　　）

图6

A．I＝0.75AB．I＝0.5A

C．q＝2×

10－5CD．q＝1×

10－5C

考点三　电源的输出功率与效率

7．（2018·

重庆市期末）如图7所示，电源电动势为E，电源内阻为r＝1Ω，定值电阻R1＝4Ω，滑动变阻器R2变化范围是0～10Ω，下列说法正确的是（　　）

A．当R2＝3Ω时，电源的输出功率最大

B．当R2＝3Ω时，R1上获得的功率最大

C．当R2＝0时，电源的效率最大

D．当R2＝0时，R1上获得的功率最大

8.（多选）（2018·

日照市期末）如图8所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表，开关S闭合后，灯泡正常发光．若滑动变阻器R的滑动端向下滑动，下列判断正确的是（　　）

A．电源的效率一定减小

B．电源的输出功率可能减小

C．灯泡L有可能会烧坏

D．电压表V和电流表A的示数均减小

9．（多选）（2018·

南师附中高二期中）如图9所示，是测定两个电源的电动势和内阻实验中得到的路端电压和电流的关系图线，则应有（　　）

A．当I1＝I2时，电源总功率P1＝P2

B．当U1＝U2时，电源输出功率P出1<

P出2

C．当I1＝I2时，外电阻R1＝R2

D．当U1＝U2时，电源内部消耗的电功率P内1<

P内2

10．（多选）如图10所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U－I图线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（　　）

A．电源1比电源2的内阻大

B．电源1和电源2的电动势相等

C．小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率小

D．小灯泡与电源1连接时消耗的功率比与电源2连接时消耗的功率大

11．（多选）在如图11甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（　　）

A．通过L1的电流为通过L2的电流的2倍

B．此时L1、L2和L3的电阻均为12Ω

C．L1消耗的电功率为0.75W

D．L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍

二、非选择题

12．（2018·

北京市朝阳区高二上期末）在如图12所示的甲、乙电路中，电源的电动势E＝3V，内电阻r＝1.0Ω，电阻R＝2.0Ω，电动机的内阻R内＝2.0Ω.

（1）甲图中闭合开关S后，电阻R的功率；

（2）乙图中闭合开关S后，电路中的电流为0.5A，电动机的热功率及输出功率．

13．（2018·

平顶山市、许昌市、汝州市联考）图13所示电路中，电源的电动势E＝110V，电阻R1＝21Ω，电动机的内阻R0＝0.5Ω，开关S1始终闭合，当开关S2断开时，电阻R1消耗的电功率P1＝525W；

当开关S2闭合时，电阻R1消耗的电功率P2＝336W，求：

图13

（1）电源的内阻r；

（2）当开关S2闭合时，电动机输出的机械功率P出．

14．（2018·

重庆市期末）如图14所示，电源电动势为E＝6V，内阻不计，电容C1＝1μF，电容C2＝2μF，电阻R1＝4Ω，电阻R2＝2Ω.求：

图14

（1）当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB；

（2）开关S从断开到闭合待电路稳定后电容器C1的电荷量的变化值．