闭合电路欧姆定律的五种应用之欧阳术创编.docx

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闭合电路欧姆定律的五种应用之欧阳术创编

闭合电路欧姆定律的应用

时间：

2021.02.02

创作：

欧阳术

目标：

掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题的方法

1．U—I图像的求解

2．闭合电路的动态分析

3．闭合电路中的功率及其最大值问题

4．含电容电路的的计算

类型一：

U—I图像的求解

【典题】

1下图所示的U-I图线中，I是电源的路端电压随电流的变化图线，Ⅱ是某电阻的U-I图线，当该电源向该电阻供电时，求：

（1）电源的输出功率P出是多大？

（2）电源内部损耗的功率P内是多大？

（3）电源的效率是多大？

电路图2913甲所示，若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示，求：

（1）电源的电动势和内阻；

（2）电源的路端电压；

（3）电源的输出功率．

2．如图2是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像，有图像可知，该电源的电动势_____V,内阻为____。

3．

如图所示,电源由n个电动势均为1.5V,且内阻相同的电池串联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图15甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计.求:

（1）组成电源的串联电池的个数.

（2）滑动变阻器总阻值.

（3）将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.（甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线）

类型二：

闭合电路的动态分析

闭合电路动态分析的基本思路是：

“部分→整体→部分”，即从某个电阻的变化入手，由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况，然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点：

1、理解闭合电路欧姆定律E=U外+Ir（E、r不变）；部分电路欧姆定律U=IR。

2、局部电阻增则总电阻增，反之则总电阻减；支路数量增则总电阻减，反之则总电阻增。

3、两个关系：

外电压等于外电路上串联的各分电压之和；总电流等于各支路电流之和。

有一部分电路中的R、I、U都发生变化，这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题，还要结合串、并联电路的特点去进行判断。

动态分析的一般步骤：

（1）局部电阻确定外电路的电阻如何变化

（2）根据闭合电路欧姆定律

，确定电路中的总电流如何变化

（3）由U内=Ir确定电源的内电压如何变化

（4）

由U外=E—Ir确定电源的外由电压如何变化

（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化

（6）确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变

【典题】

1．如图10-3-2所示，当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时，电路中各电表示数如何变化？

（电表内阻对电路的影响不计）

2．如图所示，当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时（）

A．电压表V的读数增大，电流表A的读数减小

B．电压表V和电流表A的读数都增大

C．电压表V和电流表A的读数都减小

D．电压表V的读数减小，电流表A的读数增大

3、如图7所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则（）

A、电灯L更亮，安培表的示数减小B、电灯L更亮，安培表的示数增大

图7

C、电灯L更暗，安培表的示数减小D、电灯L更暗，安培表的示数增大

4：

如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时（）

A.伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小

B.伏特表V和安培表A的读数都增大

C.伏特表V和安培表A的读数都减小

D.伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大

5：

如图所示电路中，电源电动势和内电阻为定值，固定电阻的阻值Ｒ２小于变阻器ａｂ两端之间的总阻值Ｒ３，Ｒ１≠０。

当变阻器的滑片Ｐ从ａ向ｂ移动过程中，两电压表Ｖ１和Ｖ２的示数变化是（）

A.V1变大,V2变大

B.V1变大,V2变小

C.V1先变大后变小,V2先变大后变小

D.V1先变大后变小,V2总增大

6:

如图所法,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动时,两灯的变化是（）

A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮

C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗

7:

如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时（）

A.安培表的示数减小,伏特表的示数增大

B.安培表的示数增大,伏特表的示数减小

C.安培表和伏特表示数都减小

D.安培表和伏特表示数都增大

8、如图电路中，电阻R1=R2=１Ω，变阻器R３的阻值范围是０－１０Ω，电源电动势E　=１０V，内电阻r=３Ω.求：

（1）当变阻器R３阻值多大时，电源输出功率最大?

（2）当变阻器R３阻值多大时，它消耗的电功率最大?

（3）当变阻器R３阻值多大时，R１消耗的电功率最大?

（4）当变阻器R３阻值由０开始增大过程中，电源输出功率怎样变化？

（5）当变阻器R３阻值由０开始增大过程中，R３消耗的电功率怎样变化？

（6）若r=１Ω，其他条件不变，当变阻器R３阻值由０开始增大过程中，电源输出功率又怎样变化？

9、如图所示电路中,直流发电机E=250V,r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:

（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?

（2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大?

（3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?

（4）当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大?

（5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大?

10如图所示，电源电动势为E，内电阻为r．当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是（）

A.小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮

C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2

11、在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为（）

A．A灯和B灯都变亮B．A灯、B灯都变暗

C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮

12、四个小灯连接成如图1所示电路，合上电键S，各灯均正常发光．若小灯L4灯丝突然烧断，则其余各灯亮度的变化情况是（）

A．L1变亮，L2L3均变暗B．L1变暗，L2L3均变亮

C．L1变暗，L2熄灭，L3变亮D．L1L2变亮，L3变暗

类型三：

闭合电路中的功率及其最大值问题

13、已知如图14-3-4，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的阻值变化范围是0~10Ω。

求：

①电源的最大输出功率；

②R1上消耗的最大功率；

③R2上消耗的最大功率。

14、如图10-3-5所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（）

A.当R2=R1+r时，R2获得最大功率

B.当R1=R2+r时，R1获得最大功率

图10-3-5

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

15、．在图10-3-6示的电路中，若R1=4Ω，R3=6Ω，电池内阻r=0.6Ω，则电源总功率为40W，输出功率为37.6W，求电源电动势和电阻R2

16、如图所示，电源的电动势E=6.0V，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻r′＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，求：

电键闭合时，电动机的输出功率。

类型四：

含电容电路的的计算

17、在如图9所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内电阻r=1.02.如图所示，为了使白炽灯泡L在电路稳定后变得更亮，可以采取的方法有

A.只增大电阻R1的阻值

B.只增大电阻R2的阻值

C.只增大电容C两板间的距离

图9

D.在电容器两板间插入玻璃板

18、如图所示电路中，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=1.5Ω，C=20μF，当开关S1闭合、S2断开电路稳定时，电源消耗的总功率为2W，当开关S1、S2都闭合电路稳定时，电源消耗的总功率为4W，求：

（1）电源电动势E和内阻r。

（2）当S1、S2闭合时电源的输出功率。

（3）当S1闭合，分别计算在S2闭合与断开时，电容器所带的电量各为多少？

19．图中变阻器R1的最大阻值是4Ω，R2＝6Ω，电源内阻r＝1Ω，闭合K，调节滑动头P到R1中点时，灯L恰能正常发光，此时电源总功率为16W，电源输出功率为12W。

求：

（1）灯电阻RL；

（2）断开K要使灯仍正常发光，P点应如何滑动，并求这时电源的输出功率和效率。

20．如图所示，电阻R1＝12Ω，R2＝R3＝R4＝6Ω，当电键K打开时，伏特表的示数为12V，全电路消耗的电功率为13W，则电键K闭合后，伏特表和安培表的示数各多大?

（安培表、伏特表接入对电路的影响均忽略不计）

类型四故障问题

21、如图3所示的电路中，店员电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和灯泡L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uac=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定（）

A、L1和L2的灯丝都烧断了B、L1的灯丝都烧断了

C、L2的灯丝都烧断了D、变阻器R断路

22、如图11所示，电灯L标有“4V,1W”，滑动变阻器总电阻为50Ω。

当滑片滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表的示数为0.45A。

由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表的示数变为0.5A，电压表的示数为10V。

若导线完好，电路中各出接触良好。

试问：

（1）、发生故障的是短路还是断路，发生在何处？

（2）、发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？

（3）、电源的电动势和内阻为多大？

综合练

1如图电路中，若滑动变阻器的滑片从a向b移动过程中，三只理想电压表的示数变化的绝对值依次为ΔV1、ΔV2、ΔV3，下列各组数据可能出现的是

A.ΔV1=3V，ΔV2=2V，ΔV3=1V

B.ΔV1=5V，ΔV2=3V，ΔV3=2V

C.ΔV1=0.5V，ΔV2=1V，ΔV3=1.5V

D.ΔV1=0.2V，ΔV2=1.0V，ΔV3=0.8V

2、图2所示的电路中，R1＝3Ω，R2＝9Ω，R3＝6Ω，电源电动势ε＝24V，内阻不计．当电键S1、S2均开启和均闭合时，灯泡L都同样正常发光．

（1）写出两种情况下流经灯泡的电流方向：

（2）求灯泡正常发光时的电阻R和电压U．

3如图4所示电路，电源电动势ε＝6V，内阻r＝1Ω．外电路中电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω．电容器的电容C＝4μF．开始电键S断开．从合上电键到电路稳定的过程中，通过电流表的电量是多少？

4如图5所示电路，电源电动势ε＝6.3V，内电阻r＝0.5Ω．外电路中电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，滑动变阻器的全部电阻R0＝5Ω．试求滑动头P由a端向b端滑动过程中电压表示数的变化范围．

　图5

1、6w2w66.7%2、6w0.5Ω

3、4个8欧a：

0.6A4.8vb:

3vc:

4.8v2.88wd:

8Ω

1、A1减小A2增大A3减小V1减小V2增大V增大

2、D3、A4、A5、D6、C7、B8、①R3=1Ω②R3=5Ω③R3=0④先减后增⑤一直减小9、①2只②40只③8只④50只⑤1只10、BD11、B12、D13、①R2=2Ω②R2=0③R2=6Ω14、AC15、E=20VR2=7Ω16、P出=1.5w17、A18、①4V0.5Ω②3.5w③断开时

闭合时为019、①4Ω②向右移P出=7w87。

5%20、10.5V2.1A

21、D22、①灯L断路②20Ω③12.5V5Ω

综合练1、D2、①开启ba闭合时ab②3Ω4.8V3、

4、4.8V到5.25V

时间：

2021.02.02

创作：

欧阳术