1、素养培优课练习(三)闭合电路欧姆定律的综合应用(教师用书独具)(建议用时：25分钟)考点一电源的功率和效率1如图所示，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()A16 WB440 WC80 W D400 WC电路的总电流I A10 A，则电源的输出功率为PIU额108 W80 W，C正确。2如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法不正确的是()A灯少时灯泡较亮，灯多时灯泡较暗B灯多时各灯两端的电压较低C灯多时通过电源的电流较大D灯多时通过各灯的电流较大D随着接入灯泡增
2、多，外电路的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律I得，干路电流增大，由UEIr知，路端电压U减小，则各灯两端的电压降低，电流减小，亮度变暗，选项A、B、C正确，选项D错误。3有一个电动势为3 V、内阻为1 的电源。下列电阻与其连接后，电阻的功率大于2 W，且该电源的效率大于50%的是()A0.5 B1 C1.5 D2 C当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，最大功率P W2.25 W，此时电源的效率100%50%，而外电阻越大，电源效率越大，故外电阻应大于1 ；由R2 W，解得R2 或R0.5 ，要使电阻功率大于2 W，则电阻应小于2 且大于0.5 ，综上，电阻应大于1 ，小于2 ，C正确。4如
3、图所示电路中，定值电阻R2r(r为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R1且R1R2r。在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是()A电源的输出功率变小BR2消耗的功率先变大后变小C滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D以上说法都不对C滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑片滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大。考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分，当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大，当滑动变阻器阻值小于2r时，消耗的功率变
4、小，C正确。5如图所示，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。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。答案36 W考点二UI图线的理解6如图所示为一个电池组和一只电阻R的UI图线。用该电池组与电阻R连接成闭合电路，则以下说法正确的是()A电池组的内阻是0.5 B电阻的阻值为2 C电池组的输出功率是5 WD改变电阻R的阻值时，电池组的最大输出功率为6.25
5、 WD电池组的内阻r 1 ，故A错误；电阻的阻值R ，故B错误；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由题图读出路端电压为U2 V，电流为I3 A，电池组的输出功率是PUI6 W，故C错误；电池组的电动势为5 V，且当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻Rr1 时，该电池组有最大输出功率：P出R16.25 W，故D正确。7如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P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()A1 W B6 W C2 W D2.5 WC由题图不难看出，在C点，电源的总功
6、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 。题图上AB线段表示的功率为PABP总I2r(13121) W2 W。故选项 C正确。考点三含容电路的分析8在如图所示的电路中，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()AL变暗，Q增大 BL变暗，Q减小CL变亮，Q增大 DL变亮，Q减小B当滑动变阻器的滑动片向下移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，灯L变暗。电容器极板间电压等于滑动变阻器两端的电压。因路端电压减
7、小，则通过L灯的电流减小，而干路电流增大，则通过R1的电流增大，R1两端电压也增大，则滑动变阻器两端的电压减小，电容器所带电荷量Q减小，故B正确。考点四欧姆表的工作原理9欧姆表电路及刻度盘如图所示，现因表头损坏，换用一个新表头。甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为()A100 ，100 B200 ，100 C50 ，100 D100 ，200 C由欧姆表改装原理及闭合电路的欧姆定律可得，甲表头满偏电流为原表头的2倍，内阻与原表头相同，在电动势不变的情况下，其中值电阻变为原来的，即50
8、；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，在电动势不变的情况下，其中值电阻不变，即100 ，则C正确，A、B、D错误。(建议用时：15分钟)10硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b是某电阻R的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为()A5.5 B7.0 C12.0 D12.5 A由闭合电路欧姆定律得UEIr，当I0时，EU，由题图可知，电池的电动势为E3.6 V，根据题中两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为U2.5 V，电流为I0.2 A，则硅光电池的内阻
9、为r 5.5 ，故选项A正确。11(多选)在如图所示的电路中，定值电阻a、b、c、d的阻值相等，电容器C的耐压值足够大，其中电源的内阻可忽略不计。当仅闭合开关K1时，电路的总电阻用R1表示、电容器所带的电荷量为q1，当两个开关均闭合时，电路的总电阻用R2表示、电容器所带的电荷量为q2。则下列说法正确的是()AR1R265 BR1R256Cq1q253 Dq1q235AC假设定值电阻的阻值均为R，电源的电动势为E，内阻可忽略不计，当仅闭合开关K1时，等效电路如图甲所示，则电路的总电阻为R13R，电容器两极板间的电压U1EE，则电容器所带的电荷量q1CU1EC；当两个开关均闭合时，等效电路如图乙所
10、示，电路的总电阻为R22RR，电容器两极板之间的电压为U2EE，电容器所带的电荷量q2CU2EC。由以上分析可知R1R265、q1q253，A、C正确，B、D错误。甲乙12如图所示的电路中，R13 ，R26 ，R31.5 ，C20 F。当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4W，求：(1)电源的电动势和内电阻。(2)闭合S时，电源的输出功率。(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少。解析(1)S断开时外电路R2、R3串联EI1(R2R3)I1rP1EI1S闭合时外电路R1、R2并联后与R3串联R外R3代入数据R外3.5 对闭合电路EI2R外I2
11、rP2EI2由可得(2)闭合S时，电源的输出功率PIR外123.5 W3.5 W。(3)S断开时Q1CUR2201060.56 C6105 CS闭合，电容器两端的电势差为零，则Q20。答案(1)4 V0.5 (2)3.5 W(3)6105 C013如图所示的电路中，所用电源的电动势E4 V，内电阻r1 ，电阻R1可调。现将R1调到3 后固定。已知R26 ，R33 ，求：(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？解析(1)开关S断开时，I1 A0.4 A开关接通时，R2、R3并联的总电阻R232 I1 A0.667 A。(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R232 为定值，所以，只有当R10时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。IAAPABI2R232 W3.556 W。答案(1)0.4 A0.667 A(2)03.556 W