1、第课时闭合电路的欧姆定律【测控导航】知识点题号1.对电动势和电压的理解1、22.电源及其他元件功率和效率的分析与计算3、63.闭合电路的图像问题7、104.电路的动态分析及含容电路4、5、8、95.闭合电路的综合应用11、1218题为单选题;910题为多选题1.关于电源的电动势的说法,下列正确的是(D)A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的电动势越大,电源所提供的电能就越多C.电源接入电路后,其两端的电压越大时,电源的电动势也越大D.无论电源接入何种电路,其电动势是不变的解析:由电动势的定义可知,当通过单位电荷时转化的电能为
2、2 J,则电源的电动势为2 V,故选项A错误;电源所能提供的电能与电动势无关,它是由电源中贮存的可转化能量的多少决定的,故选项B错;电源的电动势与外电路无关,故选项C错误.对于确定的电源,其电动势是不变的,选项D正确.2.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,灯泡只发出很微弱的光,把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数接近3 V,再把它们作为一个台式电子钟的电源,电子钟能正常工作,则下列说法:这两节干电池的电动势减少了很多这两节干电池的内阻增大了很多这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是(C)A.B.C.D.解析:题
3、目所给的材料中,有几点要特别注意:手电筒的灯泡发出很微弱的光,这说明通过小灯泡的电流已经很小.用电压表测两节干电池的电压示数接近3 V,这说明每节干电池的电动势仍约为1.5 V,把它们作为电子钟的电源,电子钟正常工作,说明电子钟的工作电流比较小.由此我们可以知道,干电池在用了较长一段时间之后,电动势的大小仍基本没变,那为什么手电筒却发出微弱的光呢?可见,该电池的内阻已经变大了很多.故正确选项为C.3.(2012湖北七市联考)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,使电阻的功率大于2 W,且使该电源的效率大于50%的是(C)A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 解析:由闭合
4、电路欧姆定律得I=,P=I2R2 W,即()2R2 W,得 Rr=1 ,故选项C正确.4.(2013合肥市一模)如图所示的电路中,电压表都看做理想电表,电源内阻为r.闭合开关S,当把滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时(D)A.电压表V1的示数变大,电压表V2的示数变小B.电压表V1的示数变小,电压表V2的示数变大C.电压表V1的示数变化量大于电压表V2示数变化量D.电压表V1的示数变化量小于电压表V2示数变化量解析:当滑动变阻器R3的滑片P向b端移动时,接入电路中的R3增大,电压表V1和V2和R3均是并联,根据“串反并同”结论,可知电压表V1和V2示数均变大,故选项A、B错误.设电压表V1示数
5、为U1,电压表V2示数为U2,干路电流为I,则有U1=U2+IR1,则U1=U2+IR1,根据“串反并同”结论可知I减小,即I0,则U1U2,故答案为D.5.电源的效率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a、b.由图可知a、b的值分别为(D)A.、B.、C.、D.、解析:由图可知,a点坐标(4I0,4U0),b点坐标(8I0,2U0)电源内电阻r=.a点对应的外电阻R1=,a=;b点对应的外电阻R2=,b=;故选D项.6.(2012安徽两地三校示范高中
6、联考)如图(甲)为某一小灯泡的UI图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 的定值电阻R串联,接在内阻为1 、电动势为5 V的电源两端,如图(乙)所示.则(B)A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26 WD.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W解析:若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A,则电源输出电流为I=0.4 A,由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U=E-I
7、(R+r)=3 V.由题图(甲)可知小灯泡的电流强度为0.2 A时小灯泡两端电压仅为1.3 V,显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A,选项A、C错误;若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,由题图(甲)可知小灯泡的电流强度为0.3 A时小灯泡两端电压为2.0 V,电阻R和内阻r上的电压为3.0 V,此时每盏小灯泡的电功率为P=UI=0.6 W,选项B正确,D错误.7.(2012安徽试题调研)温度传感器广泛应用于空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随着温度变化的特性来工作的.如图(甲)所示,电源的电动势E=9.0 V,内阻不计;G为灵敏电流计,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻
8、,其电阻阻值与温度的变化关系如图(乙)所示.闭合开关S,当R的温度等于20 时,电流计示数I1=2 mA;当电流计的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是(D)A.60 B.80 C.100 D.120 解析:由图像知,当t1=20 ,热敏电阻的阻值R1=4 k,根据闭合电路欧姆定律:I1=,可解得Rg=0.5 k,又I2=,可解得R2=2 k,结合图像得:t2=120 .8.(2012泰州中学一模)如图所示的电路中,R1、R2、R3是固定电阻,R4是光敏电阻,其阻值随光照的强度增强而减小.当开关S闭合且没有光照射时,电容器C不带电.当用强光照射R4且电路稳定时,则与无光照射时比较(B)A
9、.电容器C的上极板带正电B.电容器C的下极板带正电C.通过R4的电流变小,电源的路端电压增大D.通过R4的电流变大,电源提供的总功率变小解析:没有光照射时,电容器C不带电,说明电容器的上、下两极板电势之差为0,强光照射,R4的阻值减小,R3上的电压增大,电容器的上极板电势低于下极板电势,下极板带正电,故选项A错,B对;R4的阻值减小,根据“串反并同”可判定通过R4的电流增大,又外电阻减小则路端电压减小,故选项C错;由于外电阻减小,干路电流I增大,电源总功率P=IE增大,故选项D错.9.(2012浙江月考)如图所示,电动势为E,内阻为r的电源与滑动变阻器R1、定值电阻R2、R3、平行板电容器及理
10、想电流表组成闭合电路,图中电压表为理想电压表,当滑动变阻器R1的触头向左移动一小段时,则(ACD)A.电流表读数增大B.电容器带电荷量增加C.R2消耗的功率减小D.电压表与电流表示数变化之比不变解析:由电路图可知R1、R2并联再与R3串联,当滑动触头向左移动一小段时,R1电阻减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律,电路总电流增大,所以内电压增大,路端电压减小,并联部分电压减小,电容器的带电荷量Q=CU减小,R2消耗的功率减小,选项A、C正确,B错误;由U=E-Ir,可得=-r,故选项D正确.10.(2012陕西礼泉一中期末)2012年12月以来,广大交警加大了对“酒驾”的查处力度.酒精测试
11、仪的工作原理如图所示,其中P是半导体型酒精气体传感器,该传感器电阻r的倒数与酒精气体的浓度C成正比,R0为定值电阻.以下关于电压表示数的倒数()与酒精气体浓度的倒数()之间关系的图像,不正确的是(BCD)解析:由题意知:r=kk为比例系数又据闭合电路欧姆定律知E=U+(r+r)由、式得=+由可得,故选项A对,B、C、D错.11.在如图所示的电路中,R1=2 ,R2=R3=4 ,当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4 W,当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,试求: (1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;(2)电源的电动势和内电阻;(3)当开关S接c时,通过R2的电流大小.解析:
12、(1)S接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式P=I2R可得通过电源的电流I1=1 A再根据P=电源两端电压U1=4 V.(2)S接a时,有E=U1+I1rS接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=6 通过电源的电流I2=0.75 A这时有:E=U2+I2r,解得:E=6 V,r=2 .(3)当S接c时,R2、R3并联,R23=2 ,R总=R1+r+R23=6 总电流I3=E/R总=1 A通过R2的电流I=I3=0.5 A.答案:(1)1 A4 V(2)6 V2 (3)0.5 A12.(2012温州高三月考)如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电池串联组成,合上开
13、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(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)两个图上的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)解析:(1)由题图(乙)可知Im=,所以r= =0.5 ,由题图(甲)可知Pm=,所以n=4.(2)由题图(丙)知=,当触头C滑到B端时,电源效率最高,r=nr=40.5 =2 ,所以R=8 .(3)当内、外电路的电阻相等时,电源的
14、输出功率最大,有Pm=UI=4.5 W,I=得U=3 V,即b点的坐标为(3 V,4.5 W).当滑动触头C到达B时,电流最小,而路端电压最大,则a点的横坐标I=0.6 A,a点的纵坐标Ua=IR=0.68 V=4.8 V,即a点的坐标为(0.6 A,4.8 V);c点的横坐标Uc=Ua=4.8 V,功率Pc=UcI=4.80.6 W=2.88 W,所以c点的坐标为(4.8 V,2.88 W).答案:见解析.(1)本题涉及到闭合回路的功率问题.要从概念上区分电源总功率P=EI、电源输出功率P出=U路I及电源内部热功率P内=I2r;其次要注意它们的联系EI=U路I+I2r.电源输出功率最大的条件是R外=r,而且R外=r的两侧还存在输出功率相等的情况.(2)本题涉及三种图像,熟练掌握三种图像的特点是解题的必要条件.
