1、素养培优课练习(三)闭合电路的分析与计算(教师用书独具)(建议用时：25分钟)1如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)()Aa、c间断路Bc、d间断路Cb、d间断路Db、d间短路B因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路中必是断路，故D错误。电路中无电流，但c、d间电压升高，是因为c、d间断路，c、d两点分别与电源正、负极等电势。故B正确。2在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为()AA灯和B灯都变亮BA灯和B灯都变暗
2、CA灯变亮，B灯变暗DA灯变暗，B灯变亮B当滑动变阻器的滑片向下滑动时，电阻变小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，外电压减小，则A灯变暗；同时A灯上电流减小，则通往左路的电流增大，定值电阻两端的电压增大，B灯两端电压减小，B灯变暗，故B正确。3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()A.， B.，C.， D.，D电源的效率100%100%。a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格，因此a；b点对应
3、的路端电压为2个格，因此b。故D项正确。4如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，灯泡L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则()A灯泡L更亮，电流表的示数减小B定值电阻R2消耗的功率增大C灯泡L变暗，电源的总功率减小D灯泡L变暗，电流表的示数增大A滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，根据I知I减小，电流表示数减小。根据EU外Ir，U外变大，灯泡两端电压变大，故灯泡L更亮。再根据P2IR2，I总减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故B、C、D错误，A正确。5如图所示的电路，闭合开关S，待电路中的电流稳定后，减小R的阻值。则()A电流表的示数减小B电压表的示数减小
4、C电阻R2两端的电压减小D路端电压增大B题图中的电路结构是R1与R先并联，再与R2串联，故RR总I干U内U外。R2两端电压U2I干R2，U2增大，所以R与R1的并联电压减小，电压表的示数减小，A、C、D错误，B正确。6(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是()A灯泡L将变暗B灯泡L将变亮C电容器C的电荷量将减小D电容器C的电荷量将增大AD由题意可知R增大，电流I减小，灯泡L将变暗，故A正确，B错误；路端电压UEIr增大，则电容器所带电荷量QCU增大，故C错误
5、，D正确。7(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是()A BC DAB由闭合电路欧姆定律有IUEIrErEUIrE根据式可知，I随R的增大单调递减，但不是线性变化，A正确；将式变形可得UE，利用数学知识可知B正确，D错误；根据式可知，C错误。8如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()AA的示数减小BV2的示数增大CU1小于U
6、2DU3与I的比值大于rD理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当于短路，所以R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R两端电压、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，故A错误；根据闭合电路欧姆定律得，V2的示数U2EIr，I增大，U2减小，故B错误；根据U2EIr得r，R，已知Rr，则，故U1大于U2，C错误；根据闭合电路欧姆定律得U3EI(Rr)，得Rrr，则U3与I的比值大于r，故D正确。9如图所示，线段A为某电源的UI图线，线段B为某电阻的UI图线，以上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电
7、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)电源的效率为多大？解析(1)根据题意从A的图线可读出E3 V，r 0.5 ，从B图线中可读出外电阻R1 。由闭合电路欧姆定律可得I A2 A，则电源的输出功率P出I2R4 W。(2)电源内部消耗的功率P内I2r2 W。(3)电源的总功率P总IE6 W故电源的效率100%66.7%。答案(1)4 W(2)2 W(3)66.7%(建议用时：15分钟)10如图所示，平行金属板中带电质点P原来处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，R1的阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时()A电压表读数增大B电流表读数减小C
8、电源的输出功率逐渐增大D质点P将向上运动C当R4的滑片向b端移动时，其接入电路的阻值减小，由“串反并同”原则可知，电压表示数减小，电流表示数增大，A、B错误；当R外r时，R外变小则P出增大，C正确；电容器两端电压减小，带电质点P受电场力变小，重力大于电场力，质点将向下运动，D错误。11如图所示，电动势为E，内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2，则下列表述正确的是 ()A电源输出功率减小BL1上消耗的功率增大C通过R1上的电流增大D通过R3上的电流增大C只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合上S2，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减小，
9、根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大。由于电源的内阻不计，电源的输出功率PEI，与电流成正比，则电源输出功率增大，故A错误；由于并联部分的电阻减小，根据串联电路的特点，并联部分分担的电压减小，L1两端的电压减小，其消耗的功率减小，故B错误；合上S2，外电路总电阻减小，干路电流增大，而R1在干路中，通过R1上的电流增大，故C正确；并联部分的电压减小，通过R3上的电流将减小，故D错误。12如图所示的电路中，电源电动势E10 V，内阻r0.5 ，电动机的电阻R01.0 ，电阻R11.5 。电动机正常工作时，电压表的示数U13.0 V，求：(1)电源的总功率；(2)电动机消耗的电功率和将电能转化为机
10、械能的功率；(3)电源的输出功率和效率。解析(1)电动机正常工作时，电流为I A2 A电源的总功率为P总IE210 W20 W。(2)电动机两端的电压为UEIrU1(1020.53.0) V6 V电动机消耗的电功率为P电IU26 W12 W电动机的热功率为P热I2R0221 W4 W电动机将电能转化为机械能的功率P机P电P热(124) W8 W。(3)电源的输出功率为P出P总P内P总I2r(20220.5) W18 W电源的效率100%100%90%。答案(1)20 W(2)12 W8 W(3)18 W90%13如图所示电路中，电阻R19 ，R215 ，电源电动势E12 V，内电阻r1 。求：
11、(1)当电流表示数为0.4 A时，变阻器R3的阻值是多大？(2)R3阻值多大时，它消耗的电功率最大？(3)R3阻值多大时，电源的输出功率最大？解析(1)由电路图得U并I2R20.415 V6 V据闭合电路欧姆定律得EU并I(R1r)所以I0.6 A据分流规律得IR3IIR20.6 A0.4 A0.2 A所以R330 。(2)将R1、R2等效为电源内阻，则等效内电阻为r 6 则当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大；故当R36 时，R3消耗的功率最大。(3)当外电路的总电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大，但外电阻Rr，所以当R最接近r时输出功率最大，故只有当R30时，R最接近r，此时电源的输出功率最大。答案(1)30 (2)6 (3)0
