1、第七章 闭合电路的欧姆定律1.在如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表若将照射R3的光的强度减弱,则()A. 电压表的示数变大 B. 小灯泡消耗的功率变小C. 通过R2的电流变小 D. 电源内阻的电压变大【答案】B【解析】试题分析:由光敏电阻的性质可知电路中电阻的变化,则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化,由欧姆定律可得出电压表示数的变化;同时还可得出路端电压的变化;由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化,再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化,由功
2、率公式即可得出灯泡功率的变化解:A、光敏电阻光照减弱,故光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大;由闭合电路欧姆定律可得,电路中电流减小,故R1两端的电压减小,故A错误;B、由并联电路的电流规律可知,流过灯泡的电流一定减小,故由P=I2R可知,小灯泡消耗的功率变小,故B正确;C、因电路中电流减小,故电源内阻的电压减小,路端电压增大,同时R1两端的电压减小,故并联电路部分电压增大;则流过R2的电流增大,故CD错误;故选:B【点评】闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行;分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压,而外电路较为复杂,要注意灵活应用电路的性质2.如图所示,图中的四
3、个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法中正确的是()A. 电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大B. 电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小C. 电压表V2的读数减小,电流表A2的读数增大D. 电压表V2的读数增大,电流表A2的读数减小【答案】AD【解析】试题分析:当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,路端电压U减小,则电流表A1读数增大;电压表V1读数 U1=E-I(R1+r),I增大,其他量不变,则U1减小;通过电流表A2的电流,U1减小,则I2减小;流过R2的电流 I2=I-I2,I增大,I2减
4、小,则I2增大,则伏特表V2的读数增大综上,电压表V1的读数减小,电流表A1的读数增大,伏特表V2的读数增大,电流表A2的读数减小故AD正确,BC错误故选AD。考点:电路的动态分析【名师点睛】本题是简单的电路动态分析问题,按“部分整体部分”的思路进行分析,对于并联电路,要抓住干路电流等于各支路电流之和分析两个支路电流的关系。3.在如图所示的电路中,E为电源的电动势,r为电源的内电阻,R1、R2为可变电阻在下列叙述的操作中,可以使灯泡L的亮度变暗的是( )A. 仅使R1的阻值增大 B. 仅使R1的阻值减小C. 仅使R2的阻值增大 D. 仅使R2的阻值减小【答案】AD【解析】试题分析:由图可知,灯
5、泡与R1串联后与R2并联;要使灯泡变暗,应使流过灯泡的电流减小;则可分别由闭合电路欧姆定律分析各项,可得出正确答案解:A、使R1电阻增大,则总电阻增大,电路中总电流减小,则内压减小,路端电压增大,故R2中的电流增大,L中电流减小,灯泡变暗,故A正确;B、使R1的电阻减小,则总电阻减小,总电流增大,内压增大,路端电压减小,R2中电流减,故灯泡中电流增大,灯泡变亮,故B错误;C、使R2增大,则总电阻增大,总电流减小,内压减小,路端电压增大,故L中电流增大,灯泡变亮,故C错误;D、R2减小,总电阻减小,总电流增大,内压增大,路端电压减小,故L中电流减小,灯泡变暗,故D正确;故选AD【点评】在电路中,
6、若部分电阻发生了变化,则对该部分的处理不能直接根据欧姆定律求解,应灵活应用串并联电路的性质进行分析判断4.如图所示,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,当电键闭合后,两小灯泡均能发光在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中,下列说法正确的是() 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的读数变大,电压表V的读数变小【答案】BC【解析】将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,并联部分的电阻增大,外电路总电阻增大,则干路电流减小,故灯变暗,电流表读数变小。电源的内电
7、压减小,则路端电压增大,电压表读数变大。根据串联电路分压特点可知,并联部分电压增大,则灯变亮。故BC正确。AD错误。故选BC。【点睛】将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,分析外电路总电阻的变化,由欧姆定律判断干路电流的变化,即可知道电流表示数的变化和路端电压的变化,即可知道电压表读数的变化分析并联部分电压的变化,判断灯亮度的变化5.如图所示的电路中,R120 ,R240 ,R360 ,R440 ,R54 ,下面说法中,正确的是()A. 若UAB140 V,C、D端开路,UCD84 VB. 若UAB140 V, C、D端开路,UCD140 VC. 若UCD104 V
8、,A、B端开路,UAB84 VD. 若UCD104 V,A、B端开路,UAB60 V【答案】D【解析】【详解】若UAB=140V,C、D端开路,电路中R1、R3、R4串联,cd端的电压等于R3两端的电压,则,故AB错误;若UCD=104V,A、B端开路,电路中R2、R3、R5串联,AB端的电压等于R3两端的电压,则,故C错误,D正确。故选D。6.如图所示的电路中,各个电阻都是2 ,电流表内阻不计,在B、C两点间加6 V电压时,则电流表的示数为()A. 0.5 A B. 1 AC. 1.5 A D. 2 A【答案】B【解析】【详解】如图,电阻R2与R3并联后与R1串联,电路的总电阻为:R=2+2
9、=3;根据欧姆定律得干路电流为:,由于并联电路的电流与电阻成反比,故电流表的示数为:IR2=1A,故选B。7.如图所示,直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部发热功率Pr、输出功率PR随电流I变化的图象,根据图象可知()A. 电源的电动势为9 V,内阻为3 B. 电源的电动势为3 V,内阻为1 C. 图象中任意电流值对应的P、Pr、PR间的关系为PPrPRD. 电路中的总电阻为2 时,外电阻上消耗的功率最大且为2.25 W【答案】BD【解析】试题分析:三种功率与电流的关系是:直流电源的总功率PE=EI,内部的发热功率Pr=I2r,输出功率PR=EII2
10、r,根据数学知识选择图线根据图线a斜率求解电源的电动势由图读出电流I=3A时,发热功率Pr=I2r,求出电源的内阻当电流为1.5A时,根据闭合电路的欧姆定律求出总电阻,根据能量关系求外电阻上消耗的最大功率解:A、B:直流电源的总功率PE=EI,故图线a的斜率等于电源的电动势,由得到E=3V由图线b,当I=3A时,Pr=9W,由公式Pr=I2r得,r=1故A错误,B正确C、在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C 三点,这三点的纵坐标PA、PB、PC,则这三点的纵坐标PA、PB、PC分别是电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率,根据能量关系可知,PA=PB+PC即P=Pr+PR,故
11、C错误D、由图线c可知,当电流为1.5A时外电阻消耗的功率最大此时电路中的总电阻为,外电阻上消耗的功率最大为PR=EII2r=31.51.521=2.25W故D正确故选BD【点评】本题首先考查读图能力,物理上往往根据解析式来理解图象的物理意义8.如图甲所示,其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图乙所示,电源电动势为7.0 V(内阻不计),且R11 000 (不随温度变化)若改变R2,使AB与BC间的电压相等,这时()A. R的阻值为1 000 B. R的阻值为1 300 C. 通过R的电流为1.5 mAD. 通过R的电流为2.0 mA【答案】BC【解析】将R1电阻的伏安特性曲线
12、在坐标中作出,两图象的交点为电阻的工作点,由图可知,此时电流为3 mA,要使AB与BC之间的电压相等,则BC两端的电压为3.5 V,并且两电阻中的电流相等,由图可知,此时符合条件的只有1.5 mA,这时R的电压为2 V,由,故BC正确,AD错误。【名师点睛】对于伏安特性为曲线的非线性元件,要注意不能直接利用闭合电路欧姆定律求解,应考虑作出图象,由图象结合串并联电路的特点进行分析。9.如图所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是()A. R1短路B. R2断路C. R2短路D. R3短路【答案】D【解析】【详解】若R1短路,外电阻减小,路端电压
13、U减小,干路电流I增大,A灯变亮。并联部分的电压减小,通过B的电流减小,则B灯变暗,不符合题意。故A错误。若R2断路,外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,A灯变暗,不符合题意。故B错误。若R2短路,D灯不亮,外电阻减小,路端电压U减小,干路电流I增大,A灯变亮。并联部分的电压减小,通过B的电流减小,则B灯变暗,不符合题意。故C错误。若R3短路,外电阻减小,路端电压U减小,干路电流I增大,A灯变亮。并联部分的电压减小,通过C、D的电流都减小,则C、D灯变暗。干路电流增大,通过C灯电流减小,则B灯的电流增大,变亮。符合题意。故D正确。故选D。【点睛】此题是电路故障分析问题解决的关键是在明确
14、电路连接关系的前提下采用“排除法”将每一选项逐一代入题干,检查是否符合题意,最终确定正确选项10.在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,则出现这种现象的原因可能是( ) A. 电阻R1短路B. 电阻R2断路C. 电阻R2短路D. 电容器C断路【答案】AB【解析】本题考查的是对电路故障的分析,灯泡突然变亮,可能电阻R1短路,电阻R2断路;故AB正确;11.如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态要使尘埃P向下加速运动,下
15、列方法中可行的是()A. 把R2的滑片向左移动 B. 把R2的滑片向右移动C. 把R1的滑片向左移动 D. 把开关S断开【答案】A【解析】试题分析:闭合开关S,电容器的电压等于滑动变阻器R2左部分的电压,与R1无关;把R2的滑片向左移动,电容器的电压减小,板间场强减小,尘埃P向下加速运动;把R2的滑片向右移动,电容器的增大,板间场强增大,尘埃P向上加速运动;R1的滑片移动不能改变电容器的电压,所以尘埃P处于处于静止状态;把开关S断开后,电容器的电压等于电源的电动势,即电压增大,尘埃P向上加速运动,所以正确选项为A。考点:本题考查了含电容器电路的分析。12.有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图
16、中的虚线所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为03 A,电源电动势为12 V,内阻为2 ,电阻R随压力变化的函数式为R300.02F(F和R的单位分别是N和)下列说法正确的是()A. 该秤能测量的最大体重是1 400 NB. 该秤能测量的最大体重是1 300 NC. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处D. 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处【答案】AC【解析】试题分析:因为理想电流表的量程为
17、3A,所以电路中允许的最大电流为3A,因此根据闭合电路欧姆定律,压力传感器的最小电阻应满足,R最小为2 ,代入,求出最大,A正确B错误;当时,这时电路中的电流,C正确D错误,考点:闭合电路的欧姆定律【名师点睛】电子秤测量的最大体重时,由R=30-0.02F可知,其电阻R最小,电路中电流最大,等于电流表的量程为3A根据欧姆定律求出电流为3A时电子秤的电阻,再由R=30-0.02F求解最大体重踏板空载时F=0,代入RR=30-0.02F得到电阻,由欧姆定律求出电流13.在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,R1和R2为定值电阻,P为滑动变阻器R的滑动触头
18、,G为灵敏电流表,A为理想电流表开关S闭合后,C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态在P向上移动的过程中,下列说法不正确的是( )A. A表的示数变大B. 油滴向上加速运动C. G中有由a至b的电流D. 电源的输出功率一定变大【答案】ACD【解析】【详解】粒子原来处于平衡状态,重力和静电力平衡;电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联,滑片向上移动,电阻R变大,电路总电阻变大,电流变小,则A表的示数变小,故A说法错误;电容器两端电压为:U=EI(r+R1),故电容器两端电压变大,带电量变大,电场力变大,粒子向上加速,故B说法正确;电容器充电,故电流从b到a,故C说法错误;根
19、据当外电阻等于内电阻时,此时电源输出功率最大,虽外电阻在变大,但不知与内电阻的关系,因此无法确定输出功率的大小关系,故D说法错误。所以选ACD。14.如图甲所示为某一小灯泡的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()A. 若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. 若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. 若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. 若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A,此时每盏小灯
20、泡的电功率为0.4 W【答案】B【解析】试题分析:设通过每个小灯泡的电流为I,电压为U,则电路中总电流为2I根据闭合电路欧姆定律得U=E-2I(R+r),代入得:U=5-10I,当U=0时,I=0.5A;当I=0时,U=5V,在U-I图上作出U=5-10I的图象如图,此图线与小灯泡的U-I图线的交点即为乙图状态下小灯泡的工作状态,由图读出通过每盏小灯泡的电流强度为I=0.3A,电压为U=2V,则此时每盏小灯泡的电功率为P=UI=0.6W故选B考点:闭合电路欧姆定律,电路串并联,小灯泡伏安特性曲线,电功、电功率15.如图所示,A为电解槽,M为电动机,N为电炉子,恒定电压U12 V,电解槽内阻RA
21、2 ,当S1闭合,S2、S3断开时,A示数为6 A;当S2闭合,S1、S3断开时,A示数为5 A,且电动机输出功率为35 W;当S3闭合,S1、S2断开时,A示数为4 A求:(1)电炉子的电阻及发热功率;(2)电动机的内阻;(3)在电解槽工作时,电能转化为化学能的功率为多少【答案】(1)2 72 W(2)1 (3)16 W【解析】当S1闭合、S2、S3断开时,只有电炉子接入,因电炉子为纯电阻,由欧姆定律有:电炉子的电阻其发热功率为:PR=UI1=126W=72W (2)当S2闭合、S1、S3断开时,电动机为非纯电阻,由能量守恒定律: 代入数据解得:rM=1(3)当S3闭合、S1、S2断开时,电
22、解槽工作,由能量守恒定律: 代入数据解得: 点睛:对于非纯电阻来说要知道用那种方式求功率,理解输入功率,输出功率、发热功率并会用正确的公式求解。16.在如图所示的电路中,R12 ,R2R34 ,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)开关S接b时,电源的电动势和内电阻;(3)当开关S接c时,通过R2的电流【答案】(1)1A;4V(2)6V; (3)0.5A【解析】试题分析:(1)开关S接a时,R1被短路,由P2=I2R2得:通过电源的电流为:I=1A电源两端的电压等于R2的两端电压为:U=IR2=14V=4V;(2)由闭合电路欧姆定律得:当开关S接a时,有:E=U+Ir,代入得:E=4+r当开关S接b时,电压表示数为45V,有:E=U+联立以上两式解得:E=6V,r=2(3)当电开关S接c时,通过R2的电流为:A考点:闭合电路的欧姆定律【名师点睛】本题首先要理解短路的意义,灵活选取灵活功率公式,运用闭合电路欧姆定律和欧姆定律结合求解。