河北省張家口市高三物理 專題練習（26）閉合電路的歐姆定律.doc

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閉合電路的歐姆定律 1.在如圖所示的電路中，E為電源，其內(nèi)阻為r，L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變)，R1、R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值大小隨所受照射光強度的增大而減小，V為理想電壓表．若將照射R3的光的強度減弱，則(　　) A. 電壓表的示數(shù)變大 B. 小燈泡消耗的功率變小 C. 通過R2的電流變小 D. 電源內(nèi)阻的電壓變大 【答案】B 【解析】 試題分析：由光敏電阻的性質(zhì)可知電路中電阻的變化，則由閉合電路歐姆定律可得出電路中電流的變化，由歐姆定律可得出電壓表示數(shù)的變化；同時還可得出路端電壓的變化；由串聯(lián)電路的規(guī)律可得出并聯(lián)部分電壓的變化，再由并聯(lián)電路的規(guī)律可得出通過小燈泡的電流的變化，由功率公式即可得出燈泡功率的變化． 解：A、光敏電阻光照減弱，故光敏電阻的阻值增大，電路中的總電阻增大；由閉合電路歐姆定律可得，電路中電流減小，故R1兩端的電壓減小，故A錯誤； B、由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，流過燈泡的電流一定減小，故由P=I2R可知，小燈泡消耗的功率變小，故B正確； C、因電路中電流減小，故電源內(nèi)阻的電壓減小，路端電壓增大，同時R1兩端的電壓減小，故并聯(lián)電路部分電壓增大；則流過R2的電流增大，故CD錯誤； 故選：B． 【點評】閉合電路的動態(tài)分析問題一般按外電路、內(nèi)電路再外電路的分析思路進行；分析內(nèi)電路主要根據(jù)總電流及內(nèi)阻分析內(nèi)壓，而外電路較為復雜，要注意靈活應用電路的性質(zhì)． 2.如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑片P向右端移動時，下面說法中正確的是（） A. 電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大 B. 電壓表V1的讀數(shù)增大，電流表A1的讀數(shù)減小 C. 電壓表V2的讀數(shù)減小，電流表A2的讀數(shù)增大 D. 電壓表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減小 【答案】AD 【解析】 試題分析：當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時，變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知，干路電流I增大，路端電壓U減小，則電流表A1讀數(shù)增大；電壓表V1讀數(shù) U1=E-I（R1+r），I增大，其他量不變，則U1減??；通過電流表A2的電流，U1減小，則I2減??；流過R2的電流 I2′=I-I2，I增大，I2減小，則I2′增大，則伏特表V2的讀數(shù)增大．綜上，電壓表V1的讀數(shù)減小，電流表A1的讀數(shù)增大，伏特表V2的讀數(shù)增大，電流表A2的讀數(shù)減?。蔄D正確，BC錯誤．故選AD。 考點：電路的動態(tài)分析 【名師點睛】本題是簡單的電路動態(tài)分析問題，按“部分→整體→部分”的思路進行分析，對于并聯(lián)電路，要抓住干路電流等于各支路電流之和分析兩個支路電流的關(guān)系。 3.在如圖所示的電路中，E為電源的電動勢，r為電源的內(nèi)電阻，R1、R2為可變電阻．在下列敘述的操作中，可以使燈泡L的亮度變暗的是（ ） A. 僅使R1的阻值增大 B. 僅使R1的阻值減小 C. 僅使R2的阻值增大 D. 僅使R2的阻值減小 【答案】AD 【解析】 試題分析：由圖可知，燈泡與R1串聯(lián)后與R2并聯(lián)；要使燈泡變暗，應使流過燈泡的電流減??；則可分別由閉合電路歐姆定律分析各項，可得出正確答案． 解：A、使R1電阻增大，則總電阻增大，電路中總電流減小，則內(nèi)壓減小，路端電壓增大，故R2中的電流增大，L中電流減小，燈泡變暗，故A正確； B、使R1的電阻減小，則總電阻減小，總電流增大，內(nèi)壓增大，路端電壓減小，R2中電流減，故燈泡中電流增大，燈泡變亮，故B錯誤； C、使R2增大，則總電阻增大，總電流減小，內(nèi)壓減小，路端電壓增大，故L中電流增大，燈泡變亮，故C錯誤； D、R2減小，總電阻減小，總電流增大，內(nèi)壓增大，路端電壓減小，故L中電流減小，燈泡變暗，故D正確； 故選AD． 【點評】在電路中，若部分電阻發(fā)生了變化，則對該部分的處理不能直接根據(jù)歐姆定律求解，應靈活應用串并聯(lián)電路的性質(zhì)進行分析判斷． 4.如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，不計電壓表和電流表內(nèi)阻對電路的影響，當電鍵閉合后，兩小燈泡均能發(fā)光．在將滑動變阻器的觸片逐漸向右滑動的過程中，下列說法正確的是(　　) A. 小燈泡L1、L2均變暗 B. 小燈泡L1變亮，小燈泡L2變暗 C. 電流表A的讀數(shù)變小，電壓表V的讀數(shù)變大 D. 電流表A的讀數(shù)變大，電壓表V的讀數(shù)變小 【答案】BC 【解析】 將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中，變阻器接入電路的電阻增大，并聯(lián)部分的電阻增大，外電路總電阻增大，則干路電流減小，故L2燈變暗，電流表讀數(shù)變小。電源的內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，電壓表讀數(shù)變大。根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，并聯(lián)部分電壓增大，則L1燈變亮。故BC正確。AD錯誤。故選BC。 【點睛】將滑動變阻器的滑片逐漸向右滑動的過程中，變阻器接入電路的電阻增大，分析外電路總電阻的變化，由歐姆定律判斷干路電流的變化，即可知道電流表示數(shù)的變化和路端電壓的變化，即可知道電壓表讀數(shù)的變化．分析并聯(lián)部分電壓的變化，判斷L1燈亮度的變化． 5.如圖所示的電路中，R1＝20 Ω，R2＝40 Ω，R3＝60 Ω，R4＝40 Ω，R5＝4 Ω，下面說法中，正確的是(　　) A. 若UAB＝140 V，C、D端開路，UCD＝84 V B. 若UAB＝140 V， C、D端開路，UCD＝140 V C. 若UCD＝104 V，A、B端開路，UAB＝84 V D. 若UCD＝104 V，A、B端開路，UAB＝60 V 【答案】D 【解析】 【詳解】若UAB=140V，C、D端開路，電路中R1、R3、R4串聯(lián)，cd端的電壓等于R3兩端的電壓，則UCD=R3R1+R3+R4UAB=6020+60+40140V=70V，故AB錯誤；若UCD=104V，A、B端開路，電路中R2、R3、R5串聯(lián)，AB端的電壓等于R3兩端的電壓，則UAB=R3R2+R3+R5UCD＝6040+60+4104V=60V，故C錯誤，D正確。故選D。 6.如圖所示的電路中，各個電阻都是2 Ω，電流表內(nèi)阻不計，在B、C兩點間加6 V電壓時，則電流表的示數(shù)為(　　) A. 0.5 A B. 1 A C. 1.5 A D. 2 A 【答案】B 【解析】 【詳解】如圖，電阻R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，電路的總電阻為：R=2+122=3Ω； 根據(jù)歐姆定律得干路電流為：I=UR=63A=2A，由于并聯(lián)電路的電流與電阻成反比，故電流表的示數(shù)為：IR2=I2=1A，故選B。 7.如圖所示，直線a、拋物線b和曲線c分別為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率P、電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr、輸出功率PR隨電流I變化的圖象，根據(jù)圖象可知(　　) A. 電源的電動勢為9 V，內(nèi)阻為3 Ω B. 電源的電動勢為3 V，內(nèi)阻為1 Ω C. 圖象中任意電流值對應的P、Pr、PR間的關(guān)系為P>Pr＋PR D. 電路中的總電阻為2 Ω時，外電阻上消耗的功率最大且為2.25 W 【答案】BD 【解析】 試題分析：三種功率與電流的關(guān)系是：直流電源的總功率PE=EI，內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr=I2r，輸出功率PR=EI﹣I2r，根據(jù)數(shù)學知識選擇圖線．根據(jù)圖線a斜率求解電源的電動勢．由圖讀出電流I=3A時，發(fā)熱功率Pr=I2r，求出電源的內(nèi)阻．當電流為1.5A時，根據(jù)閉合電路的歐姆定律求出總電阻，根據(jù)能量關(guān)系求外電阻上消耗的最大功率． 解：A、B：直流電源的總功率PE=EI，故圖線a的斜率等于電源的電動勢，由得到E==3V． 由圖線b，當I=3A時，Pr=9W，由公式Pr=I2r得，r=1Ω．故A錯誤，B正確． C、在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C 三點，這三點的縱坐標PA、PB、PC，則這三點的縱坐標PA、PB、PC分別是電源的總功率、電源內(nèi)部的發(fā)熱功率和輸出功率，根據(jù)能量關(guān)系可知，PA=PB+PC．即P=Pr+PR，故C錯誤． D、由圖線c可知，當電流為1.5A時外電阻消耗的功率最大．此時電路中的總電阻為，外電阻上消耗的功率最大為PR=EI﹣I2r=31.5﹣1.521Ω=2.25W．故D正確． 故選BD． 【點評】本題首先考查讀圖能力，物理上往往根據(jù)解析式來理解圖象的物理意義． 8.如圖甲所示，其中R兩端電壓u隨通過該電阻的直流電流I的變化關(guān)系如圖乙所示，電源電動勢為7.0 V(內(nèi)阻不計)，且R1＝1 000 Ω(不隨溫度變化)．若改變R2，使AB與BC間的電壓相等，這時(　　) A. R的阻值為1 000 Ω B. R的阻值為1 300 Ω C. 通過R的電流為1.5 mA D. 通過R的電流為2.0 mA 【答案】BC 【解析】 將R1電阻的伏安特性曲線在坐標中作出，兩圖象的交點為電阻的工作點，由圖可知，此時電流為3 mA，要使AB與BC之間的電壓相等，則BC兩端的電壓為3.5 V，并且兩電阻中的電流相等，由圖可知，此時符合條件的只有1.5 mA，這時R的電壓為2 V，由，故BC正確，AD錯誤。 【名師點睛】對于伏安特性為曲線的非線性元件，要注意不能直接利用閉合電路歐姆定律求解，應考慮作出圖象，由圖象結(jié)合串并聯(lián)電路的特點進行分析。 9.如圖所示電路中，由于某處出現(xiàn)了故障，導致電路中的A、B兩燈變亮，C、D兩燈變暗，故障的原因可能是(　　) A. R1短路 B. R2斷路 C. R2短路 D. R3短路 【答案】D 【解析】 【詳解】若R1短路，外電阻減小，路端電壓U減小，干路電流I增大，A燈變亮。并聯(lián)部分的電壓減小，通過B的電流減小，則B燈變暗，不符合題意。故A錯誤。若R2斷路，外電阻增大，路端電壓U增大，干路電流I減小，A燈變暗，不符合題意。故B錯誤。若R2短路，D燈不亮，外電阻減小，路端電壓U減小，干路電流I增大，A燈變亮。并聯(lián)部分的電壓減小，通過B的電流減小，則B燈變暗，不符合題意。故C錯誤。若R3短路，外電阻減小，路端電壓U減小，干路電流I增大，A燈變亮。并聯(lián)部分的電壓減小，通過C、D的電流都減小，則C、D燈變暗。干路電流增大，通過C燈電流減小，則B燈的電流增大，變亮。符合題意。故D正確。故選D。 【點睛】此題是電路故障分析問題．解決的關(guān)鍵是在明確電路連接關(guān)系的前提下采用“排除法”將每一選項逐一代入題干，檢查是否符合題意，最終確定正確選項． 10.在如圖所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)阻r恒定，閉合開關(guān)S后燈泡能夠發(fā)光，經(jīng)過一段時間后燈泡突然變亮，則出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是（ ） A. 電阻R1短路 B. 電阻R2斷路 C. 電阻R2短路 D. 電容器C斷路 【答案】AB 【解析】 本題考查的是對電路故障的分析，燈泡突然變亮，可能電阻R1短路，電阻R2斷路；故AB正確； 11.如圖所示，C為兩極板水平放置的平行板電容器，閉合開關(guān)S，當滑動變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點位置時，懸在電容器C兩極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止狀態(tài)．要使塵埃P向下加速運動，下列方法中可行的是(　　) A. 把R2的滑片向左移動 B. 把R2的滑片向右移動 C. 把R1的滑片向左移動 D. 把開關(guān)S斷開 【答案】A 【解析】 試題分析：閉合開關(guān)S，電容器的電壓等于滑動變阻器R2左部分的電壓，與R1無關(guān)；把R2的滑片向左移動， 電容器的電壓減小，板間場強減小，塵埃P向下加速運動；把R2的滑片向右移動，電容器的增大，板間場強增大，塵埃P向上加速運動；R1的滑片移動不能改變電容器的電壓，所以塵埃P處于處于靜止狀態(tài)；把開關(guān)S斷開后，電容器的電壓等于電源的電動勢，即電壓增大，塵埃P向上加速運動，所以正確選項為A。 考點:本題考查了含電容器電路的分析。 12.有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)．設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為0～3 A，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)．下列說法正確的是(　　) A. 該秤能測量的最大體重是1 400 N B. 該秤能測量的最大體重是1 300 N C. 該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375 A處 D. 該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400 A處 【答案】AC 【解析】 試題分析：因為理想電流表的量程為3A，所以電路中允許的最大電流為3A，因此根據(jù)閉合電路歐姆定律，壓力傳感器的最小電阻應滿足R＋2＝123，R最小為2 Ω，代入，求出最大F＝1 400N，A正確B錯誤；當F＝0時，R＝30Ω，這時電路中的電流I＝1230+2A＝0.375 A，C正確D錯誤， 考點：閉合電路的歐姆定律． 【名師點睛】電子秤測量的最大體重時，由R=30-0.02F可知，其電阻R最小，電路中電流最大，等于電流表的量程為3A．根據(jù)歐姆定律求出電流為3A時電子秤的電阻，再由R=30-0.02F求解最大體重．踏板空載時F=0，代入RR=30-0.02F得到電阻，由歐姆定律求出電流 13.在如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器C的兩金屬板水平放置，R1和R2為定值電阻，P為滑動變阻器R的滑動觸頭，G為靈敏電流表，A為理想電流表．開關(guān)S閉合后，C的兩板間恰好有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴處于靜止狀態(tài)．在P向上移動的過程中，下列說法不正確的是（ ） A. A表的示數(shù)變大 B. 油滴向上加速運動 C. G中有由a至b的電流 D. 電源的輸出功率一定變大 【答案】ACD 【解析】 【詳解】粒子原來處于平衡狀態(tài)，重力和靜電力平衡；電容器與電阻R、電阻R2相并聯(lián)后與R1串聯(lián)，滑片向上移動，電阻R變大，電路總電阻變大，電流變小，則A表的示數(shù)變小，故A說法錯誤；電容器兩端電壓為：U=E﹣I（r+R1），故電容器兩端電壓變大，帶電量變大，電場力變大，粒子向上加速，故B說法正確；電容器充電，故電流從b到a，故C說法錯誤；根據(jù)當外電阻等于內(nèi)電阻時，此時電源輸出功率最大，雖外電阻在變大，但不知與內(nèi)電阻的關(guān)系，因此無法確定輸出功率的大小關(guān)系，故D說法錯誤。所以選ACD。 14.如圖甲所示為某一小燈泡的U－I圖線，現(xiàn)將兩個這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個4 Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1 Ω、電動勢為5 V的電源兩端，如圖乙所示，則(　　) A. 若通過每盞小燈泡的電流強度為0.2 A，此時每盞小燈泡的電功率為0.6 W B. 若通過每盞小燈泡的電流強度為0.3 A，此時每盞小燈泡的電功率為0.6 W C. 若通過每盞小燈泡的電流強度為0.2 A，此時每盞小燈泡的電功率為0.26 W D. 若通過每盞小燈泡的電流強度為0.3 A，此時每盞小燈泡的電功率為0.4 W 【答案】B 【解析】 試題分析:設(shè)通過每個小燈泡的電流為I，電壓為U，則電路中總電流為2I．根據(jù)閉合電路歐姆定律得 U=E-2I（R+r），代入得：U=5-10I，當U=0時，I=0.5A；當I=0時，U=5V，在U-I圖上作出U=5-10I的圖象如圖， 此圖線與小燈泡的U-I圖線的交點即為乙圖狀態(tài)下小燈泡的工作狀態(tài)，由圖讀出通過每盞小燈泡的電流強度為I=0.3A，電壓為U=2V，則此時每盞小燈泡的電功率為P=UI=0.6W．故選B 考點：閉合電路歐姆定律，電路串并聯(lián)，小燈泡伏安特性曲線，電功、電功率 15.如圖所示，A為電解槽，M為電動機，N為電爐子，恒定電壓U＝12 V，電解槽內(nèi)阻RA＝2 Ω，當S1閉合，S2、S3斷開時，A示數(shù)為6 A；當S2閉合，S1、S3斷開時，A示數(shù)為5 A，且電動機輸出功率為35 W；當S3閉合，S1、S2斷開時，A示數(shù)為4 A．求： (1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率； (2)電動機的內(nèi)阻； (3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為多少． 【答案】(1)2 Ω　72 W　(2)1 Ω　(3)16 W 【解析】 當S1閉合、S2、S3斷開時，只有電爐子接入，因電爐子為純電阻， 由歐姆定律有：電爐子的電阻r=UI1=126Ω=2Ω 其發(fā)熱功率為：PR=UI1=126W=72W． （2）當S2閉合、S1、S3斷開時，電動機為非純電阻， 由能量守恒定律：UI2=I22?rM+P輸出 代入數(shù)據(jù)解得：rM=1Ω （3）當S3閉合、S1、S2斷開時，電解槽工作，由能量守恒定律：P化=UI3?I32?rA 代入數(shù)據(jù)解得：P化=（124?422）W=16W 點睛：對于非純電阻來說要知道用那種方式求功率，理解輸入功率，輸出功率、發(fā)熱功率并會用正確的公式求解。 16.在如圖所示的電路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，當開關(guān)S接a時，R2上消耗的電功率為4 W，當開關(guān)S接b時，電壓表示數(shù)為4.5 V，試求： (1)開關(guān)S接a時，通過電源的電流和電源兩端的電壓； (2)開關(guān)S接b時，電源的電動勢和內(nèi)電阻； (3)當開關(guān)S接c時，通過R2的電流． 【答案】(1)1A;4V（2）6V；2Ω （3）0.5A 【解析】 試題分析：（1）開關(guān)S接a時，R1被短路，由P2=I2R2得： 通過電源的電流為：I=1A 電源兩端的電壓等于R2的兩端電壓為：U=IR2=14V=4V； （2）由閉合電路歐姆定律得： 當開關(guān)S接a時，有：E=U+Ir， 代入得：E=4+r 當開關(guān)S接b時，電壓表示數(shù)為4．5V，有：E=U′+ 聯(lián)立以上兩式解得：E=6V，r=2Ω （3）當電開關(guān)S接c時，通過R2的電流為： A 考點：閉合電路的歐姆定律 【名師點睛】本題首先要理解短路的意義，靈活選取靈活功率公式，運用閉合電路歐姆定律和歐姆定律結(jié)合求解。