1、1课时规范练 27 闭合电路欧姆定律及其应用基础对点练1.(功率问题)已知两电源的电动势 E1E2,当外电路电阻为 R 时,外电路消耗功率正好相等。电源 E1的内阻为 r1,电源 E2的内阻为 r2。则( )A.r1r2 B.r1=r2 C.r1E2,可得 r1r2。2.(功率问题)(2018湖南十校联考)如图所示为某闭合电路电源的输出功率随电流变化的图象,由此图象可以判断( )A.电源的内耗功率最大为 9 WB.电源的效率最大为 50%C.输出功率最大时,外电路的总电阻为 4 D.电源的电动势为 12 V答案 D2解析 由题图可知,当电流为 1.5A 时电源的输出功率最大,这时内耗功率等于输
2、出功率,为 9W,电源的效率为 50%,这时电源的总功率为 18W,根据 P=IE,可求得电源的电动势为 12V,D 项正确;由 Pr=I2r 可知,电源的内阻为 4,由于不确定外电路是不是纯电阻电路,因此 C 项错误;随着电流的增大,内耗功率增大,A 项错误;随着电流的减小,电源的效率增大,B 项错误。3.(多选)(功率问题)如图所示,图线 a 是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线 b 是一只某种型号的定值电阻的伏安特性曲线。若已知该蓄电池组的内阻为 2.0 ,则下列说法正确的是( )A.定值电阻的阻值为 6 B.用 3 只该种电阻并联作为外电阻,输出功率最大C.用 2 只该种电阻并联作为外电
3、阻,输出功率最大D.该蓄电池输出功率最大为 100 W答案 AB解析 图中 a 为电源的 U-I 图象; b 为外电阻的 U-I 图象;两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压;该点和原点之间的矩形的面积表示输出功率; a 的斜率的绝对值表示内阻大小; b的斜率的绝对值表示外电阻的大小;当两个斜率相等时(即内、外电阻相等时图中矩形面积最大,即输出功率最大(可以看出当时路端电压是电动势的一半,电流是最大电流的一半)由图象可知蓄电池的电动势为 20V,由斜率关系知外电阻阻值为 6。用 3 只这种电阻并联作为外电阻,外电阻等于2,因此输出功率最大为 50W。34.(含电容电路动态分析
4、)(2018辽宁沈阳质检)如图所示, R1=R2=R3=R4=R,开关 S 闭合时,间距为 d的平行板电容器 C 的正中间有一质量为 m、电荷量为 q 的小球恰好处于静止状态,则开关 S 断开时,小球的运动情况为( )A.不动 B.向上运动 C.向下运动 D.不能确定答案 C解析 开关 S 断开,电路的总电阻变大,干路电流减小, R4两端电压减小,则电容器两端的电压也减小,匀强电场的电场强度减小,小球受到的电场力减小,所以小球所受合力向下,C 正确。5.(多选)(电路动态分析)(2018广州华南师大附中三模)如图所示,电源电动势 E,内阻 r 不为零,且始终小于外电路的总电阻,当滑动变阻器 R
5、 的滑片 P 位于中点时,A、B、C 三个小灯泡亮度相同,则( )A.当触头 P 向左移动时,A、C 灯变亮,B 灯变暗B.当触头 P 向左移动时,B、C 灯变亮,A 灯变暗C.当触头 P 向左移动时,电源的效率减小D.当触头 P 向左移动时,电源的输出功率减小答案 AD4解析 分析电路可知,变阻器 R 与 A 灯并联后与 B 灯串联,最后与 C 灯并联。当滑片 P 向左移动时,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,C 灯变亮。流过 B 灯的电流 IB=I-IC,I 减小, IC增大,则 IB减小,则 B 灯变暗。A 灯的电压 UA=U-UB,U 增大, UB减
6、小,则 UA增大,A 灯变亮。所以 A、C 两灯变亮,B 灯变暗,故 A 正确,B 错误;电源的效率 = ,当触头 P 向左移动时,可知外电路总电阻 R 增大时,效率 增大,故 C 错误;当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大,已知 r 小于外电路的总电阻,当滑片 P 向左移动时,外电路总电阻增大,所以电源的输出功率随电阻增大而减小,故 D 正确。6.(U-I 图象问题)(2019四川成都高中摸底)如图,直线 A 为电源的 U-I 图线,直线 B 和 C 分别为电阻 R1、 R2的 U-I 图线。现用该电源分别与 R1、 R2组成闭合电路甲和乙。由图象一定能确定的是( )A.电阻 R1
7、R2,选项 A 错误;电源的输出功率等于电阻 R 上消耗的功率,大小等于电源的 U-I 线与电阻的 U-I 线交点的横纵坐标的乘积,由图象可知,两种情况下电源的输出功率无法确定,选项 B 错误;电源内阻上的功率为 Pr=I2r,可知电源接 R1时电流小,则电源内阻消耗的功率Pr1 2,选项 D 错误;故选 C。7.5(2018山东济宁模拟)如图所示, 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, R1r,R3为光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小,闭合开关 S 后,若照射 R3的光照强度减弱,则( )A.R1两端的电压变大 B.通过 R2的电流变大
8、C.电源的输出功率变大 D.小灯泡消耗的功率变大答案 B解析 将光照强度减弱,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,电路中干路电流减小,故 R1两端的电压减小,故 A 错误;因干路电流减小,电耗的内电压减小,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,由并联电路的电流规律可知,流过灯泡的电流减小,由 P=I2RL可知,小灯泡消耗的功率变小,故 B 正确,D 错误;由于内外电阻关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,故 C 错误;故选 B。素养综合练8.在如图所示的电路中电表都为理想电表,闭合开关待所有电表读数稳定后,将滑动
9、变阻器的滑片 P向右滑动一段距离后,发现电路中电表示数都有明显的变化,三个电流表和电压表读数变化量的绝对值依次为 I1、 I2、 I3和 U。已知电源内阻 r 小于定值电阻 R 的阻值,下列说法正确的是( )A.R 消耗的功率将变小 B.电流表 A3的示数增大6C. D.=r答案 D解析 当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则总电流减小,所以电流表 A3的示数减小。根据闭合电路的欧姆定律可知外电路电压增加,即并联部分电压增大,所以电压表 V 的示数和电流表 A2的示数都变大,再根据 P=可知 R 消耗的功率将变大,故选项A、B 都错误。根据闭合电路欧姆定律
10、 U=E-I3r 可知, =r,有部分电路的欧姆定律可知 =R,据题 Rr,故选项 D 正确、选项 C 错误。9.(多选)(2018河南商丘模拟)如图所示的电路中。电源电动势、内阻分别为 E、 r,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时。下列说法正确的是(不考虑灯丝电阻随温度的变化)( )A.小灯泡 L1变暗 B.电压表读数变大C.小灯泡 L2变亮 D.电容器带电量减少答案 AC解析 在滑动变阻器的滑片 P 由右端向左端移动的过程中,L 1并联总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析可知,电路中总电流增大,路端电压减小,即电压表的读数减小,由于电路中总电流增大,小灯泡 L2两端电压增大
11、,小灯泡 L2功率增大,灯变亮;根据串联分压可得小灯泡 L1两端电压减小,功率减小,灯变暗,小灯泡 L2两端电压增大,电容器两端电压增大,电容器带电量增大,故 A、C 正确,B、D错误。710.(2018重庆抽测)如图所示,电源电动势 E,内电阻恒为 r,R 是定值电阻,热敏电阻 RT的阻值随温度降低而增大, C 是平行板电容器。闭合开关 S,带电液滴刚好静止在 C 内。在温度降低的过程中,分别用 I、 U1、 U2和 U3表示电流表、电压表 1、电压表 2 和电压表 3 示数变化量的绝对值。关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )A.一定都变大B.一定不变,一定变大C.带电液滴一定向
12、下加速运动D.电源的工作效率一定变大答案 D解析 根据电路知识知,V 3测路端电压,V 2测热敏电阻 RT的电压,V 1测定值电阻 R 的电阻,由 U3=E-Ir,得: =r,由 U2=E-I(R+r)得: =R+r,由 U1=IR 得: =R,故 A、B 错;带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态,在温度降低的过程,热敏电阻 RT阻值变大,回路中电流变小,路端电压增大,由于流过定值电阻 R 的电流变小,所以分的电压也就变小,而路端电压增大,故 V2读数增大,平行板间的电场强度也增大,导致带电液滴向上运动,故 C 错; = ,由于路端电压增大,所以电源的工作效率一定变大,故
13、 D 正确。11.(2019山东青岛高三调研)在如图所示的电路中,开关 S 闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障( )8A.R1短路 B.R2断路C.R2短路 D.R3断路答案 A解析 若各原件没有故障,电路正常,则电流表测量流过 R1的支路电流,电压表测量 R3两端的电压;若R1短路,则 R2被短路,外电路只有电阻 R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,故 A 正确;若 R2断路,则 R1与 R3串联,总电阻增大,总电流减小,则流过 R3的电流减小,故电压表示数减小;由于电流表现在测量干路电流;故电流表示数增大;故 B 错误;若 R2短路,则电流表示数为零,不符合题意;故 C 错误。若 R3断路,电路断开,故电流表示数为零,不符合题意,故D 错误。故选 A。
