2011届高考物理一轮复习练习及解析10_50闭合电路的欧姆定律

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示的电路中，电源电动势E =10V ，内阻r =0.5Ω，电阻R 1=1.5Ω，电动机的线圈电阻R 0=1.0Ω。

电动机正常工作时，电压表的示数U 1=3.0V ，求：(1)电源的路端电压；(2)电动机输出的机械功率。

【答案】(1)9V ；(2)8W【解析】【分析】【详解】(1)流过电源的电流为I ，则11IR U =路端电压为U ，由闭合电路欧姆定律U E Ir =-解得9V U =(2)电动机两端的电压为M 1()U E I R r =-+电动机消耗的机械功率为2M 0P U I I R =-解得8W P =2．如图所示的电路中，当开关S 接a 点时，标有“5V ，2.5W”的小灯泡正常发光，当开关S 接b 点时，标有“4V ，4W”的电动机正常工作．求电源的电动势和内阻．【答案】6V ，2Ω【解析】【详解】当开关接a 时，电路中的电流为I 1=11P U =2.55A=0.5A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 1＋I 1r当开关接b 时，电路中的电流为I 2=22P U =44A=1A. 由闭合电路欧姆定律得E =U 2＋I 2r联立解得E =6Vr =2Ω.3．如图所示，水平U 形光滑框架，宽度1L m =，电阻忽略不计，导体棒ab 的质量0.2m kg =，电阻0.5R =Ω，匀强磁场的磁感应强度0.2B T =，方向垂直框架向上.现用1F N =的拉力由静止开始向右拉ab 棒，当ab 棒的速度达到2/m s 时，求此时： ()1ab 棒产生的感应电动势的大小；()2ab 棒产生的感应电流的大小和方向；()3ab 棒所受安培力的大小和方向；()4ab 棒的加速度的大小．【答案】（１）0.4V （２）0.8A 从a 流向b （３）0.16N 水平向左 （４）24.2/m s【解析】【分析】【详解】试题分析：（1）根据切割产生的感应电动势公式E=BLv ，求出电动势的大小．（2）由闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，由右手定则判断电流的方向.（3）由安培力公式求出安培力的大小，由左手定则判断出安培力的方向．（4）根据牛顿第二定律求出ab 棒的加速度．（1）根据导体棒切割磁感线的电动势0.2120.4E BLv V V ==⨯⨯=（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流0.40.80.5E I A A R ===，由右手定则可知电流方向为：从a 流向b（3）ab 受安培力0.20.810.16F BIL N N ==⨯⨯=，由左手定则可知安培力方向为：水平向左（4）根据牛顿第二定律有：F F ma -=安，得ab 杆的加速度2210.16/ 4.2/0.2F F a m s m s m 安--=== 4．如图所示电路中，19ΩR =，230ΩR =，开关S 闭合时电压表示数为11.4V ，电流表示数为0.2A ，开关S 断开时电流表示数为0.3A ，求：(1)电阻3R 的值．(2)电源电动势和内电阻．【答案】（1）15Ω （2）12V 1Ω【解析】【详解】(1)由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：21123()IR U I R IR R =++ 解得： 315ΩR =(2) 由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：213()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+联立解得：12V E =1Ωr =5．如图所示，电源的电动势110V E =，电阻121R =Ω，电动机绕组的电阻0.5R =Ω，开关1S 始终闭合．当开关2S 断开时，电阻1R 的电功率是525W ；当开关2S 闭合时，电阻1R 的电功率是336W ，求：（1）电源的内电阻r ；（2）开关2S 闭合时电动机的效率。

高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图(1)所示 ，线圈匝数n ＝200匝，直径d 1＝40cm ，电阻r ＝2Ω，线圈与阻值R ＝6Ω的电阻相连．在线圈的中心有一个直径d 2＝20cm 的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求：(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小；(2)电压表的示数．【答案】（1）电流的方向为B A →；7.9A ； （2）47V【解析】【分析】【详解】（1）由楞次定律得电流的方向为B A →由法拉第电磁感应定律得B E n n S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9E I A R r==+ （2）电阻R 两端的电压为U=IR=47V2．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。

但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。

设一节新电池的电动势E 1=1.5V ，内阻r 1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E 2=1.2V ，内阻r 2=4.3Ω。

手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。

求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压；(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。

【答案】(1)2.64V ；(2)1.29V ；(3)不妥当。

因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流 11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压 2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时，电流12120.3A =E E I R r r =+'++ 灯泡两端的电压 1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。

闭合电路欧姆定律I、重难点知识精析一、电动势，是本部教材难点。

1．电源：把其它形式的能转化为电能的装置。

电源的作用：保持两极间有一定电压，供给电路电能。

2．电动势：电源的属性，描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。

在数值上就等于电源没有接入外电路时两极间电压。

用符号ε表示。

单位：伏特，ν。

（1）电动势由电源自身决定，与外电路无关不同类型的电源电动势不同，同种类型不同型号电源电动势相同。

（2）实验：如图1所示电路。

过程：断开电键，伏特表读数U，闭合电键，改变滑线变阻器阻值，R减小，对应伏特表读数，U1、U2、U3。

U为电源电动势，U大于U1、U2、U3，且U1＞U2＞U3分析产生原因：电源内电阻存在，且内阻r不变，大小由电源自身特点决定。

随着R变小，电路电流增大，电源内部电势降落增加，外电路电势降落降低。

（3）电源的电动势等于内、外电路上的电压之和ε=U+U′，U外电路电压又称路端电压，U′电源内电路电压分析U、U′的物理意义：电源电动势反映电源的一种特性，它在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源提供的电能。

（4）比较电动势和电压的物理意义。

电动势：ε=wq。

w表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能），ε表示移单位正荷消耗化学能（或其它形式能，反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。

电压：U=wq。

w表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能，电压表示移动单位正电荷消耗的电能。

反映把电能转化为其它形式能的本领。

二、闭合电路欧姆定律，是本部教材重点应多下功夫。

1．闭合电路欧姆定律ε=U+U′，I=εR r+或ε=IR+Ir，都称为闭合电路欧姆定律。

式中：ε：若电源是几个电池组成的电池组，应为整个电池组的总电动势，r为总内阻，R为外电路总电阻，I为电路总电流强度。

应注意：ε=U+U′和ε=IR+Ir，两式表示电源使电势升高等于内外电路上的电势降落总和，ε理解为电源消耗其它形式能使电荷电势升高。

0U E O I I 第Ⅱ单元 闭合电路欧姆定律●知识梳理 1.电动势（1）物理意义：反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.（2）大小：等于电路中通过1 C 电荷量时电源所提供的电能的数值，等于电源没有接入电路时两极间的电压，在闭合电路中等于内外电路上电势降落之和E =U 外+U 内.2.闭合电路的欧姆定律闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比：I = r R E+.常用表达式还有：E = IR ＋Ir =U +U ′和U = E －Ir .3.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身决定的，不随外电路电阻的变化而改变，而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而改变的：（1）外电路的电阻增大时，I 减小，路端电压升高； （2）外电路断开时，R =∞，路端电压U =E ；（3）外电路短路时，R =0，U =0，I =r E（短路电流）.短路电流由电源电动势和内阻共同决定，由于r 一般很小，短路电流往往很大，极易烧坏电源或线路而引起火灾.4.路端电压与电流的关系闭合电路欧姆定律可变形为U =E －Ir ，E 和r 可认为是不变的，由此可以作出电源的路端电压U 与总电流I 的关系图线，如图10－2－1所示.依据公式或图线可知：（1）路端电压随总电流的增大而减小.（2）电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E .在图象中，U －I 图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.（3）路端电压为零时，即外电路短路时的电流I =r E .图线斜率绝对值在数值上等于内电阻. （4）电源的U －I 图象反映了电源的特征（电动势E 、内阻r ）. 5.闭合电路中的几种电功率闭合电路的欧姆定律就是能的转化和守恒定律在闭合电路中的反映. 由E =U ＋U ′可得EI =UI +U ′I 或 EIt = UIt +U ′It（1）电源的总功率：P = EI =I （U +U ′）若外电路是纯电阻电路，还有P =I 2（R +r ）=rR E +2（2）电源内部消耗的功率：P 内=rU I U r I 22'='=（3）电源的输出功率：P 出= P 总－P 内= EI －I 2r = UI 若外电路为纯电阻电路，还有P 出=I 2R . ●疑难突破电源的输出功率为P 出=I 2R =R R r E 22)(+=Rr r R R E 4)(22+-=rR r R E 4/)(22+-，当R =r 时，P 出有最大值，即P m =R E 42=r E 42.P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图10－2－2的图象定性地表示.由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R 1和R 2.由图象还可知：当R ＜r 时，若R 增加，则P 出增大；当R ＞r 时，若R 增大，则P 出减小.值得注意的是，上面的结论都是在电源的电动势和内电阻r 不变的情况下适用.r PR 12出R PRO 153VE ,r R R R 112342R R R R L E S L Aa 1132R R R L E Sc132Er RR S R A ABCE rP RG电源的效率η=)(22r R I R I +=r R R+=Rr +11，所以当R 增大时，效率η提高.当R =r ，电源有最大输出功率时，效率仅为50%，效率并不高.●典例剖析【例1】 （2002年全国）在如图10－2－3所示的电路中R 1、R 2、R 3和R 4皆为定值电阻，R 5为可变电阻，电源的电动势为E ，内阻为r 0.设电流表A 的读数为I ，电压表V 的读数为U .当R 5的滑动触点向图中a 端移动时A.I 变大，U 变小B. I 变大，U 变大C.I 变小，U 变大D.I 变小，U 变小 说明：在讨论电路中电阻发生变化后引起电流、电压发生变化的问题时，应根据电路的结构，由局部到整体的思路，得到总电流的变化情况，然后再由局部分析出电压和支路电流的变化情况.【例2】 （2001年上海）如图10－2－4所示的电路中，闭合电键，灯L 1、L 2正常发光.由于电路出现故障，突然发现灯L 1变亮，灯L 2正变暗，电流表的读数变小.根据分析，发生的故障可能是A.R 1断路B.R 2断路C.R 3短路D.R 4短路【例3】 如图10－2－6电路中，电阻R 1=9 Ω，R 2=15Ω，电源电动势E =12 V ，内电阻r =1 Ω.求：（1）当电流表示数为0.4 A 时，变阻器R 3的阻值多大? （2）R 3阻值多大时，它消耗的电功率最大? （3）R 3阻值多大时，电源的输出功率最大?说明：此题重点考查电阻上消耗的功率、电源输出功率等概念以及电源输出功率随外电阻变化而变化的规律，同时还考查用数学知识解决物理问题的能力.【例4】 如图10－2－7所示电路，将电动势E =1.5 V 、内阻r =0.5 Ω的电源与一粗细均匀的电阻丝相连，电阻丝的长度l =0.3 m ，电阻R =100 Ω.当滑动触头以v =5×10－3m/s 的速度向右滑动时，电流表G 的读数为多少?并指出电流表的正负极.已知电容器的电容C =2 μF.剖析：根据全电路欧姆定律，电阻丝上的电压U AB =rR E+R .设电阻丝单位长度上的降压为ΔU ，则ΔU =lU AB =l r R ER)(+. 设在时间Δt 内滑动触头P 向右移动的距离Δl =v Δt . 所以，时间Δt 内电容器两端的电压减少量为ΔU =U AB Δl =l r R l ER )(+∆=lr R tERv )(+∆.时间Δt 内电容器上的带电荷量减少量为：ΔQ =C ΔU =lr R tCERv )(+∆.则流过电流表G 的电流为：3I =t Q ∆∆=tl r R t CERv ∆+∆)(=3.0)5.0100(1051005.110236⨯+⨯⨯⨯⨯⨯-- A=4.9×10－8 A.电流表左边接负极，右边接正极，通过电流表的电流方向是由右向左.教学点睛（3）要让学生知道，闭合电路的欧姆定律实质上就是能的转化与守恒定律在闭合电路中的体现.通过对闭合电路欧姆定律的恒等变换，写成E Ｉt =UIt +U ′It 的形式，让学生从能的转化与守恒的角度来认识上式中各项（包括“＝”“+”）的物理意义.（4）含有电容器的直流电路问题，在近几年的高考题中时有出现，不可忽视.在本单元及后面的素质能力检测中都安排了此类的练习题.可提取集中起来，作为一个小专题进行讲解训练.分析此类问题应抓住以下两点：①分析电容器在电路中的连接，找电容器每个极的等势点，从而确定电容器两极间的电压；②在电容器两极电压不变时，电容器连接处相当于电路断开；在电容器两极电压变化时，电容器将充放电.2.本单元配置了4个例题.通过例1应掌握电路分析的基本思路.例2主要说明等效电路的画法及电路故障分析的方法.例3说明电路最大功率问题的分析，不能盲目地套公式，应分析条件，抓住实质.例4是含容电路的动态分析问题.拓展题例【例1】 电池甲和乙的电动势分别为E 1和E 2，内电阻分别为r 1和r 2.若用甲、乙电池分别向某个电阻R 供电，则在这个电阻上所消耗的电功率相同.若用甲、乙电池分别向某个电阻R ′供电，则在R ′上消耗的电功率分别为P 1和P 2.已知E 1＞E 2，R ′＞R ，则A.r 1＞r 2B.r 1＜r 2C.P 1＞P 2D.P 1＜P 2 解析：将一电动势为E 、内电阻为r 的电源与一阻值为R 的电阻组成一闭合回路，路端电压U 和干路电流I 的关系为U =E －Ir .在U －I 直角坐标系中作U －I 图线， 则该图线为一条在纵轴上截距为E 、斜率为－r 的直线.这条线可被称为电源的伏安特性曲线.如果再在此坐标系中作出外电阻R 的伏安特性曲线为过原点的直线，斜率为R ，则两条线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态.此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率.U U U I I I R R1212E 'α1E 21α2O依题意作电池甲和乙及电阻R 的伏安特性曲线.由于两电池分别接R 时，R 消耗的电功率相等，故这三条线必相交于一点，如上图所示，由于α1＞α2，所以r 1＞r 2.作R ′的伏安特性曲线，由图可知：当甲电池接R ′时，P 1=U 1I 1；当乙电池接R ′时，P 2=U 2I 2.由于U 1＞U 2，I 1＞I 2，所以P 1＞P 2.选A 、C 两项.说明：本题为有关全电路电阻、功率关系的半定量问题，采用图线方法求解为较简捷的思路.把电源和外电阻的伏安特性曲线合在一个坐标轴上比较，给运算带来方便.【例2】 在图（A ）所示的电路中，电源电动势E =8 V ，内阻一定，红、绿灯的电阻分别为R r =4 Ω，R g =8 Ω，其他电阻R 1=4 Ω，R 2=2 Ω，R 3=6 Ω，电压表读数U 0=6.0 V ，经过一段时间发现红灯变亮，绿灯变暗.问：（1）若电压表读数变为U 1=6.4 V ，试分析电路中R 1、R 2、R 3哪个电阻发生了断路或短路故障.（2）若红灯变亮、绿灯变暗而电压表读数变为U 2=5.85 V ，试分析电路中R 1、R 2、R 3哪个电阻发生了断路或短路故障.V V(A )(B )1 R 2R R 3r gR R 1R 2R R 3E rE r rR gR A BABCC解析：这个电路较为复杂，先将它等效变换成串、并联明显的电路如图（B ）所示，再进行分析.问题（1）中由电压表读数变大可知路端电压增大，说明外电阻增大，即电阻发生断路；又红灯变亮、绿灯变暗，说明红灯所处部分电阻增大，即R AB 变大.由于只有一个电阻，即为R 1断路.由问题（2）知路端电压减小，说明外电阻减小，即电阻发生短路；又红灯变亮，绿灯变暗，说明绿灯所处的那部分电路电阻减小了，即R BC 减小，故R 2、R 3中必有一个短路，究竟是哪一个？在没有其他测试条件下可通过计算求得：电池内阻r =R U U E 00-=6668-Ω=2 Ω 再求出R BC ，E U 2=r R R R R BC AB BC AB +++=885.5 解得R BC =3.4 Ω，判断为R 2短路.说明：本题先进行正确的等效变换，再利用电路进行计算后判断.【例3】 在如下图所示电路中，直流发电机E =250 V ， r =3Ω， R 1=R 2=1 Ω，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200 V ，额定功率为1 000 W ，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化.问：+-......R RR1 21R E rABn ,（1）当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作?（2）当接通几只电热器时，发电机输出功率最大? （3）当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快?（4）当接通几只电热器时，电阻R 1、R 2上消耗的功率最大?（5）当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大?解析：不计用电器电阻随温度的变化，则每只电热器的电阻R 0=00012002Ω=40 Ω，每只电热器的额定电流I 0=2000001A=5 A.（1）要使用电器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200 V ，因此干路电流I =210R R r U E ++-=113200250++- A=10 A 而每只电热器额定电流为5 A ，则电热器的只数n 1=510=2.（2）要使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内电阻，由此可得电热器总电阻为 R =r －（R 1＋R 2）=3 Ω－（1＋1）Ω=1 Ω 故有n 2=R R 0=140=40.5（3）要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器组得到的电功率最大.有的同学错误地认为电热器接得越多，总功率越大，这是没有考虑到外电阻的变化会影响电源输出功率的变化.这里，要注意到A 、B 两点间得到最大功率的条件，相当于把R 1、R 2视为等效（电源）内电阻，要使电热器的总功率最大，必须使其总电阻为R ′=R 1＋R 2＋r =（1＋1＋3）Ω= 5 Ω所以n 3=R R 0=540=８. （4）要使R 1、R 2上消耗功率最大，必须使通过它们的电流为最大，由此电路中总电阻必须最小.即当50只电热器全接通时，可满足要求，所以n 4=50.（5）要使实际使用的每只电热器中电流最大，则在保证U AB 不超过200 V 的前提下使其值尽量地大.由第（1）问的讨论可知，n 1=2时U AB =200 V ，若n 5=1，看似通过它的电流达到最大，但实际情况是：电热器被烧坏而无法工作.因此仍要取n 5=2.说明：在涉及到用电器、电机等有关功率的计算时，一定要注意它们的额定值，否则可能会得出一些没有实际意义的数据.。

高中物理闭合电路的欧姆定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．平行导轨P 、Q 相距l ＝1 m ，导轨左端接有如图所示的电路．其中水平放置的平行板电容器两极板M 、N 相距d ＝10 mm ，定值电阻R 1＝R 2＝12 Ω，R 3＝2 Ω，金属棒ab 的电阻r ＝2 Ω，其他电阻不计．磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场竖直穿过导轨平面，当金属棒ab 沿导轨向右匀速运动时，悬浮于电容器两极板之间，质量m ＝1×10－14kg ，电荷量q ＝－1×10－14C 的微粒恰好静止不动．取g ＝10 m /s 2，在整个运动过程中金属棒与导轨接触良好．且速度保持恒定．试求：(1)匀强磁场的方向和MN 两点间的电势差(2)ab 两端的路端电压；(3)金属棒ab 运动的速度．【答案】(1) 竖直向下；0.1 V (2)0.4 V . (3) 1 m /s .【解析】【详解】（1）负电荷受到重力和电场力的作用处于静止状态，因为重力竖直向下，所以电场力竖直向上，故M 板带正电．ab 棒向右做切割磁感线运动产生感应电动势，ab 棒等效于电源，感应电流方向由b →a ，其a 端为电源的正极，由右手定则可判断，磁场方向竖直向下． 微粒受到重力和电场力的作用处于静止状态，根据平衡条件有mg ＝Eq 又MN U E d＝ 所以U MN ＝mgd q＝0.1 V （2）由欧姆定律得通过R 3的电流为I ＝3MN U R ＝0.05 A 则ab 棒两端的电压为U ab ＝U MN ＋I ×0.5R 1＝0.4 V .（3）由法拉第电磁感应定律得感应电动势E ＝BLv由闭合电路欧姆定律得E ＝U ab ＋Ir ＝0.5 V联立解得v ＝1 m /s .2．如图所示电路中，14R =Ω，26R =Ω，30C F μ=，电池的内阻2r =Ω，电动势12E V =．（1）闭合开关S ，求稳定后通过1R 的电流．（2）求将开关断开后流过1R 的总电荷量．【答案】（1）1A ；（2）41.810C -⨯【解析】【详解】（1）闭合开关S 电路稳定后，电容视为断路，则由图可知，1R 与2R 串联，由闭合电路的欧姆定律有：12121A 462E I R R r ===++++ 所以稳定后通过1R 的电流为1A ．（2）闭合开关S 后，电容器两端的电压与2R 的相等，有16V 6V C U =⨯=将开关S 断开后，电容器两端的电压与电源的电动势相等，有'12V C U E ==流过1R 的总电荷量为()'63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯3．如图所示，电源的电动势110V E =，电阻121R =Ω，电动机绕组的电阻0.5R =Ω，开关1S 始终闭合．当开关2S 断开时，电阻1R 的电功率是525W ；当开关2S 闭合时，电阻1R 的电功率是336W ，求：（1）电源的内电阻r ；（2）开关2S 闭合时电动机的效率。

高考物理闭合电路的欧姆定律及其解题技巧及练习题 (含答案)含解析 —、咼考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1.如图所示，R I =R 2=2.5傢滑动变阻器 R 的最大阻值为10 Q,电压表为理想电表。

闭合电 键S,移动滑动变阻器的滑片 P ,当滑片P 分别滑到变阻器的两端 a 和b 时，电源输出功 率均为4.5W 。

求(1) 当P滑到a 端时, R R 2电源输出功率:E 、2()R 外1 R 外 1 r 当P 滑到b 端时,⑵当P 滑到b 端时,0.6A电压表示数:2.如图所示的电路中，电源电动势E = 12 V ,内阻r = 0.5第电动机的电阻 R o = 1.0 Q 电阻R 1 = 2.0 Q 电动机正常工作时，电压表的示数 U 1= 4.0 V ,求：电源输出功率:得:R 外 2R 1R 12.57.5 E12VE Ir 7.5V(1)电源电动势; 【详解】(1) 流过电动机的电流；(2) 电动机输出的机械功率;(3) 电源的工作效率。

【答案】(1) 2A ;( 2) 14W ; ( 3) 91.7%【解析】 【分析】 【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为U 1I =- = 2ARU = E — Ir — U i =(12 — 2 X 05 4.0) V = 7 VP 电=Ul = 7X 2 W= 14 WP 热=I 2R o = 22X 1 W= 4 WP 机=P 电一 P 热=10 WP 释=El = 12X 2 W= 24 WP 有= Ul I 2R 1 22W=91.7%3.爱护环境，人人有责；改善环境，从我做起；文明乘车，低碳出行。

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电机驱动的原理，可以定性简化成如图所示的 电路。

在水平地面上有 B 5T 的垂直于平面向里的磁场，电阻为1 Q 的导体棒ab 垂直放在宽度为0.2m 的导体框上。

高考物理闭合电路的欧姆定律练习题及答案含解析一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示，R 1=R 2=2.5Ω，滑动变阻器R 的最大阻值为10Ω，电压表为理想电表。

闭合电键S ，移动滑动变阻器的滑片P ，当滑片P 分别滑到变阻器的两端a 和b 时，电源输出功率均为4.5W 。

求 (1)电源电动势；(2)滑片P 滑动到变阻器b 端时，电压表示数。

【答案】(1) 12V E = (2) 7.5V U = 【解析】 【详解】(1)当P 滑到a 端时，21124.5RR R R R R =+=Ω+外 电源输出功率：22111(E P I R R R r==+外外外） 当P 滑到b 端时，1212.5R R R =+=Ω外电源输出功率：22222(E P I R R R r==+'外外外） 得：7.5r =Ω 12V E =(2)当P 滑到b 端时，20.6A EI R r==+'外电压表示数：7.5V U E I r ='=-2．如图所示的电路中，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝2.0Ω。

电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝4.0 V ，求： (1)流过电动机的电流；(2)电动机输出的机械功率； (3)电源的工作效率。

【答案】（1）2A ；（2）14W ；（3）91.7% 【解析】 【分析】 【详解】(1)电动机正常工作时，总电流为I ＝11U R ＝ 2A (2)电动机两端的电压为U ＝E －Ir －U 1=(12－2×0.5－4.0) V ＝7 V电动机消耗的电功率为P 电＝UI ＝7×2 W ＝14 W电动机的热功率为P 热＝I 2R 0＝22×1 W ＝4 W电动机输出的机械功率P 机＝P 电－P 热＝10 W(3)电源释放的电功率为P 释＝EI ＝12×2 W ＝24 W有用功率P 有＝2122W UI I R +=电源的工作效率=91.7%P P η=有释3．如图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d =40 cm 。

闭合电路的欧姆定律考点一闭合电路的动态分析问题【温馨提示】对于U­I图象中纵坐标(U)不从零开始的情况，图线与横坐标的交点坐标小于短路电流，但直线的斜率大小仍等于电源的内阻．[诊断小练](1)闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与整个电路的电阻成反比．()(2)电动势是电源两极间的电压．()(3)电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是两极间的电压．()(4)当外电阻增大时，路端电压也增大．()(5)非静电力做的功越多，电动势就越大．( )(6)E ＝Wq 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的．( )【答案】 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√命题点1 电阻变化引起的动态变化1．如图为某控制电路，由电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成，L 1、L 2是两个指示灯．当电位器的触片由b 端滑向a 端时，下列说法正确的是( )A ．L 1、L 2都变亮B ．L 1、L 2都变暗C ．L 1变亮，L 2变暗D ．L 1变暗，L 2变亮【解析】 当滑片由b 端向a 端滑动时，R 接入电阻增大，总电阻增大；由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，则内电压减小，由U ＝E －Ir 可知路端电压增大，则R 1两端的电压增大，所以通过R1的电流增大，而总电流减小，所以通过L1的电流变小，即L1变暗；L1两端电压减小，并联电压增大，所以R2两端的电压增大，所以通过R2的电流增大，而通过L1的电流变小，所以通过L2电流变小，即L2变暗．故B正确．【答案】B命题点2传感器引起的动态变化2．(2013·江苏卷，4)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()A．R M变大，且R越大，U增大越明显B．R M变大，且R越小，U增大越明显C．R M变小，且R越大，U增大越明显D．R M变小，且R越小，U增大越明显【解析】电阻R M变化时S两端电压U增大，说明电阻R M变小，同时，传感器M对全电路的控制是通过其电阻R M的变化来实现的．运用极值法：若R趋近于无限大，电阻R M与R的并联电阻的变化就等于R M的变化；若R为有限值，则R M与R的并联电阻的变化就会小一些．所以，R越大，电阻R M阻值减小同样的数值时，U增大的数值越大，即越明显，C正确．【答案】C1．程序法2．“串反并同”结论法(1)所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大．(2)所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小．即：⎭⎪⎬⎪⎫U 串↓I 串↓P 串↓←R ↑→⎩⎪⎨⎪⎧U 并↑I 并↑P 并↑3．极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或电阻为零去讨论．4．特殊值法：对于某些电路问题，可以采取代入特殊值法判定，从而得出结论. 命题点3 断路(短路)引起的动态变化3．如图所示的电路，闭合开关，灯L 1、L 2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L 1变亮，L 2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是( )A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路【解析】等效电路如图所示．若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、R4的电流都减小，故A项正确．若R2断路，总电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B项错．若R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D项错，正确选项只有A.【答案】A已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行推理，推理结果若与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路；若不符合，则故障不发生在这部分电路．用这种方法逐段找下去，直至找到发生故障的全部可能为止，这里应用了排除法.考点二闭合电路的功率及效率问题出①当R＝r时，电源的输出功率最大为P m＝E2 4r.②当R＞r时，随着R的增大输出功率越来越小．③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大．④当P出<P m时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.[诊断小练](1)外电阻越大，电源输出功率越大，效率越高．()(2)在闭合电路中，外电阻越大，电源的输出功率越大．()(3)在纯电阻电路中，当外电阻与电源内阻相等时，效率最大．()(4)在纯电阻电路中，当外电阻与电源内阻相等时，电源输出功率达到最大．()【答案】(1)×(2)×(3)×(4)√命题点1 电源效率的分析4．有一个电动势为3 V 、内阻为1 Ω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( )A ．0.5 ΩB ．1 ΩC ．1.5 ΩD ．2 Ω【解析】 由闭合电路欧姆定律得I ＝E R ＋r ，P ＝I 2R ＞2 W ，即(E R ＋r )2R ＞2 W ，得12Ω＜R ＜2 Ω.要使电源的效率大于50%，即η＝IRI (R ＋r )×100%＞50%，应使R ＞r ＝1 Ω，故选项C正确．【答案】 C命题点2 电源功率的分析与计算5.如图所示，已知电源的内电阻为r ，固定电阻R 0＝r ，可变电阻R 的总阻值为2r ，若滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动，则下列说法中正确的是( )A ．电源的输出功率由小变大B ．固定电阻R 0上消耗的电功率由小变大C ．电源内部的电压即内电压由小变大D ．滑动变阻器R 上消耗的电功率变小【解析】 由闭合电路欧姆定律推出电源的输出功率随外电阻变化的规律表达式P 出＝E 2(R 外－r )2R 外＋4r ，根据上式作出P 出­R 外图象如图所示．当滑片P 由A 端向B 端滑动时，外电路电阻的变化范围是0～23r ，由图可知，当外电路电阻由0增加到23r 时，电源的输出功率一直变大，选项A 正确．R 0是纯电阻，所以其消耗的电功率PR 0＝U 2R 0，因全电路的总电压即电源电动势E 一定，当滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动时，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压升高，R 0上消耗的电功率也一直增大，选项B 正确，C 错误．讨论滑动变阻器R 上消耗的电功率的变化情况时，可以把定值电阻R 0当作电源内电阻的一部分，即电源的等效内电阻为r ′＝rR 0r ＋R 0＝r2，这时滑动变阻器R 上消耗的电功率相当于外电路消耗的功率，即等效电源的输出功率．随着滑片P 由A 端向B 端滑动，在R 的阻值增大到r2之前，滑动变阻器R 上消耗的电功率是一直增大的；则根据闭合电路欧姆定律可知，当R ＝r2时，滑动变阻器R 上消耗的电功率达到最大值，滑片P 再继续向B 端滑动，则滑动变阻器R 上消耗的电功率就会逐渐减小，故选项D 错误．【答案】AB命题点3P­I图象的理解与应用6．某同学将一直流电源的总功率P E、输出功率P R和电源内部的发热功率P r随电流I 变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示．以下判断正确的是()A．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系P A＝P B＋P CB．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C．电源的最大输出功率P m＝9 WD．电源的电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω【解析】在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率P E等于输出功率P R和电源内部的发热功率P r的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系P A ＝P B ＋P C ，所以A 正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b 、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为E R ＋r ＝E 2r ，功率的大小为E 24r ，a 、b 图线的交点表示电源的总功率P E 和电源内部的发热功率P r 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流的大小为E r ，功率的大小为E 2r ，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，所以B 正确；图线c 表示电源的输出功率与电流的关系图象，很显然，最大输出功率小于3 W ，故C 错误；当I ＝3 A 时，P R ＝0，说明外电路短路，根据P E ＝EI 知电源的电动势E ＝3 V ，内电阻r ＝EI＝1 Ω，故D 正确．【答案】 ABD考点三 两种图线的理解及应用电源UI 图象电阻UI 图象命题点1对电源U­I图象的理解7.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是()A ．电源的电动势为6.0 VB ．电源的内阻为12 ΩC ．电源的短路电流为0.5 AD ．电流为0.3 A 时的外电阻是18 Ω 【解析】 由于该电源的UI 图象的纵轴坐标不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E ＝6.0 V ，但横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝|ΔU ΔI |＝6.0－5.00.5－0Ω＝2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I ＝0.3 A 时，外电阻R ＝EI－r ＝18 Ω.故选项A 、D 正确．【答案】 AD命题点2 同一坐标系中两种图线的比较8.如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的伏安特性曲线，电源的电动势和内阻分别用E 、r 表示，根据所学知识分析下列选项正确的是( )A ．E ＝50 VB ．r ＝253ΩC ．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20 ΩD ．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为 80 W【解析】 由图象的物理意义可知电源的电动势E ＝50 V ，内阻r ＝ΔU ΔI ＝50－206－0Ω＝5 Ω，故A 正确，B 错误；该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为U ＝40 V ，I ＝2 A ，则R ＝UI＝20 Ω，此时，电路消耗的总功率P 总＝EI ＝100 W ，故C 正确，D 错误．【答案】 AC考点四 含容电路的分析与计算(高频46)1．电路的简化：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器处的电路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．2．电路稳定时电容器的处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，但电容器两端可能出现电势差．3．电压变化带来的电容器的变化：电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电．若电容器两端电压升高，电容器将充电；若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电，可由ΔQ＝C·ΔU计算电容器上电荷量的变化．4．含电容器电路的处理方法：如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电源电动势E，而是路端电压U.5．含电容器电路的动力学问题的处理方法：含电容器电路如果和力学知识相结合一般是分析电容器内电场强度的变化，进而分析带电粒子在电容器内的运动状态，常涉及牛顿第二定律，动能定理等知识．命题点1含容电路的动态分析9．在如下图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是()A．电压表和电流表的示数都增大B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．灯L2变亮，电容器的带电量增加【解析】据题意，从图可知，电压表与滑动变阻器并联，电流表与滑动变阻器串联，灯泡L1与滑动变阻器串联，灯泡L2与滑动变阻器并联，电容器C与滑动变阻器并联，当滑片向下移动时，滑动变阻器的阻值减小，据结论“串反并同”可得：电流表示数增加而电压表示数减小，A选项错误；灯泡L2上的电流减小，灯泡变暗，但电流表示数增加，B选项错误；灯泡L1电流增加，灯泡变亮，而电压表示数减小，故C选项正确；电容器电压减小，据Q＝CU，则电荷量减小，故D选项错误．【答案】C命题点2电容器电荷量的分析与计算10．(2016·课标卷Ⅱ，17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()A.25 B ．12C.35D ．23【解析】 根据等效电路，开关S 断开时，电容器的电压U 1＝E R ＋23R×23R ×12＝15E ，得Q 1＝CU 1；S 闭合时，U 2＝E R ＋12R×12R ＝13E ，Q 2＝CU 2，故Q 1Q 2＝U 1U 2＝35，故选C.【答案】 C含电容器电路的分析技巧分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确判断和求出电容器两端的电压，其具体方法是：(1)确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端电压即为电容器两端电压．(2)当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端电压即为电容器两端电压．(3)当电容器与电源直接相连，则电容器两极板间电压即等于电源电动势.11．(2018·黑龙江大庆市高三上学期质检)如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值，则()A．减小R1，C1、C2所带的电量都增加B．增大R2，C1、C2所带的电量都增加C．增大R3，C1、C2所带的电量都增加D．减小R4，C1、C2所带的电量都增加【解析】R1上没有电流流过，R1是等势体，故减小R1，C1两端电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电量都不变，选项A错误；增大R2，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电量都增加，选项B正确；增大R3，C1两端电压减小，C2两端电压增大，C1所带的电量减小，C2所带的电量增加，选项C错误；减小R4，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电量都增加，选项D正确．【答案】BD命题点3电容器中含带电体的力电综合问题12．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R3为定值电阻，R2为滑动变阻器，C为平行板电容器，开关S闭合后，电容器两板正中央有一个带电液滴恰好静止．电流表和电压表都可以视为理想电表．当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，下述说法中正确的是()A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电容器C所带电荷量增加，液滴向上加速运动D．电容器C所带电荷量减小，液滴向下加速运动【解析】当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，R2与R3并联的电阻减小，总电阻减小，则总电流增大，R1两端电压增大，则电压表示数变大；R2与R3并联的电压减小，通过R3电流减小，则电流表示数变大，故A、B错误；R2与R3并联的电压减小，电容器板间的电压减小，板间场强减小，液滴所受的电场力减小，则液滴将向下加速运动，故C错误，D正确．【答案】D思想方法系列(八)等效电源法的应用1．方法概述：等效法是把复杂的物理现象、物理过程转化为简单的物理现象、物理过程来研究和处理的一种科学思想方法．2．常见类型(1)物理量的等效：如等效电阻、等效电源、等效长度、等效力、等效重力加速度等．(2)过程的等效：如平抛运动可等效为水平方向的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动等．例如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是()A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率B．当R2＝R1＋r时，R1上获得最大功率C．当R2＝0时，R1上获得最大功率D．当R2＝0时，电源的输出功率最大【解析】在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1＋r)的电源(等效电源)连成的闭合电路，如图所示，R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，选项A正确；在讨论R1的电功率时，由I＝ER1＋R2＋r及P1＝I2R1可知，R2＝0时，R1获得的电功率最大，故选项B错误，选项C正确；当R1＋R2＝r时，电源的输出功率最大，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源输出功率并不一定最大，故选项D错误．【答案】AC[高考真题]1．(2016·上海卷，18)如图所示电路中，电源内阻忽略不计．闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()A．U先变大后变小B．I先变小后变大C．U与I比值先变大后变小D．U变化量与I变化量比值等于R3【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故选项A错误；滑片滑动过程中，电阻R1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增加，故选项B、C正确；由于电压表示数没有变化，故选项D错误．【答案】BC2．(2016·江苏卷，8)如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S ，下列说法正确的有( )A ．路端电压为10 VB ．电源的总功率为10 WC ．a 、b 间电压的大小为5 VD ．a 、b 间用导线连接后，电路的总电流为1 A【解析】 外电路的总电阻R ＝20×2020＋20 Ω＝10 Ω，总电流I ＝ER ＋r ＝1 A ，则路端电压U＝IR ＝10 V ，A 项对；电源的总功率P 总＝EI ＝12 W ，B 项错误；a 、b 间电压大小为U ab ＝0.5×15 V －0.5×5 V ＝ 5 V ，C 项对；a 、b 间用导线连接后，外电路的总电阻为R ′＝2×5×155＋15Ω＝7.5 Ω，电路中的总电流I ＝ER ′＋r≈1.26 A ，D 项错误．【答案】 AC3.(2014·天津卷，2)如图所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置，闭合电键S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )A．增大R1的阻值B．增大R2的阻值C．增大两板间的距离D．断开电键S【解析】增大R1的阻值，稳定后电容器两板间的电压升高，带电油滴所受电场力增大，将向上运动，A错误．电路稳定后，电容器相当于断路，无电流通过电阻R2，故R2两端无电压，所以增大R2的阻值，电容器两板间的电压不变，带电油滴仍处于静止状态，B 正确．增大两板间的距离，两板间的电压不变，电场强度减小，带电油滴所受电场力减小，将向下运动，C错误．断开电键S后，电容器放电，两板间的电势差为0，带电油滴只受重力作用，将向下运动，D错误．【答案】B[名校模拟]4.(2018·杭州高三质检)如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()A.的读数变大，的读数变小B.的读数变大，的读数变大C.的读数变小，的读数变小D.的读数变小，的读数变大【解析】当S断开时，R2所在支路断路，总电阻R变大，根据I＝ER＋r知，干路电流I变小，根据U＝E－Ir知，路端电压变大，即读数变大；根据U＝IR知，R1两端电压U1＝IR1变小，所以R3两端的电压U3＝U－U1要变大，通过R 3的电流I 3＝U 3R 3变大，即的读数变大，所以B 正确．【答案】 B5.(2018·天津高三模拟)如图所示为两电源的UI 图象，则下列说法正确的是( )A ．电源①的电动势和内阻均比电源②大B ．当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等C ．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等D ．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大【解析】 图线在U 坐标轴上的截距等于电源电动势，图线的斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A 对；作外接电阻R 的UI 曲线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S 1、S 2两点，电源的工作点横、纵坐标的乘积IU 为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大电阻，两工作点S 1、S 2横、纵坐标的乘积都不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B 错，D 对；电源的效率η＝P 出P 总＝I 2R I 2(R ＋r )＝RR ＋r ，因为电源内阻不同则电源效率不同，C 错．【答案】 AD6.(2018·衡阳八中模拟)在如图所示的电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动过程中，下列说法正确的是( )A ．电容器的电荷量增大B ．电流表A 的示数减小C ．电压表V 1示数在变大D ．电压表V 2示数在变大【解析】 当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动过程中，滑动变阻器阻值减小，故路端电压减小，而电容器的两端间的电压就是路端电压，结合Q ＝CU 可得，电容器的电荷量减小，故A 错误；滑动变阻器阻值减小，电路的电流增大，电流表A 的示数变大，故B 错误；电压表V 1示数等于电流与R 1阻值的乘积，故示数在变大，故C 正确；路端电压减小，而电压表V 1示数在变大，电压表V 2示数在减小，故D 错误．【答案】 C课时作业(二十三) [基础小题练]1.(2018·河南南阳市高三上学期期中)如图所示，电源电动势E ＝3 V ，小灯泡L 标有“2 V ,0.4 W”，开关S 接1，当变阻器调到R ＝4 Ω时，小灯泡L 正常发光；现将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作．则( )A ．电源内阻为1 ΩB ．电动机的内阻为4 ΩC ．电动机的正常工作电压为1 VD ．电源效率约为93.3%【解析】 由小灯泡的额定功率P ＝UI 可知，I ＝0.2 A ，由欧姆定律得R L ＝UI ，可知小灯泡正常发光时电阻R L ＝10 Ω，由闭合电路欧姆定律可知，I ＝ER ＋R L ＋r ，解得r ＝1 Ω，A正确；接2时小灯泡正常发光，说明电中电流仍为0.2 A ，故电动机两端电压U ′＝E －IR L －Ir ＝0.8 V ，电动机为非纯电阻用电器，故电动机内阻不等于4 Ω，B 、C 错误；由P 电源＝I 2r ，η＝P 总－P 电源P 总×100%，代入数据可得电源效率约93.3%，D 正确．【答案】 AD2．阻值相等的四个电阻、电容器C 及电池E (内阻可忽略)连接成图示电路，保持S 1闭合、S 2断开且电流稳定时，C 所带的电荷量为Q 1；再闭合开关S 2，电流重新稳定后，C 所带的电荷量为Q 2，则Q 1与Q 2之比为( )A ．5∶3B ．1∶1 C.1∶2 D ．1∶3【解析】 当S 2断开且电流稳定时，由电路的连接方式可知，电容器两极板间的电压为U 1＝23E ，电容器所带的电荷量为Q 1＝CU 1＝23CE ；当闭合开关S 2且电流重新稳定后，电容器两极板间的电压为U 2＝25E ，电容器所带的电荷量为Q 2＝CU 2＝25CE ，则Q 1Q 2＝53，选项A 正确．【答案】 A3.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图象(电池内阻不是常数)，图线b 是某电阻R 的U ­I 图象．当它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻可表示为( )A.U 3I 3B ．U 2－U 1I 1C.U 1I 1 D .U 2I 2 【解析】 由闭合电路的欧姆定律得U ＝E －Ir ，由于硅光电池内阻r 不是常数，所以ΔU ΔI的大小不等于r ，即a 图线切线的斜率大小不等于内阻，故U 3I 3≠r ，A 错误；由U ＝E －Ir ，当I ＝0时，E ＝U ，由a 与纵轴的交点读出电动势为E ＝U 2；根据题图中两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U 1，则此时硅光电池的内阻r ＝E －U 1I 1＝U 2－U 1I 1，B 正确；电阻R 为线性元件，U 1I 1＝R ，C 错误；由题图中几何关系可知U 2－U 1I 1≠U 2I 2，D 错误． 【答案】 B4．如图甲所示的电路中，R 1为定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为R 2，电源电动势为E ，内阻不计．闭合开关S 后，滑动变阻器滑片P 从A 端滑到B 端的过程中，电流表示数I 与电压表示数U 的变化关系的完整图线如图乙所示，则下列选项中正确的是( )A ．R 1＝5 Ω，R 2＝15 ΩB ．R 2＝15 Ω，E ＝3 VC ．R 1的最大功率为1.8 W ，滑动变阻器消耗的功率一直变大D ．R 1的最小功率为0.2 W ，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小【解析】 由电路图可知，两电阻串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，由题图乙可知，I 1＝0.6 A ，根据欧姆定律可得，电源的电压U ＝I 1R 1＝0.6 A ×R 1，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，由题图乙可知I 2＝0.2 A ，U 2＝2 V ，滑动变阻器的最大阻值R 2＝U 2I 2＝10 Ω，串联电路中总电压等于各分电压之和，电源电动势为E ＝I 2R 1＋U 2＝0.2 A ×R 1＋2 V ,0.6 A ×R 1＝0.2 A ×R 1＋2 V ，解得R 1＝5 Ω，电源电动势为E ＝0.6 A ×R 1＝0.6 A ×5 Ω＝3 V ，选项A 、B 错误；由R 1的功率为P 1＝I 2R 1可知，当电流最大时，功率最大，则有P 1max ＝1.8 W ，当电流最小时，功率最小，则有P 1min ＝0.2 W ，把R 1看成电源内阻，当滑动变阻器的阻值等于R 1时，滑动变阻器消耗的功率最大，所以滑动变阻器滑片P 从A 端滑到B 端过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，选项C 错误，D 正确．【答案】 D5．竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用绝缘细线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按如右图所示的电路连接，开关闭合后绝缘细线与左极板间的夹角为θ.保持开关闭合，当滑动变阻器R 的滑片在a 位置时，电流表的读数为I 1，夹角为θ1；当滑片在b 位置时，电流表的读数为I 2，夹角为θ2，则( )A ．θ1<θ2，I 1<I 2B ．θ1＞θ2，I 1＞I 2C ．θ1＝θ2，I 1＝I 2D ．θ1<θ2，I 1＝I 2【解析】 在滑动变阻器的滑片由a 位置滑到b 位置的过程中，平行金属板两端的电压增大，小球受到的电场力增大，因此夹角θ增大，即θ1<θ2；另外，电路中的总电阻不变，因此总电流不变，即I 1＝I 2.对比各选项可知，答案选D.【答案】 D6．(2018·天门月考)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知下列叙述正确的是( )。

（物理）物理部分电路欧姆定律练习题含答案及解析一、高考物理精讲专题部分电路欧姆定律1．如图所示的闭合电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，灯泡A标有“6V，3W”，灯泡B标有“4V，4W”．当开关S闭合时A、B两灯均正常发光．求：R1与R2的阻值分别为多少？【答案】R1与R2的阻值分别为3Ω和2Ω【解析】试题分析：流过及B灯的电流，所以流过A灯的电流，由闭合电路欧姆定律：解得：．考点：闭合电路的欧姆定律【名师点睛】对于直流电路的计算问题，往往先求出局部的电阻，再求出外电路总电阻，根据欧姆定律求出路端电压和总电流，再计算各部分电路的电压和电流．2．如图所示，AB和A′B′是长度均为L＝2 km的两根输电线(1 km电阻值为1 Ω)，若发现在距离A和A′等远的两点C和C′间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻．接入电压为U＝90 V的电源：当电源接在A、A′间时，测得B、B′间电压为U B＝72 V；当电源接在B、B′间时，测得A、A′间电压为U A＝45 V．由此可知A与C相距多远？【答案】L AC＝0.4 km【解析】【分析】【详解】根据题意，将电路变成图甲所示电路，其中R1=R1′，R2=R2′，当AA′接90V，BB′电压为72V，如图乙所示（电压表内阻太大，R2和R′2的作用忽略，丙图同理）此时R1、R1′、R串联，∵在串联电路中电阻和电压成正比，∴R 1：R ：R 1′=9V ：72V ：9V=1：8：1---------------①同理，当BB′接90V ，AA′电压为45V ，如图丙所示，此时R 2、R 2′、R 串联， ∵在串联电路中电阻和电压成正比，∴R 2：R ：R 2′=22.5V ：45V ：22.5V=1：2：1=4：8：4---②联立①②可得：R 1：R 2=1：4由题意，R AB =2km×1 1kmΩ=2Ω=R 1+R 2 ∴R 1=0.4Ω，R 2=1.6Ω AC 相距s=11/R km Ω=0.4km ．【点睛】本题考查了串联电路的电阻、电流特点和欧姆定律的应用；解决本题的关键：一是明白电压表测得是漏电电阻两端的电压，二是知道电路相当于三个串联．3．对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质．一段横截面积为S 、长为l 的金属电阻丝，单位体积内有n 个自由电子，每一个电子电量为e ．该电阻丝通有恒定电流时，两端的电势差为U ，假设自由电子定向移动的速率均为v ． （1）求导线中的电流I ；（2）所谓电流做功，实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功．为了求解在时间t 内电流做功W 为多少，小红记得老师上课讲过，W ＝UIt ，但是不记得老师是怎样得出W ＝UIt 这个公式的，既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功，那么应该先求出导线中的恒定电场的场强，即E ＝Ul，设导体中全部电荷为q 后，再求出电场力做的功UW qEvt qvt l==，将q 代换之后，小红没有得出W ＝UIt 的结果． a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程．b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况，物理学家引入了电流密度这一物理量，定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量．若已知该导线中的电流密度为j ，导线的电阻率为ρ，试证明：Uj lρ=．（3）由于恒定电场的作用，导体内自由电子会发生定向移动，但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化．金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞．假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0（这个时间由自由电子热运动决定，为一确定值），碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．请根据以上内容，推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关．【答案】（1）I neSv=（2）见解析（3）电阻率20 2mne tρ=为定值，与电压无关．【解析】（1）假设在ts内，通过导线横截面的总电量为q，则：q=Vne其中ts内，通过横截面所以电子所占体积V=S v t所以q=S v net根据电流的定义，得：qIt==neS v（2）a．如图所示，根据电场强度和电势差的关系，U UEl vt==所以在ts内，恒定电场对自由电荷的静电力做功UW qEl qEvt q vt qUvt====其中q It=，带入上式得W IUt=b．根据题意，单位时间内，通过单位面积的电荷量，称为电流密度即：qjSt=根据电阻定律：lRSρ=又因为l vt=所以：q lU IR qt S jl l l tSρρρ===⋅=⋅（3）自由电子连续两次与同一个不动粒子碰撞的时间间隔为t 0，碰后电子立刻停止运动．根据动量定理由00Uet mv l ⋅=-，得0Uet v ml= 电子定向移动的平均速率为0022Uet v v ml+== 根据电流得微观表达式20022Uet ne USt I neSv neS ml ml==⋅=根据欧姆定律202U mlR I ne St == 根据电阻定律可知22002S ml S m Rl ne St l ne t ρ==⋅= 故影响电阻率的因素为:单位体积的自由电子数目n,电子在恒定电场中由静止加速的平均速度t 0.4．如图是有两个量程的电压表，当使用a 、b 两个端点时，量程为0-10V ，当使用a 、c 两个端点时，量程为0-100V 。

课题：闭合电路的欧姆定律知识点总结：一、闭合电路的欧姆定律1．闭合电路欧姆定律（1）内容：闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比。

（2）公式 ①I ＝E R ＋r （只适用于纯电阻电路）； ②E ＝U外＋Ir （适用于所有电路）。

（3） 在外电路中，沿电流方向电势降低．二、．路端电压与外电阻的关系1．路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小，但不呈线性变化．2．U －I 图像中，直线斜率的绝对值等于电源的内阻，即内阻r ＝|ΔU ΔI|． 典例强化例1、将一电源电动势为E ，内电阻为r 的电池与外电路连接，构成一个闭合电路，用R 表示外电路电阻，I 表示电路的总电流，下列说法正确的是（） A ．由U 外＝IR 可知，外电压随I 的增大而增大B ．由U 内＝Ir 可知，电源两端的电压随I 的增大而增大C ．由U ＝E －Ir 可知，电源输出电压随输出电流I 的增大而减小D ．由P ＝IU 可知，电源的输出功率P 随输出电流I 的增大而增大例2、如图所示，R 为电阻箱，电表为理想电压表．当电阻箱读数为R 1＝2 Ω时，电压表读数为U 1＝4 V ；当电阻箱读数为R 2＝5 Ω，电压表读数为U 2＝5 V ．求：电源的电动势E 和内阻r ．例3、如图所示电路，电源内阻不可忽略。

开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中（ ）A ．电压表的示数增大，电流表的示数减小一般情况 U ＝IR ＝E R ＋r ·R ＝E 1＋r R ，当R 增大时，U 增大 特殊情况 （1）当外电路断路时，I ＝0，U ＝E （2）当外电路短路时，I 短＝E r ，U ＝0B ．电压表的示数减小，电流表的示数增大C ．电压表与电流表的示数都增大D ．电压表与电流表的示数都减小例4、如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则（ ）A ．电容器中的电场强度将增大B ．电容器的电容将减小C ．电容器上的电荷量将减少D ．液滴将向上运动例5、如图所示为某一电源的U －I 图线，由图可知（） A ．电源电动势为2 V B ．电源内电阻为13Ω C ．电源短路时电流为6 A D ．电路路端电压为1 V 时，电路中电流为5 A例6、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a 、b 分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（）A ．阴影部分的面积表示电源输出功率B ．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C ．当满足α＝β时，电源效率最高D ．当满足α＝β时，电源效率小于50% 知识巩固练习1．下列关于电动势的说法正确的是（） A ．电动势就是电压，就是内、外电压之和B ．电动势不是电压，但在数值上等于内、外电压之和C ．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D ．电动势的大小与外电路的结构无关2．电动势为E ，内阻为r 的电源，向可变电阻R 供电，关于路端电压说法正确的是（）A ．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B ．因为U ＝IR ，所以当I 增大时，路端电压也增大C ．因为U ＝E －Ir ，所以当I 增大时，路端电压减小D ．若外电路断开，则路端电压为E3．．某电路如图所示，已知电池组的总内阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝5 Ω，理想电压表的示数U ＝3．0V，则电池组的电动势E等于（）A．3．0 V B．3．6 V C．4．0 V D．4．2 V4．如图所示电路，电源内阻不可忽略。