闭合电路欧姆定律学生.docx
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闭合电路欧姆定律学生
闭合电路欧姆定律
【例1】已知如图,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的变化范围是0~10Ω。
求:
①电源的最大输出功率;②R1上消耗的最大功率;③R2上消耗的最大功率。
【例2】如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当电键S接位置1时,电流表的示数为0.20A.那么当电键S接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值
A.0.28AB.0.25AC.0.22AD.0.19A
【例3】如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮
C.ΔU1<ΔU2
D.ΔU1>ΔU2
【例4】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2.0Ω,则这只定值电阻的阻值为______Ω。
现有4只这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干只进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是_______W。
【例5】如图所示,电路中ab是一段长10cm,电阻为100Ω的均匀电阻丝。
两只定值电阻的阻值分别为R1=80Ω和R2=20Ω。
当滑动触头P从a端缓慢向b端移动的全过程中灯泡始终发光。
则当移动距离为____cm时灯泡最亮,移动距离为_____cm时灯泡最暗。
【例6】如图所示,黑盒有四个接线柱,内有4只阻值均为6Ω的电阻,每只电阻都直接与接线柱相连。
测得Rab=6Ω,Rac=Rad=10Ω。
Rbc=Rbd=Rcd=4Ω,试画出黑盒内的电路。
【例7】在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的,为了查出断导线,某学生想先将万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连电阻器R1的b端和R2的c端,并观察万用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是:
A.直流10V挡;B.直流0.5A挡;C.直流2.5V挡;D.欧姆挡。
【例8】如图所示为一电路板的示意图,a、b、c、d为接线柱,a、b与220V的交流电源连接,ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。
现发现电路中没有电流,为检查电路故障,用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V。
由此可知:
(A)ab间电路通,cd间电路不通
(B)ab间电路不通,bc间电路通
(C)ab间电路通,bc间电路不通
(D)bc间电路不通,cd间电路通
【例9】某同学按如图所示电路进行实验,实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示:
序号
A1示数(A)
A2示数(A)
V1示数(V)
V2示数(V)
1
0.60
0.30
2.40
1.20
2
0.44
0.32
2.56
0.48
将电压表内阻看作无限大,电流表内阻看作零。
①电路中E,
分别为电源的电动势和内阻,
,
,
为定值电阻,在这五个物理量中,可根据上表中的数据求得的物理量是(不要求具体计算)。
②由于电路发生故障,发现两电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由用电器引起的,则可能的故障原因是。
【例10】如图所示的电路中,闭合电键,灯L1、L2正常发光,由于电路出现故障,突然发现灯L1变亮,灯L2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
【例11】某居民家中的电路如图6所示,开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍正常发光.拔出电饭煲的插头,把试电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,则:
A.仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障
B.仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障
C.仅导线AB间断路
D.因为插座用导线接地,所以发生了上述故障
【例12】如图所示,灯泡A和B都正常发光,R2忽然断路,已知U不变,试分析A、B两灯的亮度如何变化?
【例13】如图所示的电路中,定值电阻R=3Ω,当开关S断开时,电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3;当开关S闭合时,内、外电路消耗的功率之比为1∶1.求开关S闭合前和闭合后,灯泡L上消耗的功率之比(不计灯泡电阻的变化).
【例14】在如图所示的电路中,R1=2Ω,R2=R3=4Ω,当电键K接a时,R2上消耗的电功率为4W,当电键K接b时,电压表示数为4.5V,试求:
(1)电键K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势和内电阻;
(3)当电键K接c时,通过R2的电流.
【例15】在如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.0Ω;电阻R1=10Ω,R2=10Ω,R3=30Ω,R4=35Ω;电容器的电容C=100μF.电容器原来不带电.求接通电键K后流过R4的总电量.
基础训练
一、选择题
1.关于闭合电路,下列说法中正确的是()
A.闭合电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B.闭合电路中,电源的路端电压越大,电源的输出功率就越大
C.闭合电路中,电流越大,电源的路端电压就越大
D.闭合电路中,外电阻越大,电源的路端电压就越大
2.用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电,下列判断中正确的是()
①电源短路时,路端电压为零,电路电流达最大值②外电路断开时,电路电压为零,路端电压也为零③路端电压增大时,流过电源的电流一定减小④路端电压增大时,电源的效率一定增大
A.①B.①③C.②④D.①③④
3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是()
A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V
4.在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r0,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U0,当R5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
5.如图所示,直线A为电源的U—I图线,直线B为电阻R的U—I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是()
A.4W、8WB.2W、4WC.4W、6WD.2W、3W
6.如图所示,电源E的电动势为3.2V,电阻R的阻值为30Ω,小灯泡L的额定电压为3.0V,额定功率为4.5W,当电键S接位置1时,电压表的读数为3V,那么当电键S接到位置2时,小灯泡L的发光情况是()
A.很暗,甚至不亮B.正常发光C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏
7.如图所示的电路中,闭合电键S后,灯L1和L2都正常发光,后来由于某种故障使灯L2突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是()
A.L1灯灯丝烧断B.电阻R2断路C.电阻R2短路D.电容器被击穿短路
8.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随电流I变化的图线.抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线.若A、B的横坐标为1A,那么AB线段表示的功率等于()
A.1WB.3WC.2WD.2.5W
9.在如图所示的电路中,R1、R2为定值电阻,R3为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r.设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U.当R3滑动触点向图中a端移动,则()
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
10.调整如图所示电路的可变电阻R的阻值,使电压表V的示数增大ΔU,在这个过程中()
A.通过R1的电流增加,增加量一定等于ΔU/R1
B.R2两端的电压减小,减少量一定等于ΔU
C.通过R2的电流减小,但减少量一定小于ΔU/R2
D.路端电压增加,增加量一定等于ΔU
11.如图所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路,在增大电容器两极板间距离的过程中
()
A.电阻R中没有电流B.电容器的电容变小
C.电阻R中有从a流向b的电流D.电阻R中有从b流向a的电流
二、填空题
12.某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线如图1—30—6所示,则电源的电动势为,内电阻为,当U=2V时,电源的输出功率为.
13.在如图所示的电路中,电源的内阻不可忽略不计,已知R1=10Ω,R2=8Ω.S与1连接时,电流表的示数为0.2A;将S切换到2时,可以确定电流表的读数范围是_.
14.如图所示,电路中电阻R1=8Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,电容器电容C=2μF,电源电动势E=12V,内电阻r不计,开关S闭合,当滑动变阻器的阻值R由2Ω变至22Ω的过程中,通过A2的电荷量是,A1的读数变化情况是(选填“增大”“减小”“先增后减”“先减后增”).
15.如图所示的电路中,电池的电动势E=9.0V,内电阻r=2.0Ω,固定电阻R1=1.0Ω,R2为可变电阻,其阻值在0~10Ω范围内调节,问:
取R2=时,R1消耗的电功率最大.取R2=时,R2消耗的电功率最大.
三、计算题
16.如图所示,变阻器R2的最大电阻是10Ω,R3=5Ω,电源的内电阻r=1Ω,当电键S闭合,变阻器的滑片在中点位置时,电源的总功率为16W,电源的输出功率为12W.此时电灯R1正常发光,求:
(1)电灯阻值R1是多少?
(设R1阻值恒定不变)
(2)当电键S断开时,要使电灯正常工作,应使变阻器的电阻改变多少?
17.如图所示的电路中,电源由6个电动势E0=1.5V、内电阻r0=0.1Ω的电池串联而成;定值电阻R1=4.4Ω,R2=6Ω,R2允许消耗的最大电功率为Pm=3.375W,变阻器开始接入电路中的电阻R3=12Ω,求:
(1)开始时通过电池的电流多大?
电源的输出功率多大?
(2)要使R2实际消耗的功率不超过允许的最大值,可变电阻R3的取值范围是什么?
18.“加速度计”作为测定物体加速度的仪器,已被广泛地应用于飞机、潜艇、导弹、航天器等装置的制导中,如图所示是“应变式加速度计”的原理图.支架A、B固定在待测系统上,滑块穿在A、B间的水平光滑杆上,并用轻弹簧固接于支架A上,其下端的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.
已知滑块质量为m,弹簧劲度系数为k,电源电动势为E,内电阻为r,滑动变阻器总阻值R=4r,有效总长度为L.当待测系统静止时,滑动臂P位于滑动变阻器的中点,且1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E.取AB方向为参考正方向.
(1)写出待测系统沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式.
(2)确定该“加速度计”的测量范围.
能力提高
1.两个相同的电阻R,当它们串联后接在电动势为E的电源上,通过一个电阻的电流为I;若将它们并联后仍接在该电源上,通过一个电阻的电流仍为I,则电源的内阻为()
A.4RB.RC.
D.无法计算
2.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.两电压表可看作是理想电表,当闭合开关,将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时,下列说法中正确的是()
A.小灯泡L1、L2均变暗
B.小灯泡L1变亮,V1表的读数变大
C.小灯泡L2变亮,V2表的读数变大
D.小灯泡L1变暗,V1表的读数变小
3.如图所示,电阻R1=20Ω,电动机线圈电阻R2=10Ω.当开关S断开时,电流表的示数为0.5A;当电键S闭合后,电动机转起来,电路两端电压不变.电流表显示的电流或电路消耗的电功率P应是()
A.I=1.5AB.I>1.5A
C.P=15WD.P<15W
4.图甲为某一小灯泡的U-I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1Ω、电动势为5V的电源两端,如图乙所示.则()
A.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6W
B.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.6W
C.通过每盏小灯泡的电流强度为0.2A,此时每盏小灯泡的电功率为0.26W
D.通过每盏小灯泡的电流强度为0.3A,此时每盏小灯泡的电功率为0.4W
5.有一种测量人体重的电子秤,其原理图如图中的虚线所示,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3A,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω).下列说法正确的是()
A.该秤能测量的最大体重是1400N
B.该秤能测量的最大体重是1300N
C.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0.375A处
D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400A处
6.某同学做电学实验,通过改变滑动变阻器电阻大小,观察到电压表和电流表的读数同时变大,则他所连接的电路可能是下图中的()
7.如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,平行板电容器两金属板水平放置,S闭合后,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,G为灵敏电流计.
以下说法正确的是()
A.若滑动变阻器滑动触头向上移动,则油滴仍然静止,G中有a→b的电流
B.若滑动变阻器滑动触头向下移动,则油滴向下加速运动,G中有b→a的电流
C.若滑动变阻器滑动触头向上移动,则油滴向上加速运动,G中有b→a的电流
D.若将S断开,则油滴仍保持静止状态,G中无电流
8.如图为“热得快”热水器的电路图和示意图.现接通电源,发现该热水器没有发热,并且热水器上的指示灯也不亮,现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V,指示灯两端的电压为220V.那么该热水器的故障在于()
A.连接热水器和电源之间的导线断开
B.连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路
C.电阻丝熔断,同时指示灯烧毁
D.同时发生了以上各种情况
9.教学上用的吸尘器的电动机内阻是一定的,当加上0.3V的电压,电流为0.3A时,吸尘器上的直流电动机不转动;当加上2.0V的电压、电流为0.8A时,它正常工作,则吸尘器正常工作时输出功率与输入功率之比为()
A.3∶5B.5∶3C.1∶2D.1∶3
10.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,某研究性学习小组利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,将压敏电阻和两块挡板固定在升降机内,中间放一个绝缘重球,当升降机静止时,电流表的示数为I0,在升降机做直线运动的过程中,电流表的示数如图乙所示,下列判断正确的是()
A.从0到t1时间内,升降机做匀加速直线运动B.从t1到t2时间内,升降机做匀加速直线运动
C.从t1到t2时间内,重球处于超重状态D.从t2到t3时间内,升降机可能静止
二、计算题
11.如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1Ω,电炉电阻R=19Ω,电解槽电阻r′=0.5Ω.当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684W;S1、S2都闭合时电炉消耗功率为475W(电炉电阻可看作不变).试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率.
12.如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:
(1)电源的电动势和内阻.
(2)定值电阻R2的阻值.
(3)滑动变阻器的最大阻值.
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