典型例题闭合电路的欧姆定律Word格式文档下载.doc
- 文档编号:14698221
- 上传时间:2022-10-24
- 格式:DOC
- 页数:11
- 大小:244KB
典型例题闭合电路的欧姆定律Word格式文档下载.doc
《典型例题闭合电路的欧姆定律Word格式文档下载.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《典型例题闭合电路的欧姆定律Word格式文档下载.doc(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
[解析]
(1)在图甲中,当断开S时,中电流可视为零(因理想电压表内阻可视为无限大),两端电压可视为零,故电压表指示的是电源的路端电压。
又此时外电路是串联,所以,电路中总电流为:
由闭合电路欧姆定律得:
①
当闭合S时,电压表指示的是两端电压,外电路结构是:
并联,再跟串联,此时电路中总电流为:
外电路总电阻为:
由得:
②
联立①②两式,解得E=20V,r=5Ω。
(2)闭合S前后,消耗的功率分别为:
(3)若将原电路改为图乙所示电路,则断开S时,外电路由串联组成,电压表指示的是两端的电压,此时总电流为:
电压表示数为:
闭合S时,外电路结构是并联再与串联,电压表示数是组成的并联电路两端的电压,此情况下,外电路总电阻为:
总电流为:
故电压表示数为:
问题2:
电路的动态分析问题
[考题3]如图所示电路中,是四只相同的电灯。
当滑动变阻器的滑键下滑时,各灯的亮度怎样变化?
[解析]当滑动变阻器的滑键下滑时,变阻器的阻值减小,使得电路的总电阻减小;
根据可知电流I增大,根据可知路端电压减小;
则由可知,将变暗。
又因为,而I增大,减小,所以增大,则由可知,将变亮。
又因为,而U减小,增大,所以减小;
又因为,而增大,减小,所以增大,则由可知,灯将变亮。
变式1:
(2006年天津卷)
如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。
在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,则
A.电压表的示数变大
B.电池内部消耗的功率变大
C.电阻R2两端的电压变大
D.电池的效率变大
答案:
B
变式2:
(2006高考上海卷)
在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。
下列比值正确的是
A.U1/I不变,ΔU1/ΔI不变
B.U2/I变大,ΔU2/ΔI变大
C.U2/I变大,ΔU2/ΔI不变
D.U3/I变大,ΔU3/ΔI不变
A、C、D
问题3:
闭合电路中的功率、电流、电阻的极值问题
[考题4]如图电路中,电阻,,电源电动势E=12V,内电阻r=1Ω。
求:
(1)当电流表示数为0.4A时,变阻器的阻值多大?
(2)阻值多大时,它消耗的电功率最大?
(3)阻值多大时,电源的输出功率最大?
[解析]由电路图可知,并联后再与R1串联,电流表的示数是表示通过电阻的电流,根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案。
(1)设干路电流为I,根据并联电路的分流原理:
①
外电路的总电阻 ②
由闭合电路欧姆定律得 ③
由①、②、③式求得
(2)设阻值为时,它消耗的功率最大为,此时电路总外阻为
④
干路电流 ⑤
⑥
⑦
由④、⑤、⑥、⑦得:
当时消耗的功率最大,即
(3)设阻值为时,电源输出功率最大为
当外电路的总电阻R=r时,电源输出功率最大,因为R>
r,所以,当R越接近r时输出功率最大。
故只有当时,R接近r,此时电源输出功率最大。
变式:
[考题5]如图所示,已知电源电动势E=12V,r=0.5Ω,,,滑动变阻器,其滑动触头为P。
(1)当滑动触头P滑动到什么位置时,干路中电流最小?
最小电流是多少?
(2)当滑动触头在什么位置时,电源输出功率最大?
是多少?
[解析]解:
(1)设P上方的电阻为,则等效电路如图所示,则外电阻为
其中,∴时,R有最大值为
∴干路中电流最小值为
∴当P上方电阻为3Ω时,干路中电流最小,最小值是4A。
(2)∵,且
∴当时,R有最小值,,由电源输出功率,随外电阻变化关系可知,外电阻越接近内阻,电源输出功率越大,所以当P在最上端时,电源外电阻最小,且接近内阻r,所以此时输出功率最大。
最大输出功率
【模拟试题】
(答题时间:
30分钟)
1.若E表示电动势,U表示外电压,U'
表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示电流,则下列各式中正确的是()
A. B.
C. D.
2.下图所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线,则()
A.路端电压都为时,它们的外电阻相等
B.电流都是时,两电源内电压相等
C.电路A的电动势大于电路B的电动势
D.A中电源的内阻大于B中电流的内阻
3.在如图所示的电路中,开关均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P,问断开哪个开关后P会向下运动?
()
A. B. C. D.
4.如图所示,已知。
当开关S闭合后,电压表的读数为1V;
当开关S断开后,电压表的读数为0.8V,则电池的电动势等于()
A.1V B.1.2V C.2V D.4V
5.下图所示的两种电路中,电源相同,各电阻器阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计,电流表读出的电流值分别为,下列关系式中正确的是()
6.如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时,以下说法正确的是()
A.安培表的示数减小,伏特表的示数增大
B.安培表的示数增大,伏特表的示数减小
C.安培表和伏特表示数都减小
D.安培表和伏特表示数都增大
7.如图所示电路,E=6V,r=1Ω,,,,求:
(1)当S断开时电流表与电压表的示数;
(2)当S闭合时电流表与电压表的示数。
8.如图所示,为滑动变阻器,电阻的变化和长度成正比,A、B为两端点,,,电源内阻。
当滑动变阻器的滑动头移到A点时,电压表的读数为5V。
问:
(1)当滑动头移到B点时,电路消耗的总功率是多大?
(2)当滑动头移到中点C时,上消耗的功率是多大?
(3)滑动头在A、B、C三点时,电源的效率各是多少?
9.如图所示的电路中,用电动势E=6V,内阻不计的电池组向电阻,额定电压的灯泡供电。
(1)要使系统的效率不低于,变阻器的阻值及它承受的最大电流是多少?
(2)处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少?
它们同时适当选择的变阻器如何连接,才能取得最大效率?
10.在图1所示电路中,均为定值电阻,且,的阻值未知,是一滑动变阻器,在其滑键从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压随电流I的变化图线如图2所示。
其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的。
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻的阻值;
(3)滑动变阻器的最大值;
(4)上述过程中上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。
【试题答案】
1.BD
[提示]内外电压之和应等于总电动势,故B正确,考虑到全电路欧姆定律,D也正确。
2.A、C、D
[提示]在路端电压与总电流的关系图线(U—I)中,图线在U轴上的截距表示电动势E,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,可见,。
图中两直线的交点坐标为(,),由可知,路端电压都为时,它们的外电阻相等。
由可知,电流都是时,因r不等,两电源内电压不等。
所以选项A、C、D正确。
3.C
[提示]油滴悬浮在极板之间,说明油滴受到的电场力与重力平衡。
若要油滴P向下运动,则需要使平行板间的电场减小,也就是降低平行板间的电压,而平行板两板间电压就是两端的电压,故只有断开,使电容器与电源脱离,同时使极板的电荷通过、放电,这样就达到了降低电压的要求,因此应选C。
4.C
[提示]当S闭合时,,故有E=I(1.5+r);
当S断开时,,故有,解之,得E=2.0V,C正确。
5.B、D
[提示]设安培计内阻,对左图的电路外电阻为,对题中右图中的外电阻为,将上两式相减可得,所以题中左图中的外阻大于题中右图中的外阻,题中左图中的总电流将小于题中右图中的总电流,,D正确。
在题中左图中与电流表串联的电阻中的电流小于仅有R的支路电流,而总电流又小,所以,B正确,A、C均不正确。
6.B
[提示]P向左移动时,总电阻减小,故电流表示数变大,而路端电压减小,B正确。
7.
(1)0.25A;
3V。
(2)0.4A;
1.2V
[提示]分清S断开与闭合时电路结构的变化,然后由串、并联电路规律及闭合电路欧姆定律求解。
8.解:
(1)当滑动头在A点时,外电阻。
外电压即电压表读数为5V,由欧姆定律可得总电流I=1A,电源电动势=6V。
当滑动头在B点时,外电阻即,得
(2)当滑动头移到中点C时,外电路的总电阻为
,
(3)滑动头在A点时,外电阻为5Ω,在B点时,外电阻为2Ω,在C点时,外电阻为4Ω。
由此可分别得,滑动头在A点时电源的效率为5/6,B点为2/3,C点为4/5。
9.解:
(1)系统的效率为:
要使,必有
由题意知:
,
,
解方程组得:
显然随R的增大而增大
又因为
(2)∵,∴
故当趋于无穷大,把变阻器的B端断开,使变阻器与灯泡串联时,有极大值。
10.解:
(1)由闭合电路欧姆定律得
将图象中A、B两点的电压和电流代入得
联立解得E=20V,r=20Ω
(2)当的滑键自左向右滑时,阻值变小,使电路总电阻变小,而总电流变大。
由此可知,图线上的A、B两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的。
当滑键位于最右端时,,被短路,外电路总电阻即为,故由B点的U、I值可求出,。
(3)当滑键在最左端时,其阻值最大,并对应着图线上的A点,故由A点的U、I值可求出此时外电路总电阻,再根据串、并联电路的规律可求出的最大值。
又
代入数值解得滑动变阻器的最大值
(4)当消耗的功率最大时,它两端电压应最大。
由知,这时电路的总电流I应最小,故应把滑动变阻器的阻值调到最大。
再结合上面求出的有关数据,便不难求出消耗的最大功率。
当时,
此时两端的电压为:
则消耗的最大功率为
又当时,电源输出功率最大,即有
11
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 典型 例题 闭合电路 欧姆定律
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)