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闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律
一.选择题(共10小题)
1.如图甲所示的电路中M为一电动机,在滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.已知电流表在0.2A以下时,电动机没有发生转动,各电表均为理想电表,以下判断正确的是()
A.曲线MQ为电压表V的读数随电流表读数变化的图象2B.电源E的内阻为2Ω
C.电动机的最大输出功率为0.9W
D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
2.如图所示,带电质点P静止于两平行金属板间,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R的滑片向b端移动时,下列说法正确的是()3
A.电压表读数增大率B.电流表读数减小
C.质点[将向上运动D.R消耗的功率增大2
3.在如图所示的闭合电路中,已知电源的内电阻r=1Ω,固定电阻R=1Ω,滑动变阻器的最1大电阻R=10Ω,当变阻器的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中,电源的总功率P和它0的输出功率P的变化情况是()1
A.P变小,P变大B.P变大,P变小C.P、P均变大D.P、P均变小1111
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4.如图所示的电路中,闭合开关,灯L、L正常发光.由于电路出现故障,突然发现L112变亮,L变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是()2
A.R断路B.R断路C.R短路D.R短路4123
5.在图1的电路中,电源电压保持不变,R为定制电阻、R为滑动变阻器,闭合开关s,21调节滑动变阻器,将滑片P从最左端滑到最右端,两电压表的示数随电路中电流表示数变
)(2化的关系如图所示,不考虑电表对电路的影响,则的示数的变化情况A.图线甲是电压表V2Ω阻值为20.定值电阻BR1消耗的电功率最大时,RR阻值为20Ω.滑动变阻器C22P向右滑动过程中电源的输出功率一直减小D.滑片
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变且元件完好.只闭合S,两电表均有示数.再将1S闭合,则下列判断正确的是()2
A.电压表示数与电流表示数的比值变小
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.若向右移动滑片,电流表的示数将变小
D.若向左移动滑片,电压表的示数将变小
7.在图示的电路中,电流表、电压表都可以看成是理想电表.电源电动势E、内阻r均不变,R、R是定值电阻.开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P滑动时,电压表、电流表21的示数变化为.
第2页(共19页)
b的值增大滑动时,A.滑片P由a向
滑动时,由a向b的值减小B.滑片P
a向的值增大滑动时,C.滑片P由b
向哪个方向滑动,.无论滑片P的值不变D
的滑片RS,滑动变阻器8.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻.闭合开关21)ab端移到端的过程中,下列说法正确的是(P由
A.电压表和电流表的示数都变小B.电压表和电流表的示数都变大C.电压表的示数变小,电流表的示数变大D.电压表的示数变大,电流表的示数变小
,则下列说法正确的是Ω,R=44=60Ω,R=20ΩΩR9.如图所示电路中,=20Ω,R=40,R53142)(
=84V端开路,则UD=140V,C、A.若Ucdab=140V
端开路,则UC、D=140VB.若U,cdab0.6A的电流为端短路,则通过RA.若U=104V,、BC1cd0.4A的电流为B、端短路,则通过R=104VD.若U,A3cd
向左移动一小段距离后,下列说法中正确的是.如图的电路中,当滑动变阻器的滑片P10)(
193第页(共页)
.电压表示数减小.电流表示数减小BA变的亮度不变D.电灯RC.电源的总功率增大0
小题)二.填空题(共4闭SL有且只有一个故障.电键11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R或灯若只有一个;若只有两个电表的示数发生变化,合前后,则电路存在的故障是
.电表的示数发生变化,则电路存在的故障是
由图中所.在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合电键后,将滑动变阻器的滑片P12的示数的示数与电流表A,电流表A的示数指位置向右移动时,电流表A211
.A的和跟电流表的示数的比值2
在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示.甲原件的电阻为13.2V的电源两端,元件甲和乙消耗的总功率为Ω,若将元件甲、乙并联后接在电压为
W.
1)题计分.14.本题为选做题,考生只选择一题作答.若两题都作答,则按(教材的考生作答1﹣1
(1)本题供使用选修的电阻连在一起时,Ω当把它的两极与150某电池电动势为1.5V,如果不考虑它内部的电阻,的电荷定向移动_C秒内有10mA则通过该电阻的电流强度为,
通过电阻的横截面.194第页(共页)
(2)本题供使用选修3﹣1教材的考生作答
如图所示当可变电阻R的滑片向b端移动时,通过电阻R、R的电流强度I、I的变化情2211况是I变,I变.(填大、小)21
三.解答题(共4小题)
15.如图,电源电动势?
=12V,内电阻r=0.5Ω,定值电阻R=3.5Ω,在电键S断开或闭合时,1外电路中的ab间消耗的功率都是8W,求
(1)R的大小;2
(2)R大小;3(3)电键S闭合后通过R的电流是多少?
2
16.如图甲所示,R为定值电阻,R为一滑动变阻器,当滑片P从左端滑至右端时,测得21路端电压U随电流I变化图线如图乙所示,其中A、B两点分别对应于滑片P位于变阻器的两个不同端点.求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R的阻值;1(3)电阻R发热功率的最大值.1
17.如图所示的电路中,已知电阻R=4Ω,电流表的示数为0.75A,电压表的示数为2V.若4电路中某个电阻发生断路,将使电流表的示数变为0.8A,电压表的示数为3.2V,求:
(1)发生断路的电阻哪一只?
(2)电源的电动势;
(3)电阻R的阻值.2第5页(共19页)
断开时,电流表的S,当S闭合,RE=8V,内阻r=1Ω,=8Ω18.如图所示,电源电动势231(不计电压表和电流表的内阻)4V,求:
示数为2A,电压表的示数为的阻值;R1)R、(21闭合后,电流表和电压表的示数各为多少?
)在S(22
196第页(共页)
闭合电路的欧姆定律2015.12.5
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.如图甲所示的电路中M位以电动机,在滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.已知电流表在0.2A以下时,电动机没有发生转动,各电表均为理想电表,以下判断正确的是()
A.曲线MQ为电压表V的读数随电流表读数变化的图象2B.电源E的内阻为2Ω
C.电动机的最大输出功率为0.9W
D.滑动变阻器的最大阻值为30Ω
【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】先确定图线与电压表示数对应的关系.再根据图线求出电源的电动势,并判断V22读数的变化情况.当I=0.3A时,电动机输出功率最大.由电动机的总功率UI与发热功率IR之差求解输出功率.变阻器的全部接入电路时,电路中电流最小.由欧姆定律求解变阻器的最大阻值.
【解答】解:
A、由电路图甲知,电压表V测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,2所以PQ图线表示V的电压与电流的关系.此图线的斜率大小等于电源的内阻,为2
r=Ω=2Ω,故A错误,B正确;
=rC、由图可知,电动机的电阻=4ΩΩ.M2当I=0.3A时,U=3V,电动机输出功率最大,最大为P=UI﹣Ir=3V×0.3A﹣(0.3A)M2×4Ω=0.54W,故C错误;
D、当电流I=0.1A时,U=3.4V,则电源的电动势E=U+Ir=3.4+0.1×2V=3.6V,
(﹣2=r﹣4)所以I=0.1A当时,电路中电流最小,变阻器的电阻为最大值,﹣R=r﹣MΩ=30Ω,故D正确.
故选:
BD
【点评】本题考查对物理图象的理解能力,可以把本题看成动态分析问题,来选择两电表示对应的图线.对于电动机,理解并掌握功率的分配关系是关键.
第7页(共19页)
2.如图所示,带电质点P静止于两平行金属板间,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R的滑片向b端移动时,下列说法正确的是()3
A.电压表读数增大率B.电流表读数减小
C.质点[将向上运动D.R消耗的功率增大2【考点】闭合电路的欧姆定律;电容.
【专题】恒定电流专题.
【分析】由图可知电路结构,由滑片的移动可知电路中电阻的变化,再由闭合电路欧姆定律可知各电表示数的变化及电容器两端的电压变化;再分析质点P的受力情况可知质点的运动情况.
【解答】解:
由图可知,R与滑动变阻器R串联后与R并联;电容器与R并联;2132当R的滑片向b移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小;由闭合电路欧3姆定律可知,电路中电流增大,则电流表读数增大;外电阻减小,路端电压减小,而电容器两端电压等于并联电路两端的电压,电压减小,板间场强减小,故质点P受到的向上电场力减小,则重力大于电场力,合力向下,质点P将向下运动;
路端电压减小,通过R的电流减小,总电流增大,则R中的电流增大,电压增大,故电压12表示数增大;
路端电压减小,则R消耗的功率减小.故A正确,BCD错误.2故选:
A.
【点评】解决闭合电路欧姆定律的题目,一般可以按照整体﹣局部﹣整体的思路进行分析,注意电路中某一部分电阻减小时,无论电路的连接方式如何,总电阻均是减小的.
3.在如图所示的闭合电路中,已知电源的内电阻r=1Ω,固定电阻R=1Ω,滑动变阻器的最1大电阻R=10Ω,当变阻器的滑动触头P从a端向b端滑动的过程中,电源的总功率P和它0的输出功率P的变化情况是()1
A.P变小,P变大B.P变大,P变小C.P、P均变大D.P、P均变小1111【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】电源的输出功率最大时内阻等于外阻,根据这一条件即可分析电源输出功率的变化;根据电流的变化分析总功率的变化.
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【解答】解:
当P从a端向b端滑动时,滑动变阻器的接入电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,总电流减小;由P=EI可知,电源的总功率减小;
由于外部电阻一直大于内阻,故输出功率随电阻的增大而减小;
故选:
D.
【点评】本题考查电源的功率,要注意明确当内外阻相等时,电源的输出功率最大.
4.如图所示的电路中,闭合开关,灯L、L正常发光.由于电路出现故障,突然发现L112变亮,L变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是()2
A.R断路B.R断路C.R短路D.R短路4231【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】首先认识电路的结构:
没有发生故障前,R与L并联,R与R并联后与R串联41321再与L并联,两部分并联电路再串联,画出等效电路图.将选择逐一代入,根据欧姆定律2分析,选择符合题意的选项.
【解答】解:
A、若R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2原比例分配,R、L中电流都减小,L变暗,与题意相矛盾,故A错洖.111B、若R断路,总外电阻变大,总电流减小,路端电压变大,L两端电压变大,L变亮;111ab部分电路结构没变,电流仍按原比例分配,总电流减小,通过L、R的电流都减小,L224变暗,符合题意.故B正确.
C、若R短路或R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CD43错误.
故选:
B.
【点评】本题是电路中动态变化分析问题,首先要识别电路的结构,其次按照“局部→整体→局部”的思路进行分析.
5.在图1的电路中,电源电压保持不变,R为定制电阻、R为滑动变阻器,闭合开关s,21调节滑动变阻器,将滑片P从最左端滑到最右端,两电压表的示数随电路中电流表示数变
)不考虑电表对电路的影响,化的关系如图2所示,则(V的示数的变化情况.图线甲是电压表A2Ω阻值为.定值电阻R20B1消耗的电功率最大时,阻值为R20ΩR.滑动变阻器C22199第页(共页)
D.滑片P向右滑动过程中电源的输出功率一直减小
【考点】闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.
【专题】恒定电流专题.
【分析】明确图象的性质,根据电路的规律可求得定值电阻的阻值;根据功率公式可求得电源的输出功率及R的功率.2【解答】解:
A、由a电路图可知,当滑动变阻器的滑片P,向右移动时,连入电阻变大,电路中电流变小,R两端的电压同时变小,电源电压保持不变,R两端的电压就要变大;21结合图b可知,甲是R的U﹣I图象即电压表V示数变化的图象,乙是R的U﹣I图象即211压表V示数变化的图象;2B、由图可知,电源的电动势为E=2+4=6V;当滑动变阻器短路时,定值电阻两端的电压最
==10Ω,故=B错误;大,电流为0.6A,则电阻R1C、将R等效为电源内阻,则当内外电阻相等时,输出功率最大;故当R=10Ω时,R的212功率最大;故C错误;
P=、滑片向右移动过程中,滑动变阻器接入电阻变大,则由可知,电源的输出功率一D直在减小;故D正确;
故选:
D.
【点评】本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,会从图象中读出相关信息是解答本题的关键.
6.如图所示的电路中,电源电压保持不变且元件完好.只闭合S,两电表均有示数.再将1S闭合,则下列判断正确的是()2
A.电压表示数与电流表示数的比值变小
B.电压表示数与电流表示数的比值不变
C.若向右移动滑片,电流表的示数将变小
D.若向左移动滑片,电压表的示数将变小
【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】只闭合S,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表V测R两端的电压;11再将S闭合,将对滑动变阻器短路,移动滑片对电路没有影响;电路为R的简单电路,电12压表测电源的电压,电流表A测电路中的电流;根据欧姆定律即可判断电压表示数与电流表示数的比值变化.
【解答】解:
只闭合S,R、R串联,则电压表V测R两端的电压;电流表A测电路的电流;电压表1112示数与电流表示数的比值为电阻R的阻值;1第10页(共19页)
再将S闭合,将滑动变阻器短路,移动滑片对电路没有影响,电压表测电源的电压,电流2表A测通过电阻R的电流;则电压表示数与电流表示数的比值为电阻R的阻值;故电压11表示数与电流表示数的比值不变;故ACD错误,B正确;
故选:
B.
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是会分析开关闭合前后电路的变化和电表所测电路元件的判断.
7.在图示的电路中,电流表、电压表都可以看成是理想电表.电源电动势E、内阻r均不变,R、R是定值电阻.开关S闭合后,当滑动变阻器的滑片P滑动时,电压表、电流表21的示数变化为.
滑动时,的值增大bP由a向A.滑片
的值减小向b滑动时,aB.滑片P由
的值增大滑动时,C.滑片P由b向a
向哪个方向滑动,.无论滑片P的值不变D【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】R由P分为两部分,右侧与R串联后与左侧的电阻并联,电压表示数为并联电阻2
值,的值由U﹣I关系分析要得.
【解答】解:
因R由P分为两部分,右侧与R2串联后与左侧的电阻并联,电压表示数为并联电阻值,则E=U+I(R+r)1U=E﹣I(R+r)1
则=(R+r)为定值,则D正确1故选:
D
【点评】明确要先确定U﹣E的关系,再结合数学知识是求解,综合性强.
8.如图所示的电路中,电源电压恒定,R为定值电阻.闭合开关S,滑动变阻器R的滑片21P由b端移到a端的过程中,下列说法正确的是()
第11页(共19页)
A.电压表和电流表的示数都变小B.电压表和电流表的示数都变大C.电压表的示数变小,电流表的示数变大D.电压表的示数变大,电流表的示数变小【考点】闭合电路的欧姆定律.【专题】恒定电流专题.电压电流表测量的是整个电路中的电流,与滑动变阻器R串联,【分析】图中定值电阻R21两端的电压;表测量R1分析滑动变阻器接入电路中的阻值的变化,端的过程中,b端移到a当滑动变阻器的滑片P由结合闭合电路欧姆定律确定电流判断出电路中总电阻的变化,再利用串联电路电阻的特点,两端电R的阻值不变,可利用公式U=IR判断出定值电阻表示数的变化情况;定值电阻R11压的变化情况,即电压表示数的变化情况.串联,电流表测量的是整个电路中的电RR与滑动变阻器【解答】解:
由图知:
定值电阻21两端的电压;流,电压表测量R1电路中的滑动变阻器接入电路的阻值变小,a端的过程中,P由b端移到滑动变阻器的滑片总电阻变小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大;两端的电可知,定值电阻R的阻值不变,而电路中的电流变大,由公式定值电阻RU=IR11B正确.压变大,即电压表的示数变大.故B.故选:
也可以根据本题是简单的电路动态分析问题,关键能正确运用欧姆定律进行分析,【点评】串联电路分压规律直接判断电压表读数的变化.
,则下列说法正确的是Ω,R=44=60Ω,R=20Ω=40.如图所示电路中,9R=20Ω,RΩ,R54132)(
=84V端开路,则U、=140V,CDA.若Ucdab=140V
端开路,则UC、DUB.若=140V,cdab0.6A的电流为端短路,则通过R,U=104VA、B.若C1cd0.4A的电流为B端短路,则通过R、=104VD.若U,A3cd闭合电路的欧姆定律;串联电路和并联电路.【考点】【专题】恒定电流专题.当有一端接入电源时,另一端开路时,由电路的串并联关系可求得另一端的电压【分析】值.并由欧姆定律求出另一端短路时电路中的电流.1912第页(共页)
【解答】解:
AB、若U=140V,C、D端开路,电路中R、R、R串联,cd端的电压等41ab3
=V=84V;故A正确,=UB错误;于R两端的电压,则Uab3cdCD、若U=104V,A、B端短路时,电路的总电阻为cd
=40++44=108ΩR=R++R52
=A
I=干路电流为
×A=0.58A
II==则通过R的电流为11
=A﹣0.58A=0.39A,故C、I=I﹣ID错误;通过R的电流为133故选:
A.
【点评】本题首先要正确观察和分析电路结构,理解开路和短路的含义和区别,运用比例法解题.
10.如图的电路中,当滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离后,下列说法中正确的是()
A.电流表示数减小B.电压表示数减小
C.电源的总功率增大D.电灯R变的亮度不变0【考点】闭合电路的欧姆定律;电功、电功率.
【专题】恒定电流专题.
【分析】当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器左侧电阻减小,并联部分电阻减小,右侧电阻增大,外电路总电阻增大,再分析总电流和路端电压的变化,确定两电表读数的变化.电源的总功率为P=EI,根据总电流变化进行分析.
【解答】解:
当滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器左侧电阻减小,右侧电阻增大,由于左侧电阻与R并联,并联部分减小的电阻小于右侧增大的电阻,所以外电路总电阻增0大,总电流减小,路端电压增大,则电流表示数减小,电压表示数增大.
电源的总功率为P=EI,则知电源的总功率减小.R两端电压减小,R的功率减小,电灯00R变暗.故A正确,BCD错误.0故选:
A.
【点评】本题动态分析问题,关键要抓住并联总电阻小于任何一个支路的电阻,确定外电路总电阻的变化.
二.填空题(共4小题)
第13页(共19页)
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R或灯L有且只有一个故障.电键S闭合前后,若只有两个电表的示数发生变化,则电路存在的故障是R断路;若只有一个电
表的示数发生变化,则电路存在的故障是R短路.
【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】开关断开时,灯泡和电阻串联,电压表测量电阻两端电压,两个电流表都测量电路电流;开关闭合后,电压表以及电流表A和R被短路,电路为L的基本电路,电流表A12测量电路电路电流;电路故障包括短路和断路,根据仪表的示数判断电路故障.
【解答】解:
若R断路,开关闭合前,电压表有示数,电流表均没有示数,开关闭合后,电压表示数为零,电流表A有示数,电流表A没有示数;21若L断路,开关闭合前,电压表示数为零,电流表均没有示数;开关闭合后,电压表示数为零,电流表均没有示数;
若R短路,开关闭合前,电压表示数为零,电流表均有示数;开关闭合后,电压表示数仍为零,电流表A有示数,并且示数不变,电流表A没有示数;21若L短路,开关闭合前,电压表有示数,电流表均有示数;开关闭合后,形成电源短路,电流表将被烧坏,电压表示数为零.
因此电键S闭合前后,若只有两个电表的示数发生变化,则电路存在的故障是R断路;
若只有一个电表的示数发生变化,则电路存在的故障是电阻R短路.
故答案为:
R断路,R短路.
【点评】电路故障问题,是电学实验经常出现的问题,也是物理试题考查的热点、难点,假设法是常用的方法,判断后要注意检验是否正确.
12.在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合电键后,将滑动变阻器的滑片P由图中所指位置向右移动时,电流表A的示数不变,电流表A的示数与电流表A的示数的和211
跟电流表A的示数的比值变大.2
【考点】闭合电路的欧姆定律.
【专题】恒定电流专题.
【分析】由图可知R与滑动变阻器R并联,A测R支路的电流,A测滑动变阻器支路22111的电流;由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化,则可知A、A示数的变化;根据21并联电路的电流规律可知电流表A的示数与电流表A的示数的和跟电流表A的示数比值221的变化.
【解答】解:
当滑片P由图中所指位置向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,
则由欧姆定律可得,通过A的电流I减小;22而R两端的电压不变,所以通过A的示数I不变;111第14页(共19页)
根据干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流变小;
=+1,的示数的比值为所以电流表A的示数与电流表A的示数的和跟电流表A212比值会变大.
故答案为:
不变;变大.
【点评】本题考查电路的动态分析,注意首先应明确滑动变阻器的接法,根据滑片的移动得出接入电阻的变化,再由整体利用欧姆定律得出电路中电流的变化,最后再分析各部分电路的各物理量的变化.
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- 闭合电路 欧姆定律