高中物理电路经典例题

1、学习必备欢迎下载在许多精密的仪器中，如果需要较精确地调节某一电阻两端的电压，常常采 用如图所示的电路.通过两只滑动变阻器 R1和R2对一阻值为500 Q左右的 电阻R0两端电压进行粗调和微调.已知两个滑动变阻器的最大阻值分别为 200。和10 Q.关于滑动变阻器R1、R2的连接关系和各自所起的作用，下 列说法正确的是（BA.取R1=200 Q, R2=10 Q ,调节R1起粗调作用B.取R1=10 Q , R2=200 Q ,调节R2起微调作用C.取R1=200 Q , R2=10 Q ,调节R2起粗调作用D.取R1=10 Q , R2=200 Q ,调节R1起微调作用滑动变阻器的分压接法实际

2、上是变阻器的一部分与另一部分在跟接在分压电路 中的电阻并联之后的分压，如果并联的电阻较大，则并联后的总电阻接近变阻 器“另一部分”的电阻值，基本上可以看成变阻器上两部分电阻的分压.由此可以确定R1应该是阻值较小的电阻，R2是阻值较大的电阻，且与 R1的一部分并 联后对改变电阻的影响较小，故起微调作用，因此选项B是正确的.如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V,乙电路所加的电压为14V。调节变阻器R和R使两灯都正常发光，此时变阻器 消耗的电功率分别为P甲和P乙，下列关系中正确的是（a ）P甲 P乙P甲P乙P甲=P乙D.无法确定8 V 甲H V学习必备欢迎下载一盏电

3、灯直接接在电压恒定的电源上，其功率是100 W.若将这盏灯先接一段很长的导线后，再接在同一电源上，此时导线上损失的电功率是9 W那么此电灯的实际功率将()A.等于91 WC.大于91 WB.小于91 WD.条件不足，无法确定解析：加接长导线后，电路的总电阻增大，由p3知，电路的总功率 减小，将小于100皿 所以电灯的实际功率将小于 91 W.选项B正确.答案：B如图所示的电路中，电阻 R=1Q, R=2Q , R=3Q,在A、B间接电源，&、&都打开，此时电阻R、R、R消耗的功率之比P1： P2： P3=当S1、S2都闭合时，电阻R、R、R消耗的功率之比P P2：P 3=。j4 ct T，I

4、I , 1 t。p& R K11: 2: 3; 6: 3: 2当 S1、S2 都打开时，R1、R2、R3相互串联，则 P1: P2: P3= R1: R2: R3= 1 : 2: 3;当 S1、S2都闭合时，R1、R2、R3相互并联，P1 : P2 : P3=1/R1 : 1/R2 : 1/R3=6: 3: 2。10。解析：在用电器能正常工作的情况下，使其消耗的电能最少.利用申、 并联电路的特点，可以进行求解.两只灯泡的铭牌上标出的数值不同，则说明两 个灯泡的电阻不同，其中L1的电阻比L2的电阻大，故当串联时，L1分的电压 要比L2大，故让它们都能正常工作的话绝对不可能串联.若使它们都分得电压

5、 为110V,则必须使L1与滑动变阻器相并联，再与 L2相串联，故C选项是正确 的.答案：C如图所示电路，电路两端电压恒定，设 S闭合前R2消耗功率为P1, S闭 合后R2消耗功率为P2,已知P2=2P1, WJ R1： R2*()学习必备欢迎下载A.2 ： 1B产石：1C.1 ： 2D.( 72-1) ： 1居 TOC o 1-5 h z r1s 1IL.3v/?*解析：S闭合前，R2消耗的功率4号P1=I2R2=(&i +跖S闭合后，构成了 R1的短路，R2消耗的功率P2=2P1由得R12+2R1R2-R22=0即 R1=( - -1)R2& _也-1所以& 1，故选项D正确.如图所示的电

6、路中，U=12V滑动变阻器AB的总电阻为42Q,现要使标 着“6V 1.8W 的或T泡L正常发光，那么A、P间的电阻应为多少？此时滑动 变阻器上消耗的功率多大？学习必备欢迎下载L灯泡的电阻R=U2/P=62/1.8=20 Q设BP间的电阻为x,由题意得并联部分电阻与 AP间电阻相等，则42x=20 x/ （20+x）解得x=30。所以AP 间的电阻为12 Q。（6分）（2）止匕时P滑=62/12 + 62/30=4.2W（4分）学习必备欢迎下载6、如图15-20,当滑动受阻器触片移动时，电流表的读数变化情况是()A. B同时增大，同时减小A增B减，或A减B培c. a值总大于b值D. E值不可能

7、大于&值7、如图15-21电路，三电阻均为R,将电池与C电阻的位置交换后，发现通过B 电阻的电流减小一半，则电池内电阻广为()A. 2RE. R 2R2R 39、如图2To所示,电源的电动势和内阻分别为E、n在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中.电流表、电压表的示数变化情况为上电流表先减小后增大，电压表先增大后减小民电流表先增大后减小，电曳表先减小后增大C电流表一直减小，电压表一直增大D,电流表一直增大，电压表一直减小图 2-4010、在图2所示的电路中,电源的内阻不能忽略.已知定值电阻民=10口，用=8Q=当单刀双掷开关5置于位置1时，电压表读数为2%则当5置于位置2时，电任表读数的可能

8、值为C )A. 2. 2V B. L 9VC, L 6V D, 1, 3V 2 ： 1(2)1.55A学习必备欢迎下载17.解：(1)设P上方的电阻为R* ,则等效电路如图所示，则外电阻为R = (RRJ(R尹 R$ RJ(R1+RxXR2 + R3-RJJR +r JM + r J Ri+RjR、= (2i RJ(8-RJ2 i 3 i 5_25-(R,-3)210其中OmR. 5C,，R.=E 2| =- q A 二 4A干路中电流最小值为r + R 0.5+ 2.5工当P上方电阻为？0时，干路中电流最小，最小值是JA：25-M -3Y10 ，且 5c二 210-3工当R, =00时，r有

9、最小值.”新10 一 ,，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, 电源外电眼最小，且接近内阻所以此时输出功率最大.1 7Pa =1次曲=(-)2 x 1.6W = 52.2W 最大输出功率 m 血 (J.5 + 1.67闭合电路欧姆定律典型例题例1电动势和电压有些什么区别?答电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同的两个物理量学习必备 欢迎下载(1)它们描述的对象不同：电动劣是田源真石府，是描述电源将其他形式的能 量转化为电能本领的物理量，电压是反映电场力做功本领的物理量.(2)物理意义不同：电动势在数值上等于将单位电量正电荷从电

10、源负极移到正 极的过程中，其他形式的能量转化成的电能的多少； 而电压在数值上等于移动单 位电量正电荷时电场力作的功，就是将电能转化成的其他形式能量的多少.它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的.例2电动势为2V的电源跟一个阻值R=9Q的电阻接成闭合电路，测得电源两 端电压为1.8V,求电源的内电阻(见图).分析电源两端的电压就是路端电压，由于外电路仅一个电阻，因此也就是这 个电阻两端的电压.可由部分电路欧姆定律先算出电流，再由全电路欧姆定律算 出内电阻.解通过电阻R的电流为U 18A = 0.2A.9由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得电源内电阻说明由于电动势等于内、外电路上电压之和，而

11、通过内、外电路的电流又处 处相同，因此也可以根据串联分压的关系得或E-Un UR学习必备欢迎下载例3把电阻Ri接到内电阻等于1Q的电源两端，测得电源两端电压为3V.如果 在电阻Ri上串联一个R2=6Q的电阻，再接到电源两端，测得电源两端电压为 4V.求电阻Ri的阻值.分析两次在电源两端测得的都是路端电压，将两次所得结果代入闭合电路的 欧姆定律，可得两个联立方程，解此联立方程即得 Ri的大小。解设电源电动势为E,内阻为r.根据闭合电路欧姆定律可知，前、后两次的路 端电压分别为U2 J (RjRJ2 r+Ri + Rj 12L +64 -+ RJ6两式相比，得3_ RQ+RJ广(1 + Rj(6

12、+ RJ即 Ri2+7Ri-18=0,取合理值得 Ri=2Q （另一解Ri=-9Q舍去）例4四个小灯连接成如图所示电路，合上电键S,各灯均正常发光.若小灯L4灯丝突然烧断，则其余各灯亮度的变化情况是Li变亮，L2L3均变暗Li变暗，L2L3均变亮Li变暗，L2熄灭，L3变亮LiL2变亮，L3变暗学习必备欢迎下载分析由于L4开路引起的一系列变化为：L4开路R总 I总 U端 |1 t （L1变亮） |3 （=|总一|1）； （L3 变暗）U3 （=|3R3）；U2 （=U 端一U3）T （L2 变亮）.答D.例5如图所示的电路中，当可变电阻 R的值增大时A.ab两点间的电压Uab增大.B.ab两点

13、间的电压Uab减小.C.通过电阻R的电流|R增大.D.通过电阻R的电流|r减小.分析可变电阻R的阻值增大一 ab并联部分的电阻增大一整个外电路总电阻增 大一电路的总电流|减小一内电路上电压（U内二|r）和电阻Ri上的电压（Ui=|Ri） 都减小一 ab并联部分的电压增大（Uab=E-Ir -IRj -通过电阻区口的电流增大L 兽一通过可变电阻R的电流I Ra减小（|R = |-|2）.答A、D.学习必备欢迎下载说明当电路中某一部分电阻变化时，整个电路各处的电压、电流都会受到影 响，可谓“牵一发而动全身”.分析时，应抓住全电路中电源电动势和内阻不变 的特点，从总电流的变化顺次推理.如果只从孤立的

14、局部电路考虑，R增大时, Uab也增大，将无法判断通过 R的电流的变化情况.例6如图所示的电路中，电源由4个相同的电池串联而成.电压表的电阻很大 开关S断开时，电压表的示数是4.8V, S闭合时，电压表的示数是3.6V.已知 Ri=R2=4Q ,求每个电池的电动势和内电阻.分析S断开和闭合，电压表测得的都是路端电压，亦即分别是外电阻R2和(R1/R2)上的电压.据此，由闭合电路欧姆定律即可列式求解.解设电池组的总电动势是E,总内电阻是r.S断开和闭合时，电路的总电流分 别为Ii和12.根据闭合电路欧姆定律，有关系式S断开时S闭合叽二工(R/) =II电)代入题中数据，得4.S-4Er +436

15、 =2E72两式相比，得学习必备欢迎下载4 _ 2(r+ 2)3 = r +4Tr = 2G代入式后得E=7.2V.设每个电池的电动势为E0 ,内阻由串联电池组的特点，得E 7 2E = 4 = Tv = lsVfr 2q =彳=4。= 05口例7图1所示的电路中，Ri=3Q, R2=6Q, R3=6Q ,电源电动势E=24V,内 阻不计.当电键Si、S2均开启和均闭合时，灯泡L都同样正常发光.图1(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向：Si、S2均开启时；Si、S2均闭合时.(2)求灯泡正常发光时的电阻 R和电压U.分析画出Si、S2均开启和闭合时的等效电路图(图 2),即可判知电流方向.灯

16、泡L能同样正常发光，表示两情况中通过灯泡的电流相同 .图2解(i) Si、S2均开启时，流经灯泡的电流方向从 b-a； Si、 S2均闭合时, 流经灯泡的电流方向从 cb.其等效电路分别如图2所求.学习必备欢迎下载(2)设灯泡的电阻为R.Si、S2均并后时田干电路欧姆定律得流过灯泡的电流I、_A1 Ri+Rr+R4-工Si、S2均闭合时，由全电路欧姆定律和并联分流的关系得流过灯泡的电流E R1Ri + R 3两情况中，灯泡L同样正常发光，表示I1=|2,即EE 小R+ R + 3解得=R1+R-RO =- + )=_x 24V = 4.SV.灯泡正常发光时的电压由等效电路图根据串联分压得U =

17、e =Ki+ Ra + R 3 + 9 + 6 Aq例8四节干电池，每节电动势为1.5V,内阻为0.5Q,用这四节干电池组成用 联电池组对电阻R=18Q的用电器供电，试计算：(1)用电器上得到的电压和电功率；(2)电池组的内电压和在内电阻上损失的热功率学习必备欢迎下载分析根据串联电池组的特点和全一点而测比律n出电路中的电流，即可由部 分电路欧姆定律和电功率公式求出结果.解电路如图所示.用联电池组的电动势和内阻分别为RoIiliumE rE=nE0=4X 1.5V=6V ,r=nr0 = 4X0.5Q =2Q.根据闭合电路欧姆定律，得电流(1)用电器上得到的电压和电功率分别为Ur=IR=0.3X

18、18V=5.4V,Pr= UrI=5.4 X 0.3W=1.62W.(2)电池组的内电压和内电阻上的热功率分别为5=卜=0. 3X2V = 0.6V,Pr=|2r = 0.32X 2W = 0.18W.说明(1)本题也可以不必算出电流，直接由内、外电阻的分压比算出电压，由P = h算出功率(2)电池的总功率P 总=IE=0.3X6W=1.8W, 而 Pr+R=1.62W+0.18W=1.8W=P 总.学习必备欢迎下载这正是能的转化和守恒在全电路上而应祗一1一一(3)闭合电路欧姆定律，实质是能的转化和守恒在电路中的反映.由EI=U+Ir ,可得I=UI + 12r 或 EIt=UIt + 12r

19、t.式中EI是电源每秒向电路提供的能量，即电源的总功率(EIt是电源在时间t内 提供的能量)；12r是电源内阻上的热功率(12rt是电源内阻在时间t内产生的热 量)，UI就是电源对外输出的功率，也就是转化为其他形式能的功率( UIt就是 电源对外做的功，即转化为其他形式的能量).例9在图1的电路中，电池的电动势E=5V,内电阻r=10Q ,固定电阻R=90Q , R。是可变电阻，在R0由零增加到400Q的过程中，求：(1)可变电阻R0上消耗热功率最大的条件和最大热功率.(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和.分析根据焦耳定律，热功率P=I2R,内阻r和R都是固定电阻，电流最小时

20、, 其功率也最小.对可变电阻R0,则需通过热功率的表达式找出取最大值的条件才 可确定.解(1)电池中的电流J Er + R4即可变电阻R0的消耗的热功率学习必备欢迎下载Ej+R+Rl2风(1O-h?O + Ro)2为了求出使P取极大值的条件，对上式作变换P当7厮-k = 0, R口 =100。时，P有极大值，其值为 Rqr 25 T 1 TTrp = vr w於 40016（2）在电池内阻r和固定电阻R上消耗的热功率为p=r（r+R）=（7T） （r+R）当R0调到最大值400 Q时，P有最小值，其值为f51 3 m C10 + 90）W = 0.01W110 + 90 + 400）说明根据电

21、源输出功率最大的条件，如把题中固定电阻“藏”在电源内部，即等效内阻r=r+R （图2）,于是立即可知，当 R。=r=r+R=100Q时，输出功 率（即R0上消耗的功率）最大，其值为E2 251=w = W4f 4X10016R这种等效电源的方法（称等效电压源定理）在电路中很有用学习必备 欢迎下载对于外电路中的固定电阻，则通过皆府电流越小7消耗的功率越小例10有N=32个相同的电池，每个电池的电动势均为 E=1.5V.内阻均为ro=1Q.用这些电池如何组合，才能使外电路中阻值R=2Q的用电器得到最大的电流？分析如把32个电池全部用联，电池组的电动势增大了，但内阻也同时增大;1.5V.为了兼顾到既

22、增大电动如全部并联，电池组的内电阻小了，但电动势仍为 势，又减小内电阻，应采用混联电池组的供电电路解设将n个电池串联，再组成m组并联，使N=nm,电路如图所示.这个混联 电池组的总电动势和总内阻分别为E = nE0 ,r =Hl根据闭合电路欧姆定律，得外电阻中的电流为E riE0 nmE。32 X 1.5 I =4E：n + 2m n + 2m 因n 2m=2N=64=常数，由数学知识知，当n=2m时，（n+2m）有最小值，则I有最大值.所以，应取m=4, n=8,代入上式得电流的最大值为48I =A = 3 A.8 + 2X4说明上面是根据两数的和积关系，直接求出了电流取最大值的条件.一般情

23、况下，可用配方法计算.因_ nmE01 nr0 + mR，学习必备欢迎下载式中分母nr0 + mR /(nr。+ mS.)2 = J(nr0 - mR)2 + 4wR,显然，当nr0-mR=0时，no+mR有最小值，则I有最大值.由此得到外电路中电 流取最大值的条件为即电池组的总内阻等于外电阻时，外电路中电流最大 .已知R=2Q ,。=1。，代 入上式得：n = 2m,n = 8, m = 4.这样计算，虽较为繁复，但由此得到一个普遍的结论是十分有价值的例11如图所示电路，E=10V, Ri=4Q, R2=6Q电池内阻不计，Ci=C2=30 F, 先闭合开关K,待电路稳定后再断开 K,求断开K

24、通过电阻Ri的电量。O2DEl 配误解一 K闭合时有E 10=叫=IX 6 = 6(V)Qi = CAi=30X 10-Uba端为等效电源的正极，b端为负极E=Uab=Ua-Ub=-3-(-4.8)=1.8(V).求等效电源的短路电流和等效内阻ab间短路时，电路如图3RRq +丑退鼻& +R? R2 +R4E3 E 6由式n短路电流l0=|l-|2学习必备欢迎下载111X4 2= 5CA)国酬 1X21 7(A) 0o = h =马一丁尹）电源等效内阻r =*=* 5%Q） 33求通过R$的电流根据闭合电路欧姆定律ER5 +r,1806 + 54=0 3(A)说明等效方法是在物理分析中应用得最广泛的方法之一，例如“等效电路”、“合力与分力”、“等效切割长度（电磁感应）”等。它在具体问题中应用的关键是： 确定等效的物理量，找出具有这种等效性质的代换形式。本例采用的是一种等效电源的方法，利用此方法，还可求解不少复杂的电路问题。例13如图1所示的电路中，电源电压U=6V, Ri=1Q, R2=2Q, Ci=1pF,C2=2F,当开关K