XX省专用学年高中物理第二章恒定电流第节闭合电路欧姆定律讲义含解析新人教选修

XX省专用学年高中物理第二章恒定电流第节闭合电路的欧姆定律讲义含分析新人教版选修XX省专用学年高中物理第二章恒定电流第节闭合电路的欧姆定律讲义含分析新人教版选修PAGEXX省专用学年高中物理第二章恒定电流第节闭合电路的欧姆定律讲义含分析新人教版选修第7节闭合电路的欧姆定律1.闭合电路欧姆定律的表达式为I＝eq\f(E,R＋r)，此式仅合用于纯电阻电路，此中R和r分别指外电阻和内电阻。2．闭合电路内、外电压的关系为E＝U内＋U外＝Ir＋U外，由此式可知，当电流发生变化时，路端电压跟着变化。3．当外电路断开时，路端电压等于电动势，当外电路短路时，路端电压为零。一、闭合电路欧姆定律1．闭合电路的构成及电流流向2．闭合电路中的能量转变以以下图，电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转变成其余形式的能的总和，即EIt＝I2Rt＋I2rt。3．闭合电路欧姆定律二、路端电压与负载(外电阻)的关系1．路端电压与电流的关系(1)公式：U＝E－Ir。(2)U­I图像：以以下图，该直线与纵轴交点的纵坐标表示电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。2．路端电压随外电阻的变化规律(1)外电阻R增大时，电流I减小，外电压U增大，当R增大到无量大(断路)时，I＝0，U＝E，即断路时的路端电压等于电源电动势。(2)外电阻R减小时，电流I增大，路端电压U减小，当R减小到零时，I＝eq\f(E,r)，U＝0。1．自主思虑——判一判(1)如图甲所示，电压表丈量的是外电压，电压表的示数小于电动势。(√)(2)如图乙所示，电压表丈量的是内电压，电压表的示数小于电动势。(×)(3)外电阻变化能够惹起内电压的变化，进而惹起内电阻的变化。(×)(4)外电路的电阻越大，路端电压就越大。(√)(5)路端电压增大时，电源的输出功率必定变大。(×)(6)电源断路时，电流为零，因此路端电压也为零。(×)2．合作研究——议一议(1)假如用发电机直接给教室内的电灯供电，电灯两头的电压等于发电机的电动势吗？提示：不等于。因为发电机内部有电阻，有电势下降。发电机内部电压与电灯两头电压之和才等于电动势。(2)在实验课上，小红同学用电压表去丈量1节新干电池的电动势约为1.5V,1节旧电池的电动势约为1.45V，此刻她把这样的两节旧电池串联后接在一个标有“3V2W”的小灯泡两头，结果发现小灯泡不发光，检查电路的连结，各处均无故障。电池固然旧了，但电动势并无减小多少，那么小灯泡为何不亮呢？提示：电池变旧后，电动势其实不显然减小，但内阻显然变大，因此使电路中的电流很小，致使小灯泡不亮。路端电压与负载的关系1．外电阻的两类变化惹起的相应变化(1)说明：电源的电动势等于电源没有接入电路时的路端电压。(2)说明：因为电源内阻很小，因此短路时会形成很大的电流，为保护电源，绝对不可以够把电源两极直接相连结。2．电源的U­I图像(1)图像的函数表达式：U＝E－Ir。(2)图像表示：电源的外电路的特色曲线(路端电压U随电流I变化的图像)，以以下图是一条斜向下的直线。(3)当外电路断路时(即R→∞，I＝0)：纵轴上的截距表示电源的电动势E(E＝U端)；当外电路短路时(R＝0，U＝0)：横坐标的截距表示电源的短路电流I短＝eq\f(E,r)。(条件：坐标原点均从0开始)(4)图线的斜率：其绝对值为电源的内电阻，即r＝eq\f(E,I0)＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))。(5)某点纵坐标和横坐标值的乘积：为电源的输出功率，在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功率。1．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，对于路端电压，以下说法正确的选项是()A．因为电源电动势不变，因此路端电压也不变B．因为U＝IR，因此当I增大时，路端电压也增大C．因为U＝E－Ir，因此当I增大时，路端电压减小D．若外电路断开，则路端电压为零分析：选C路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，因此不可以够用U＝IR判断路端电压的变化状况，依据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，因此选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误。2．[多项选择]以以下图是某电源的路端电压与电流的关系图像，以下结论正确的选项是()A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电源的短路电流为0.5AD．电流为0.3A时的外电阻是18Ω分析：选AD因该电源的U­I图像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＝6.0V，但横轴上的截距0.5A其实不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(6.0－5.0,0.5－0)Ω＝2Ω。由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3A时，外电阻R＝eq\f(E,I)－r＝18Ω。应选项A、D正确。3．以以下图的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数各改变0.1V和0.1A，求电源的电动势及内阻。分析：当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r即E＝1.6＋0.4r①当S断开时，由闭合电路欧姆定律得U2＝E－I2r即E＝(1.6＋0.1)＋(0.4－0.1)r②由①②得E＝2V，r＝1Ω。答案：2V1Ω电源的相关功率和电源的效率1．电源的相关功率和电源的效率(1)电源的总功率：P总＝IE＝I(U内＋U外)。(2)电源的输出功率：P出＝IU外。(3)电源内部的发热功率：P′＝I2r。(4)电源的效率：η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(U外,E)，对于纯电阻电路，η＝eq\f(R,R＋r)＝eq\f(1,1＋\f(r,R))。2．输出功率和外电阻的关系在纯电阻电路中，电源的输出功率为P＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2,R－r2＋4Rr)R＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)(1)当R＝r时，电源的输出功率最大，Pm＝eq\f(E2,4r)。(2)当R>r时，跟着R增大，P减小。(3)当R<r时，跟着R增大，P增大。[典例]以以下图，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0耗费的电功率最大，并求这个最大值。[分析]保护电阻耗费的功率为P0＝eq\f(E2R0,r＋R＋R02)，因R0和r是常量，而R是变量，因此R最小时，P0最大，即R＝0时，P0max＝eq\f(E2R0,r＋R02)＝eq\f(62×0.5,1.52)W＝8W。[答案]R＝0P0max＝8W[变式1]例题中条件不变，求当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R耗费的功率PR最大，并求这个最大值。分析：这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一同，据以上结论，当R＝R0＋r即R＝(1＋0.5)Ω＝1.5Ω时，PRmax＝eq\f(E2,4r＋R0)＝eq\f(62,4×1.5)W＝6W。答案：R＝1.5ΩPRmax＝6W[变式2]在例题中，若电阻箱R的最大值为3Ω，R0＝5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值。分析：把R0＝5Ω看作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r等)))2R＝eq\f(E2,\f(R－r等2,R)＋4r等)，则不可以够知足R＝r等，当电阻箱R的电阻取3Ω时，R耗费功率最大，最大值为：P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r等)))2R＝eq\f(4,3)W。答案：R＝3ΩP＝eq\f(4,3)W[变式3]例题中条件不变，求电源的最大输出功率。分析：由电功率公式P出＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R外＋r)))2R外＝eq\f(E2,\f(R外－r2,R外)＋4r)，当R外＝r时，P出最大，即R＝r－R0＝0.5Ω时，P出max＝eq\f(E2,4r)＝eq\f(62,4×1)W＝9W。答案：9W功率最大值的求解方法(1)流过电源的电流最大时，电源的功率、内耗费功率均最大。(2)对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。(3)电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不可以够相等，外电阻越凑近内阻时，电源的输出功率越大。(4)对于外电路中部分不变电阻来说，能够写出其功率表达式，利用数学知识求其极值。1．以以下图，A为电源的U­I图线，B为电阻R的U­I图线，用该电源和电阻构成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是()A．4W，eq\f(1,3)B．2W，eq\f(1,3)C．4W，eq\f(2,3)D．2W，eq\f(2,3)分析：选C从题图可知E＝3V，图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点，因此P出＝UI＝4W，P总＝EI＝6W。电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(2,3)。2.[多项选择]直流电路以以下图，在滑动变阻器的滑片P向右挪动时，电源的()A．总功率必定减小B．效率必定增大C．内部耗费功率必定减小D．输出功率必定先增大后减小分析：选ABC滑动变阻器的滑片P向右挪动时，滑动变阻器连入电路部分的阻值变大，因此电流减小，由P总＝IE可知电源的总功率减小，选项A正确。滑动变阻器连入电路部分阻值变大，路端电压变大，由η＝eq\f(IU,IE)×100%可知电源的效率增大，选项B正确。内部耗费功率为P内＝I2r，电流减小，所之内部耗费功率减小，选项C正确。电源输出功率为外电阻耗费功率，但外电阻与内电阻的大小关系未知，因此不可以够判断输出功率的变化状况，选项D错误。3．[多项选择]以以下图，电动势为E，内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是2r，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，以下说法中正确的选项是()A．经过R0的电流向来变大B．电源的输出功抢先变大后变小C．滑动变阻器耗费的功率变小D．定值电阻R0耗费的功抢先变大后变小分析：选AC当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时，电路中的总电阻变小，电动势和内电阻不变，得悉总电流变大，即经过R0的电流向来变大，故A正确；当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，电路的内电阻小于外电阻，跟着R的减小，电路的内外电阻差值减小，因此电源的输出功率向来变大，故B错误；将R0等效到内电阻中去，内电阻变成2r，滑动变阻器耗费的功率可看作电源的输出功率，R外≤2r，跟着外电阻的减小，输出功率减小，故C正确；总电流变大，依据P＝I2R0，R0不变，定值电阻R0上耗费的功率变大，故D错误。闭合电路的动向分析1．闭合电路动向分析的思路闭合电路中因为局部电阻变化(或开关的通断)惹起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化，分析这种问题的基本思路是：2．闭合电路动向分析的三种方法(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”，即：R局eq\x(\a\al(增大,减小))→R总eq\x(\a\al(增大,减小))→I总eq\x(\a\al(减小,增大))→U外eq\x(\a\al(增大,减小))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(I局,U局))(2)结论法——“串反并同”“串反”是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两头电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两头电压、电功率都将增大。“并同”是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两头电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两头电压、电功率都将减小。(3)特别值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动惹起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论。1.[多项选择]以以下图，闭合开关S并调理滑动变阻器滑片P的地点，使A、B、C三灯亮度同样。若连续将P向下挪动，则三灯亮度变化状况为()A．A灯变亮B．B灯变亮C．B灯变暗D．C灯变亮分析：选ACD将变阻器滑片P向下挪动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，依据全电路欧姆定律得悉，总电流IA增大，则A灯变亮。并联部分的电压U并＝E－IA(RA＋r)，E、RA、r不变，IA增大，U并减小，B灯变暗。经过C灯的电流IC＝I－IB，I增大，IB减小，则IC增大，C灯变亮，故A、C、D正确。2.以以下图是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，以下表述正确的选项是()A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻耗费的功率变小D．电路的总电阻变大分析：选A当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故D错误。依据I＝eq\f(E,R＋r)，可知总电流在增添，依据闭合电路中的欧姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端电压U外在减小，故A正确。流过电流表的示数为I＝eq\f(U外,R3)，可知电流在减小，故B错误。依据P＝I2r，可知内阻耗费的功率在增大，故C错误。3．在以以下图的电路中，开关S闭合后和闭合前比较，三个电表示数的变化状况是()A．V示数变大，A1示数变大，A2示数变小B．V示数变大，A1示数变小，A2示数变大C．V示数变小，A1示数变大，A2示数变小D．V示数变小，A1示数变小，A2示数变大分析：选C由题图电路图可知，开关S闭合前，电阻R、R2串联，两电流表测电路电流，电压表测路端电压，开关S闭合后，电阻R1与R2并联，此后与R串联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R2支路电流，开封闭合后，外电阻R减小，由I＝eq\f(E,R＋r)可知，电路电流I增大，电流表A1示数增大，由U＝E－Ir可知，路端电压U减小，电压表示数减小，并联电路电压：U并＝E－I(r＋R)减小，I2＝eq\f(U并,R2)减小，电流表A2示数减小，应选项C正确。含容电路的分析与计算[典例]以以下图，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰巧处于静止状态。求：(1)S闭合后，带电粒子加快度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量。[思路点拨][分析]开始带电粒子恰巧处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上。S闭合后，qE＝mg的均衡关系被打破。S断开，带电粒子恰巧处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝eq\f(R2,R1＋R2＋r)E＝4V，eq\f(qUC,d)＝mg。S闭合后，UC′＝eq\f(R2,R2＋r)E＝8V设带电粒子加快度为a，则eq\f(qUC′,d)－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上。(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增添量，因此ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4C。[答案](1)g方向竖直向上(2)4×10－4C对含容电路问题的五点提示(1)电路稳准时电容器在电路中就相当于一个阻值无量大的元件，在电容器处的电路看作是断路，画等效电路时，能够先把它去掉。(2)若要求解电容器所带电荷量时，可在相应的地点补上，求出电容器两头的电压，依据Q＝CU计算。(3)电路稳准时电容器所在支路上电阻两头无电压，该电阻相当于导线。(4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两头的电压与并联电阻两头的电压相等。(5)电路中的电流、电压变化时，将会惹起电容器的充、放电，假如电容器两头的电压高升，电容器将充电，反之，电容器将放电。经过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量。1．在以以下图的电路中，开关S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平搁置的平行板电容器，极板间悬浮着一个油滴P，断开哪一个开关后P会向下运动？()A．S1B．S2C．S3D．S4分析：选C断开S1，电容器两板间的电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，油滴仍处于均衡状态，故A错误。断开S2，电容器两板间的电压增大，稳准时，其电压等于电源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，与题意不符，故B错误。断开S3，电容器经过电阻放电，板间场强渐渐减小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下运动，故C正确。断开S4，电容器的电量不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态，故D错误。2.以以下图的电路中，电源供给的电压为U＝10V保持不变，已知R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF。(1)闭合开关S，求电路坚固后经过R1的电流。(2)此后将开关S断开，求这此后流过R1的电荷量。分析：(1)闭合S，电路达到坚固后电容器相当于断路。由欧姆定律得经过R1的电流为I＝eq\f(U,R1＋R2)＝eq\f(10,4＋6)A＝1A。(2)S断开前，电容器两极板间的电压等于R2两头的电压，即有UC＝U2＝IR2＝1×6V＝6V电容器所带电荷量为Q＝CUC＝30×10－6×6C＝1.8×10－4CS断开且电路稳准时，电容器两极板间的电压等于电源供给的电压U，电容器所带电荷量为Q′＝CU＝30×10－6×10C＝3×10－4C流过R1的电荷量等于电容器所带电荷量的增添量，即ΔQ＝Q′－Q＝3×10－4C－1.8×10－4C＝1.2×10－4C。答案：(1)1A(2)1.2×10－4C1．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的选项是()A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大分析：选A依据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。依据I＝eq\f(E,R＋r)，C错误，再依据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。2．在以以下图的电路中，电阻R＝2.0Ω，电源的电动势E＝3.0V，内电阻r＝1.0Ω。闭合开关S后，经过电阻R的电流为()A．1.0AB．1.5AC．2.0AD．6.0A分析：选A依据闭合电路欧姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(3,2＋1)A＝1A，则A正确。3．有两个同样的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，电路中的电流为I；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为eq\f(4I,3)，则电源的内阻为()A．RB.eq\f(R,2)C．4RD.eq\f(R,8)分析：选C由串联电路和并联电路的特色及闭合电路的欧姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝eq\f(4,3)Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,2)＋r))，由以上两式可得r＝4R。4.[多项选择]以以下图电路中，电源电动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω，以下说法中正确的选项是()A．当S断开时，UAC＝9VB．当S闭合时，UAC＝9VC．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0分析：选AC当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝eq\f(E,R＋r)R＝7.5V，UBC＝I×0＝0，B错误，C正确。5.以以下图，电池电动势为E，内阻为r。当可变电阻的滑片P向b点挪动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化状况是()A．U1变大，U2变小B．U1变大，U2变大C．U1变小，U2变小D．U1变小，U2变大分析：选A滑片P向b挪动时，总电阻变大，干路中I＝eq\f(E,R＋r)变小。因为路端电压U＝E－Ir，U增大，即V1表示数U1变大。因为V2表示数U2＝IR，U2减小，因此A正确。6．以以下图的电路中，电源电动势为6V，当开关S接通后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uab＝Uad＝6V，Ucd＝Ubc＝0，经检查，各段导线以及导线与各元件的连结处优秀，由此可判断()A．开关S处接触不良B．L1的灯丝烧断了C．L2的灯丝烧断了D．变阻器R断路分析：选BUab有示数，则说明开关S接触优秀，A错误；Uad有示数，则说明灯泡L1以外电路无断路，C、D错误；Ucd＝Ubc＝0，则说明灯泡L1断路，故B正确。7．以以下图，闭合开关S，电路坚固后，水平搁置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端挪动，则()A．电压表读数增大B．电流表读数减小C．R1耗费的功率减小D．质点P将向下运动分析：选D由图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联；当滑片向a端挪动时，滑动变阻器接入电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两头的电压增大，因此电压表示数减小，电流示数增大，故A、B错误。流过R1的电流增大，由公式P＝I2R知R1耗费的功率增大，故C错误。电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P遇到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确。8．以以下图电路中，定值电阻R2＝r(r为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2＋r。在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的选项是()A．电源的输出功率变小B．R2耗费的功抢先变大后变小C．滑动变阻器耗费的功抢先变大后变小D．以上说法都不对分析：选C滑片向右挪动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，经过电源的电流和经过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，耗费的功率变大，在滑动的过程中内阻向来小于外电阻，因此电源的输出功率增大。考虑滑动变阻器上的功率耗费时能够把R2看作电源的一部分，当滑动变阻器的阻值等于2r时，耗费的功率最大，当滑动变阻器阻值小于2r时，耗费的功率变小。9．以以下图，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡的UI图线，用该电源和小灯泡构成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()A．4W,6WB．4W,8WC．2W,3WD．2W,4W分析：选A由题图可知，电源的电动势E＝3V，内阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝0.5Ω；两图线的交点表示灯泡与电源连结时的工作状态，此时灯泡的电压U＝2V，电流I＝2A；则电源的总功率P总＝EI＝3×2W＝6W；电源的输出功率P出＝EI－I2r＝(3×2－22×0.5)W＝4W，应选A。10.[多项选择]以以下图电路中，电源内阻不可以够忽视。闭合S后，调理R的阻值，使电压表示数增大ΔU，在这一过程中，有()A．经过R1的电流增大eq\f(ΔU,R1)B．R2两头电压减小ΔUC．经过R2的电流减小量小于eq\f(ΔU,R2)D．路端电压增大批为ΔU分析：选AC由电流I＝eq\f(U,R)可知，当电压增添ΔU时，经过R1的电流就增添eq\f(ΔU,R1)，故A正确；因为电源的内阻不可以够忽视，故R2两头电压减小量比ΔU小，B错误，C正确；因R2两头的电压减小，故路端电压增大批比ΔU要小，故D错误。11.以以下图的电路中，所用电源的电动势E＝4V，内电阻r＝1Ω，电阻R1可调。现将R1调到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)开关S断开和接通时，经过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间耗费的最大电功率是多少？分析：(1)开关S断开时，I1＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝eq\f(4,1＋3＋6)A＝0.4A开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2ΩI1′＝eq\f(E,r＋R1＋R23)＝eq\f(4,1＋3＋2)A＝0.667A。(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝2Ω为定值，因此，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。I＝eq\f(E,r＋R1′＋R23)＝eq\f(4,1＋0＋2)A＝eq\f(4,3)APAB＝I2R23＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)))2×2W＝3.556W。答案：(1)0.4A0.667A(2)03.556W12.以以下图，电容器C1＝6μF，C2＝3μF，电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，C、D为两头点，当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB为多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？(已知电压U＝18V)分析：在电路中电容器C1、C2的作用是断路，当开关S断开时，电路中无电流，B、C等电势，A、D等电势。因此UAB＝UAC＝UDC＝18V当S断开时，电容器C1所带电荷量为Q1＝C1UAC＝6×10－6×18C＝1.08×10－4C当S闭合时，电路导通，电容器C1两头的电压即电阻R1两头的电压。由串联电路的电压分派关系得UAC′＝eq\f(R1,R1＋R2)U＝eq\f(6,6＋3)×18V＝12V此时电容器C1所带电荷量为Q1′＝C1UAC′＝6×10－6×12C＝0.72×10－4C电容器C1所带电荷量的变化量为ΔQ＝Q1′－Q1＝－3.6×10－5C，“－”号表示减少。答案：18V减少了3.6×10－5C闭合电路的综合问题1．对于闭合电路(电源内阻不可以够忽视)，以下说法中正确的选项是()A．闭合电路中，电流老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，外电阻越大，电源的路端电压就越大D．闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大分析：选C闭合电路的外电路中，电流从电势高的地方流向电势低的地方，内电路中，电流从电势低的地方流向电势高的地方，选项A错误；闭合电路中，当内外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，故当电源的路端电压越大，电源的输出功率不用然大，选项B错误；依据U＝eq\f(ER,R＋r)可知闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大，选项C正确；闭合电路中，电流越大，电源的路端电压不用然大，选项D错误。2.以以下图，直线OAC为某向来流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同向来流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为()A．1WB．6WC．2WD．2.5W分析：选C由题图知，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，因此电源的电动势为E＝3V，短路电流为I＝3A，因此电源的内阻为r＝eq\f(E,I)＝1Ω。图像上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W。3.以以下图，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不可以够忽视，平行板电容器C的极板水平搁置。闭合电键S，电路达到稳准时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。假如仅改变以下某一个条件，油滴还能够静止不动的是()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分析：选B在直流电路中，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两头的电压等于R1两头的电压，增大R1的阻值，R1两头的电压增大，电容器两头的电压增大，由E＝eq\f(U,d)可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴遇到的电场力增大，会向上运动，A项错误；增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两头的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压必定，由E＝eq\f(U,d)可知，板间的场强减小，油滴遇到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；断开电键S，电容器会经过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴遇到的电场力减小而向下运动，D项错误。4．以以下图，C为两极板水平搁置的平行板电容器。闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点地点时，悬在电容器C两极板间的带电灰尘P恰巧处于静止状态，要使灰尘P向下加快运动，以下方法中独一可行的是()A．把R1的滑片向左挪动B．把R2的滑片向左挪动C．把R2的滑片向右挪动D．把闭合的开关S断开分析：选BR1和电容器是串联关系，但是起到接通电容器作用，改变该电阻不会影响电容器板间电场，带电灰尘依旧静止，A错误；对于带电灰尘eq\f(U,d)q＝mg，增添R2左边部分电压能够增添板间电压，反之能够减小板间电压，当减小电压时，灰尘将向下加快运动，因此B正确，C错误；断开开关，电容器充电，极板电压增添，灰尘将向上做加快运动，因此D错误。5．以以下图为一个电池组和一只电阻R的UI图线。用该电池组与电阻R连结成闭合电路，则以下说法正确的选项是()A．电池组的内阻是0.5ΩB．电阻的阻值为2ΩC．电池组的输出功率将是5WD．改变电阻R的阻值时，则电池组的最大输出功率为6.25W分析：选D电池组的内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(5,5)Ω＝1Ω，故A错误。电阻的阻值约R＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(2,3)Ω，故B错误。两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两头时电路的工作状态，由图读出路端电压为U＝2V，电流为I＝3A，电池组的输出功率是P＝UI＝6W，故C错误。当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻R＝r＝1Ω时，电池组的最大输出功率P出＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,1＋1)))2×1＝6.25W，故D正确。6.以以下图的电路，电源内阻不可以忽视。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大分析：选A由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小，则R外减小，由I＝eq\f(E,R外＋r)可知I增大，由U内＝Ir可知U内增大，由E＝U内＋U外可知U外减小，故电压表示数减小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝eq\f(U2,R2)可知电流表示数变小，故A正确。7．以以下图，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数几乎都为U，以下判断正确的选项是()A．a处接线断开B．触头P开路C．a、b间电阻丝开路D．b处接线开路分析：选D若a处接线断开，电压表的示数为零，不符合题意，故A错误。若触头P开路，电压表的示数为零，不符合题意，故B错误。若a、b间电阻丝开路，电压表示数几乎为U，后变成零，不符合题意，故C错误。若b处接线开路，ab上没有电压，电压表的示数几乎为U，故D正确。8.以以下图的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，假如变阻器的滑片向b端滑动，则()A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．定值电阻R2耗费的功率增大C．电灯L变暗，电源的总功率减小D．电灯L变暗，电流表的示数增大分析：选A滑片向b端滑动，R1变大，电路中总电阻变大，路端电压变大，依据I＝eq\f(E,R总＋r)知I减小，电流表示数减小，依据E＝U外＋Ir，U外变大，灯泡两头电压变大，故电灯L更亮。再依据P2＝I22R2，I总减小，IL变大，故I2变小，R2功率变小，故B、C、D错误，A正确。9．以以下图，电动势为E，内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。假如再合上S2，则以下表述正确的选项是()A．电源输出功率减小B．L1上耗费的功率增大C．经过R1上的电流增大D．经过R3上的电流增大分析：选C只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合上S2，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减小，依据闭合电路欧姆定律得悉，干路电流增大。