闭合电路欧姆定律习题归类

PAGEPAGE15高二物理闭合电路欧姆定律八大主题一、闭合电路欧姆定律:(适用条件：纯电阻电路)（1）表述：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比．(2）表达式：I=E/(R+r)1UII1UII短=E/r0（1）路端电压随外电路电阻R增大而增大;但不是正比关系。断路：R→∞，I=0,U’=Ir=0;U=E-Ir=0短路:R=0,I=E/r,U’=Ir=E;U=E-Ir=E（2）路端电压U随电流I变化的图象．U=E-Ir图象的物理意义①在纵轴上的截距表示电源的电动势E．②在横轴上的截距表示电源的短路电流I短=E/r③图象斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻越大，图线倾斜得越厉害三、闭合电路中的功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由E=U外+U内得：EI=U外I+U内I1．电源提供的功率（电源功率）P总=EI2．电源的输出功率（外电路得到的功率）P外=UII/A1R1R22ErI/A1R1R22ErA4、供电效率h=P出/P总＝U外/E课堂训练1、如图，Ｒ1=14Ω,Ｒ2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A；当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r。2、如图，R＝0.8Ω当开关S断开时电压表的读数为1.5V；当开关S闭合时电压表的读数为1.2V则该电源的电动势和内电阻分别为多少?3、有两节电池，它们的电动势分别为E1和E2，内阻分别为r1和r2，将它们分别连成闭合电路，其外电路的电流I和路端电压U的关系如图所示，可以判定（）UIUI0R312B.E1＞E2，r1＞r2C.图像交点所示状态，两电路的电阻相等D.E1＞E2，r1＜r24、如图所示是电源的外特征曲线，则下列结论正确的是（）A.电源的电动势为6.0VR1B.电源的内阻为12R1C.电流为0.2A时的外电阻是28.4ΩD.电源的短路电流为0.5A四、电池组的串并联1、串联：E串＝nE0r串＝nr02、并联：E并＝E0r并＝r0/n五、电源的功率和效率1、功率由于闭合电路中内、外电路的电流相等，由E=U外+U内得：EI=U外I+U内I①电源提供的功率（电源的总功率）:P总=EIPE=IE;②电源的输出功率（外电路得到的功率）:P出=IU;ABBoP出PmrABBoP出PmrR2、电源的效率:h=P出/P总＝U外/Eh＝R/(R+r)(只适用于纯电阻电路）3、电源输出功率随外电阻变化的图线当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为例1:已知如图，E=6V，r=4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0－10Ω。求：局部I分、U局部I分、U分的变化ErR2R1②R1上消耗的最大功率；③R2上消耗的最大功率。例2: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对应的横坐标为2A,那么线段AB表示的功率为W,I=2A对应的外电阻是P/WP/WI/AO123ABC93、（05江苏高考卷）如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V．求：(1)电源的电动势E和内阻r。(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?六、电路的动态分析问题闭合电路中只要有一只电阻的阻值发生变化，就会影响整个电路，使总电路和每一部分的电流、电压都发生变化。讨论依据是：闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串联电路的电压关系、并联电路的电流关系。例1: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V2V1L1L2L3PV2V1L1L2L3PB.小灯泡L3变暗，L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU2例2、如图所示电路,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化?七、含有电容器的直流电路R1R1R3R2ECABBCCR1R2R31、在直流电路中电容器可视为断路2、与其相连的电阻无电流，两端没有电压，充当导线的作用例1.已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：（）A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R12．如图所示的电路中，已知电容C1=C2，电阻R1﹥R2，电源内阻可忽略不计，当开关S接通时，以下说法中正确的有（）A、C1的电量增多，C2的电量减少B、C1的电量减少，C2的电量增多C、C1、C2的电量都增多D、C1、C2的电量都减少3、如图所示，电源电动势ε=12伏，内阻r=1欧，电阻R1=3欧，R2=2欧，R3=5欧，电容器的电容量C1=4μF,C2=1μF,求C1、C2所带电量。八、电路故障分析一、电路故障的原因1、断路的特点电流为零，断点的同侧无电势差，若只有一个断点，断点的两端有电势差造成的结果电路中的总电阻增大，干路上的电流减小，与其并联的用电器两端的电压增大2、短路的特点被短路的用电器两端无电压，用电器无电流流过造成的结果电路中总电阻减小，干路电流增大，被短路用电器不工作，与其串联的用电器两端电压增大例1、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2、如图所示的电路中，闭合电键k后，灯a和b都正常发光，后来由于某种故障使灯b突然变亮，电压表读数增加，由此推断这故障可能是（）A．a灯灯丝烧断B．电阻R2断C．电阻R2短路 D．电容被击穿短路闭合电路欧姆定律习题归类练习一、电路的动态变化分析：（1）开关的断开、闭合引起1.如图所示，闭合开关S，电流表和电压表的示数变化情况是()A．电流表示数增大，电压表示数减小．B．电流表示数减小、电压表示数增大．C．两表示数同时增大D．两表示数同时减小．2.如图所示电路中，当开关S闭合时，电流表和电压表读数的变化是()A.两表读数均变大B.两表读数均变小C.电流表读数增大，电压表读数减小D.电流表读数减小，电压表读数增大（2）滑动变阻器变化1.如图，电源有一定内阻，当变阻器滑片向上移动时，则 ()A．电压表示数将变大，灯L将变暗B．电压表示数将变大，灯L将变亮C．电压表示数将变小，灯L将变暗D．电压表示数将变小，灯L将变亮2.如图所示的电路中，A、B、C、D是四只相同的灯泡.当滑动变阻器的滑动片向下滑动时，下列说法正确的是( )A.A灯变亮 B.B灯变亮C.C灯变亮 D.D灯变亮3.如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（）A.电容器C两极板间的电场强度增大B.电压表的读数减小C.R1消耗的功率减小D.R2消耗的功率增大4.如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时（）UA.电压表示数变大，电流表示数变小UB.电压表示数变小，电流表示数变大C.电压表示数变大，电流表示数变大D.电压表示数变小，电流表示数变小5、如图，电源内阻不能忽略，电流表和电压表为理想电表,下列说法不正确的是

A．若R1断路，表的读数均减小B．若R2断路，表的读数均减小C．若R3断路，电流表读数为0，电压表读数变大D．若R4断路，表的读数均变大6、在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4均为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时（

）A．I1变大，I2变大，U变大

B．I1变大，I2变小，U变大C．I1变大，I2变小，U变小

D．I1变小，I2变小，U变小二、电容器有关I1.如图所示的电路中，电源电动势为10V，R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，电源内阻忽略不计。求:(1)闭合开关S，稳定后通过电阻R1的电流；I(2)将开关S断开，再次稳定后，求通过R1的总电荷量I短=E/r2.如右图所示，A、B两点间接一电动势为4V，内电阻为1Ω的直流电源，电阻R1、R2、RI短=E/r（1）电流表的读数；（2）电容器所带的电荷量；（3）断开电源后，通过R2的电荷量。00U－I图线问题1.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是( )A.电动势E1=E2，短路电流I1>I2B.电动势E1=E2.内阻r1>r2C电动势E1>E2，内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大2、如图6所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，电源的内电阻和电阻R分别是（）A．2Ω；1ΩB．1Ω；2ΩC．0.5Ω；1ΩD．0.5Ω；2Ω3.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.1W B.3WC.2W D.2.5W4.图(a)为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知。两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这根曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻).(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.(2)如图(b)所示，将两个这样的灯并联后再与10Ω的定值电阻串联，接在电动势为8V的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值.四、电路故障问题11.如图所示，电源电动势E＝6V，当开关S闭合后，小灯泡L1和L2都不亮.现用一电压表检测故障，已测得Uac＝Uad＝Uae＝6V，Uab＝0，那么以下判断正确的是()1A.含L1的ab段电路断路，其他部分无问题B.含L2的bc段电路断路，其他部分无问题C.含R的cd段电路断路，其他部分无问题D.ab段和bc段电路可能都是断路的2.如图所示的电路中，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=6V，Uad=0，Ucd=6V，由此可判定( )A.L1和L2的灯丝都烧断了 B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了 D.变阻器R断路3.在图（A）所示的电路中，电源电动势E=8V，内阻一定，红、绿灯的电阻分别为Rr=4Ω,Rg=8Ω，其他电阻R1=4Ω，R2=2Ω，R3=6Ω，电压表读数U0=6.0V，经过一段时间发现红灯变亮，绿灯变暗.问：（1）若电压表读数变为U1=6.4V，试分析电路中R1、R2、R3哪个电阻发生了断路或短路故障？（2）若红灯变亮，绿灯变暗而电压表读数变为U2=5.85V，试分析电路中R1、R2、R3哪个电阻发生了断路或短路故障.R1R22ErAUI0R1R22ErAUI0R312R1A(1)分析判断哪一个电阻发生了断路．(2)求电阻R1、R2的值．(3)求电源的电动势E和内电阻r．闭合电路欧姆定律的应用Pm1.“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.Pm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.rR2、如图所示，电源电动势为E=200V，内阻不计，R1、R2、R4的阻值均为300Ω，R3为可变电阻。C为一水平放置的平行板电容器，虚线到两极板距离相等，极板长为L=8cm，板间距离为d=1cm，.有一细电子束沿图中虚线以E0=1.92×10rR(1)要使电子能沿直线飞出电容器，变阻器R3的取值多大？(2)要使电子都能从电容器两极板间飞出，变阻器R3的取值范围多大？专题1、直流电路动态分析根据欧姆定律及串、并联电路的性质，来分析电路中由于某一电阻的变化而引起的整个电路中各部分电学量（如I、U、R总、P等）的变化情况，常见方法如下：一．程序法。基本思路是“局部→整体→局部”。即从阻值变化的的入手，由串并联规律判知R总的变化情况再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况其一般思路为：（1）确定电路的外电阻R外总如何变化；①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路的总电阻一定增大（或减小）②若电键的通断使串联的用电器增多，总电阻增大；若电键的通断使并联的支路增多，总电阻减小。③如图所示分压电路中，滑动变阻器可以视为由两段电阻构成，其中一段与电器并联（以下简称并联段），另一段与并联部分相路障（以下简称串联段）；设滑动变阻器的总电阻为R，灯泡的电阻为R灯，与灯泡并联的那一段电阻为R并，则会压器的总电阻为：由上式可以看出，当R并减小时，R总增大；当R并增大时，R总减小。由此可以得出结论：分压器总电阻的变化情况，R总变化与并联段电阻的变化情况相反，与串联段电阻的变化相同。④在图2中所示并联电路中，滑动变阻器可以看作由两段电阻构成，其中一段与串联，另一段与串联，则并联总电阻由上式可以看出，当并联的两支路电阻相等时，总电阻最大；当并联的两支路电阻相差越大时，总电阻越小。（2）根据闭合电路欧姆定律确定电路的总电流如何变化；（3）由U内=I总r确定电源内电压如何变化；（4）由U外=E－U内(或U外=E-Ir)确定电源的外电压如何（路端电压如何变化）；（5）由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两的电压如何变化；（6）确定支路两端电压如何变化以及通过各支路的电流如何变化（可利用节点电流关系）。I分I分U分简单表示为：局部I分、局部I分、U分的变化局部R的变化全局I总、U端的变化的变化例1、在右图所示电路中，电源的电功势为E、内阻为为定值电阻，R是一滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均视为理想的。试讨论：当R的滑键向上滑动时，电源总功率及各电表示数如何变化？如图所示，电键闭合时，当滑动变阻器滑片P向右移动时，试分析L1、L2的亮度变化情况。分析与解：当P向右移动时，滑动变阻器的有效电阻变大，因此，整个电路的电阻增大，路端电压增大，总电流减小，流过L1的电流将减小，L1将变暗；同时L1分得的电压变小，L2两端电压增大，故L2变亮；我们注意到总电流减小，而L2变亮，即L2两端电流增大，可见L3上的电流比L1上的电流减小得还要多，因此L3也要变暗灯L灯L1变暗UL2（↑）IL2（↓）IL3（↓）灯L2变亮P右移R滑（↑）R总（↑）I总（↓）灯L3变暗点评：（1）讨论灯泡亮度的变化情况，只需判断其电流或电压如何变化就可以。（2）象这样的电路，由于滑动变阻器电阻的变化而引起整个电路的变化，一般不应通过计算分析，否则会很繁杂。处理的一般原则是：①主干路上的用电器，看它的电流变化；②与变阻器并联的用电器看它的电压变化；③与变阻器串联的电器看它的电流变化。（3）闭合电路动态分析的一般顺序是：先电阻后干路电流；先内电压，后外电压；先固定电阻的电压，后变化电阻的电压；先干电流后并联支路上的电流。二．“并同串反”①“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、两端电压、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、两端电压、电功率都将减小。②“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、两端电压、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、两端电压、电功率将增大。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r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动角点向图中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变小分析与解：本题中变量是R5，由题意知，R5的等效电阻变小。简化电路结构可各知，电压表V，电流表A均与R5间接并联，根据“串反并同”的原则，电压表V，电流表A的读数均与R5的变化趋势相同，即两表示数均减小。答案：选 D。点评：（1）近几年高考对电路的分析和计算，考查的重点一般不放在基本概念的理解和辨析方面，而是重在知识的应用方面。本题通过5个电阻与电表的串、并联构成较复杂的电路，关键考查考生简化电路结构、绘制等效电路图的能力。然后应用“串反并同”法则，可快捷得到结果。（2）注意“串反并同”法则的应用条件：单变量电路。对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同”法则不适用。如图（1）所示电路中，闭合电键S，当滑片P向右移动时，灯泡L1、L2的亮度变化如何？分析与解：本题中滑动变阻器左右两部分都接入电路，等效电路如图（2）所示，变阻器R分解得到两变量R1、R2，由图可知：滑片P向右移→R1（↑），R2（↓）对灯泡L1：RR1（↑）R2（↓）L1变亮R1与L1并联R2与L1间接串联L1变亮L1变亮R1（↑R1（↑）R2（↓）L2变暗R1与L2间接串联R2与L2串联L2变亮L2亮度变化不能确定由上述分析可知：对L1，变量R1、R2变化均引起L1变亮，故L1将变亮；对L2，变量R1、R2变化引起L2的亮度变化不一致，故此法不宜判断L2的亮度变化。但若把变阻器R与L1的总电阻合成一个变量R合，则由上述结论可知，P右移时，R合减小，L2与R合串联，由“串反并同”法则可知，L2亮度变大。三．特殊值法与极限法：①极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。②特殊值法：对于某些双臂环路问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。在图所示的四个电路中，当分别闭合开关S，移动滑动变阻器角头从左端至右端时，能使其中一个灯由暗变亮同时，另一个灯由亮变暗，则符合要求的电路是（ ）A图：对灯L1，可由“串反并同”法则判断其变亮；而对L2由于两个变量引起它亮度变化不一致，故“串反并同”不适用。现取特殊值法：取L1、L2的阻值均为10Ω，变阻器总阻值也为10Ω，电源电动势为6V；然后取极限值：取滑片P置于最左端和最右端时分别两灯实际工作时的电压即可判断两灯均变亮。B图：对L1，可由“串反并同”法则判断其变亮；对L2，采用合成变量法，再根据“串反并同”法则可判断其变亮。C图：采用极限值法。滑片P置于最左端时，L1被短路，不发光，而L2两端电压最大，亮度最大；滑片P置于最右端时，L1两端电压最大，亮度最大，而L2被短路，不发光。由此分析可知，该电路符合题目要求。D图：灯L1一直被短路，不发光，不合要求。综上分析有：符合要求的电路是（C）。四、小试身手：1．如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是：（ ）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 A1A2VSR1R2R3abEr2.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1A1A2VSR1R2R3abErA．I1增大，I2不变，U增大B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小3.如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是（）A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大4.电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时，下列说法正确的是（）A.电压表和电流表读数都增大B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大，电流表读数减小D.电压表读数减小，电流表读数增大5、在右图所示电路中R3、R2是定值电阻，R1是滑动变阻器，当R1的滑键由左端向右端滑动时，各个电表的示数怎样变化？五、规律小结1、“围魏救赵法”：电路的各部分都是相互联系、相互制约的，因此当外电路不好研究时可研究内电路，通过研究内电路来研究外电路；当这一部分不好研究时，去研究另一部分，通过研究另一部分来研究这一部分；当这一支路不好研究时，去研究另一支路，通过研究另一支路来研究这一支路。这种策略在兵法上叫“围魏救赵法”。2、一般的思路是按照的顺序进入。只要掌握其方法，这类问题的分析便应刃而解。专题2、含电容器电路班级姓名成绩1．图示电路中，C2=2C1，R2=2R1，下列说法正确的是（）A．开关处于断开状态，电容C2的电量大于电容C1的电量B．开关处于断开状态，电容C1的电量大于电容C2的电量C．开关处于接通状态，电容C2的电量大于电容C1的电量D．开关处于接通状态