第二章+习题课3　闭合电路欧姆定律的应用（课件）新教材高中物理必修第三册同步导学案（教科版）

习题课3闭合电路欧姆定律的应用关键能力合作探究课堂检测素养达标课时作业巩固演练类型一闭合电路的动态分析(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。(3)特殊值法与极限法：指因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，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。[典例1]

(多选)在如图所示的电路中，闭合S，A、B、C三只灯均正常发光，当可变电阻R′的滑动触头上移时，对A、B、C三只灯亮度的变化，下列叙述正确的是(

)A．A灯变亮

B．B灯变亮C．C灯变亮

D．三灯均变[答案]

AC(4)根据U内＝Ir，判断电源的内电压如何变化。(5)根据U外＝E－Ir，判断电源的外电压(路端电压)如何变化。(6)根据串、并联电路的特点，判断各部分电路的电流、电压、电功率、电功如何变化。1.如图所示的电路中，电池电动势为E，内阻为r。闭合开关，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变大针对训练答案：A2.在如图所示的电路中，闭合开关，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(

)A．A灯和B灯都变亮B．A灯和B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮解析：当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，则A灯变暗；同时A灯上电流减小，则通往左路的电流增大，定值电阻两端的电压增大，B灯两端电压减小，B灯变暗。答案：B类型二闭合电路的功率和效率(2)P出与外电阻R的函数关系图像，如图所示。[典例2]如图所示，电路中电池的电动势E＝5V，内阻r＝10Ω，固定电阻R＝90Ω，R0是可变电阻，闭合开关，在R0从零增加到400Ω的过程中，求：(1)可变电阻R0上消耗功率最大的条件和最大热功率；(2)电池的内阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和；(3)R0调到多少时R上消耗的功率最大，最大功率是多少？[思路点拨]

(1)当R0＝R＋r时，R0消耗功率最大。(2)对于固定电阻，由P＝I2R可知，电流最大时功率最大，电流最小时功率最小。[名师点评]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、内损耗功率均最大。(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，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大。3.(多选)直流电路如图所示，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的(

)A．总功率一定增大B．效率一定增大C．内部损耗功率一定减小D．输出功率一定先增大后减小针对训练答案：BC4．如图所示电路中，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，闭合开关，在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是(

)A．电源的输出功率变小B．R2消耗的功率先变大后变小C．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D．以上说法都不对解析：滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，R2是定值电阻，由P2＝I2R2可判断P2增大，故B错误。由于R1减小，R外＝R1＋R2减小，故不能根据P＝I2R来判断其功率的变化；电源的输出功率随外电阻变化的关系曲线如图所示，因为外电阻始终不小于内阻，故可判断电源输出功率增大，故A错误。考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分，当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大，故滑动变阻器连入电路部分的阻值由R1减小为2r时，消耗的功率变大，由2r变为0时，消耗的功率减小，故C正确，D错误。答案：C5．如图所示，线段A为某电源的U­I图线，线段B为某电阻的U­I图线，当上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P出多大？(2)电源内部损耗的电功率是多少？(3)电源的效率η多大？答案：(1)4W

(2)2W

(3)66.7%类型三含电容器电路的分析与计算分析和计算含有电容器的直流电路时，注意把握以下五个方面：(1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处的电路看作是断路，画等效电路时，可以先把它去掉。(2)若要求解电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上，求出电容器两端的电压，根据Q＝CU计算。(3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压，该电阻相当于导线。(4)当电容器与电阻并联后接入电路时，电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。(5)电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电，如果电容器两端的电压升高，电容器将充电，反之，电容器将放电。通过与电容器串联的电阻的电荷量等于电容器带电荷量的变化量。[典例3]如图所示，E＝10V，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF。电池内阻可忽略。(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流；(2)然后将开关S断开，求此后流过R1的总电荷量。[思路点拨]

解此题注意两点：(1)S闭合，R1、R2串联，电容器两端电压为R2两端电压。(2)S断开，电容器两端电压为电源电压。通过R1的电荷量即为电容器增加的电荷量，ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4C。[答案]

(1)1A

(2)1.2×10－4

C[名师点评]含电容器电路问题的分析方法(1)应用电路的有关规律分析出电容器两极板间的电压及其变化情况。(2)根据平行板电容器的相关知识进行分析求解。6．(多选)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是(

)A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变小C．电容器C上电荷量减少D．电流表读数变小，电压表读数变大针对训练解析：将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R接入电路的阻值变大，电路中电流变小，灯泡L变暗，A错误；电路中电流变小，即电流表读数变小，路端电压变大，即电压表读数变大，因灯泡L两端电压变小，则电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则当P向左移动一段距离后，外电路电阻比电源的内阻r大得更多，电源的输出功率变小，B正确。答案：BD7.(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝6Ω，R2＝5Ω，R3＝3Ω，电容器的电容C＝2×10－5

F。若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q。则(

)A．I＝0.75A

B．I＝0.5AC．q＝2×10－5

C D．q＝1×10－5

C答案：AD8.如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻忽略不计，R1、R2、R3、R4均为定值电阻，C是电容器，开关S是断开的，现将开关S闭合，则在闭合S后的较长时间内，通过R4的电荷量是多少？答案：CE1．一种能自动测定油箱内油面高度的装置如图所示，装置中金属杠杆的一端接浮球，另一端触点P接滑动变阻器R，油量表由电流表改装而成。当汽车加油时油箱内油面上升，下列分析正确的有(

)A．触点P向上滑动B．电路中的电流变小C．R′两端电压增大D．整个电路消耗的功率减小解析：当汽车加油时油箱内油面上升时，通过浮球和杠杆使触点P向下滑动，滑动变阻器连入的电阻变小，整个电路的总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变大，R′是定值电阻，则R′两端电压增大，故A、B错误，C正确；整个电路消耗的功率为P＝EI，E不变，I增大，则P增大，故D错误。答案：C答案：A3．如图，平行板电容器通过滑动变阻器R与恒定电压源连接，为使电路中产生从a流向b的电流，下列操作可行的是(

)A．将滑动变阻器的滑片P向左滑动B．将滑动变阻器的滑片P向右滑动C．将电容器上极板竖直向上移动D．将电容器上极板竖直向下移动答案：D4.