专题53 闭合电路欧姆定律及闭合电路常见问题 （原稿版）

专题53闭合电路欧姆定律及闭合电路常见问题专题导航目录TOC\o"1-3"\h\u常考点闭合电路欧姆定律及闭合电路常见问题 1考点拓展练习 8常考点归纳【典例1】如图所示的电路中，R1、R2、R3为定值电阻，R4是滑动变阻器，电压表为理想电压表，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是（）A．R1消耗的功率增大 B．R2消耗的功率增大 C．R3消耗的功率增大 D．电压表的示数变大【典例2】如图所示，直线是电源的路端电压和电流的关系图线，曲线为某元件R的U﹣I特性曲线，两图线的交点坐标为（0.4，3.0）用该电源直接与元件R相连组成闭合电路，由图像可知（）A．电源的电动势为5.0V，内阻为1.0Ω B．电源的输出功率为1.2W C．元件R的阻值为3.75Ω D．电源的效率为50%【典例3】在图示电路中，电源内阻不可忽略，R1、R2为定值电阻，G为灵敏电流计，V为理想电压表，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，位于电容器两板间的带电油滴恰好静止，现将滑动变阻器的滑片P向下移动，则以下说法正确的是（）A．G中有从a到b的电流 B．V示数增大 C．油滴向上运动 D．电源内阻消耗功率减小【技巧点拨】常考点闭合电路欧姆定律及闭合电路常见问题1．闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路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)公式：①I＝eq\f(E,R＋r)(只适用于纯电阻电路)．②E＝U外＋Ir(适用于所有电路)．(3)电动势和内阻是电源的重要参数，其中电动势表征了电源将其他形式的能转化为电能的本领，它等于非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极所做的功与被移送的电荷量的比值，电动势的方向规定为由负极经电源内部指向正极(即电势升高的方向)。2．路端电压与外电阻的关系U端-R图U＝IR＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(E,1＋\f(r,R))可见U端随外电阻R的增大而增大，如图所示。特殊情况①当外电路断路时，I＝0，U＝E，开路电压即电动势②当外电路短路时，I短＝eq\f(E,r)，U＝0，开路电压与短路电流的比值即为内阻3．电源的特性曲线从图中读出：(1)电源电动势E——纵轴的截距(2)电源内阻r（即ΔU/ΔI）——直线的斜率的绝对值(3)内、外电压——每一点纵坐标为外电压(4)外电阻R——每一点的纵横坐标的比值(5)电源的三个功率——图线上每一点的横纵坐标的乘积为输出功率(6)电源的效率——图线上每一点的纵坐标与纵轴截距的比值4．电源的特性曲线与电阻的伏安特性曲线交点(1)对电源：U＝E－Ir，如图乙中a线所示。(2)对定值电阻：U＝IR，如图乙中b线所示。(3)交点的横纵坐标表示二者连成的电路中的工作电流和工作电压。注意：a.图乙中a线常用来分析电源电动势和内电阻。b．图中矩形OABD、OCPD和ABPC的“面积”分别表示电源的总功率、输出功率和内电阻消耗的功率。5．ΔU内与ΔU外因为E=U内+ΔU外,所以ΔU内=-ΔU外,绝对值相等。6．U/I和ΔU/ΔI区别（1）对于定值电阻R：R=U/I=ΔU/ΔI；（2）对于可变电阻（滑动变阻器滑片移动时）：R=U/I≠ΔU/ΔI,ΔU/ΔI表示电源内阻或等效内阻；7．电路的简化对一个复杂的电路,画出等效电路图,是一项基本功,也是电路分析和计算的基础。在复杂电路中,当导体间串、并联的组合关系不很规则时,要进行电路的简化,简化电路方法较多,这里介绍两种常用的方法:(1)分支法;(2)等势法。（1）电路化简原则：①无电流的支路化简时可去除；②等电势的各点化简时可合并；③理想导线可任意长短；④理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路；⑤电压稳定时电容器可认为断路.（2）等势点排列法：a.将各结点用字母标出；b.判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设加上电压）；c.将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d.将画出的等效图加工整理.（3）例题分析先找结点，按电势高低设置序号1、2、3，确定好每个电阻两端电势，最后把电阻填入确定好的两电势间，如图戊所示。8．电路动态分析的三种常用方法（1）程序法【需要记住的几个结论】：①当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，整个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时，总电阻增大；若电键的通断使并联的用电器增多时，总电阻减小③用电器断路相当于该处电阻增大至无穷大，用电器短路相当于该处电阻减小至零。（2）“串反并同”结论法①所谓“串反”，即某一电阻增大时，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，反之则增大。②所谓“并同”，即某一电阻增大时，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，反之则减小。即：eq\b\lc\\rc\)(\a\vs4\al\co1(U串↓,I串↓,P串↓))←R↑→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U并↑,I并↑,P并↑))【注意】此时电源要有内阻或有等效内阻，“串反并同”的规律仅作为一种解题技巧供参考。（3）极限法因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，让电阻最大或为零再讨论。9．电路动态变化的常见类型：①滑动变阻器滑片移动引起的动态变化：限流接法时注意哪部分是有效电阻，分压接法两部分电阻一增一减，双臂环路接法有最值；②半导体传感器引起的动态变化：热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等随温度、光强、压力的增大阻值减小；③开关的通断引起的动态变化：开关视为电阻，接通时其阻值为零，断开时其阻值为无穷大，所以，由通而断阻值变大，由断而通阻值变小。10．滑动变阻器的几种接法限流接法分压接法双臂环路接法左部分为有效电阻，向←滑动，AB间总阻值减小。向←滑动，R并增大，R串减小，AB间总电阻减小。两部分电阻并联，RAB先增大后减小，当并联的两部分阻值相等时RAB最大。11．含电容器电路的分析（1）．电路的简化“先去后并”：不分析电容器的充、放电过程时，把电容器所处的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上．（2）．处理方法：电路稳定后，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，即电阻不起降低电压的作用，与电容器串联的电阻视为等势体．电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．（3）．电容器所带电荷量的变化的计算：①如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之差；②如果变化前后极板带电的电性相反，那么通过所连导线的电荷量等于初、末状态电容器所带电荷量之和．12．电路故障的分析电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等，检查故障的基本方法有两种。(1)电压表检测若电压表示数等于电源电压，说明电路中有电流通过电压表，电路为通路(电压表作为一个大电阻把开关和电源接通了)，则开关S和导线不断路，灯L断路即故障所在。(2)假设法已知电路发生某种故障，寻找故障发生位置时，可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行正向推理。推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路，若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路。直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法。【变式演练1】如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，正确的是（）A．V2的示数增大 B．电源输出功率在减小 C．ΔU3与ΔI的比值在减小 D．ΔU1大于ΔU2【变式演练2】如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性曲线，曲线Ⅲ是小灯泡的伏安特性曲线。如果把小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（）A．电源1和电源2的内阻之比为7：11 B．在两种连接状态下，电源1和电源2的输出功率之比为1：2 C．在两种连接状态下，小灯泡的电阻之比为1：2 D．在两种连接状态下，电源1和电源2的效率之比为1：2【变式演练3】如图所示，电键K接通时，A、B两灯均正常发光，后因电路出现了故障，A、B两灯均熄灭，用理想电压表测电压Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4V，Uad＝4V，由此可知电路中发生断路的地方是（）A．A灯 B．B灯 C．变阻器 D．A、B两灯同时断路考点拓展练习1．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接。当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是（）A．电压表读数减小、电流表读数增大 B．电压表读数增大、电流表读数减小 C．电源的效率减小 D．R2消耗的电功率增大2．电路如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接，当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是（）A．电压表读数增大、电流表读数减小 B．电压表读数减小、电流表读数增大 C．R1的电功率减小 D．电源的输出功率增大3．电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（）A．R接到电源a上，电路中的电流较小 B．R接到电源b上，电源的输出功率较大 C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较高 D．电源a、b电动势一样大，b内阻较小4．如图所示直线A为某电源的U﹣I图线，曲线B为某小灯泡L的U﹣I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正确的是（）A．小灯泡L的电阻随通过电流的增大而减小 B．此电源的内阻为Ω C．把灯泡L换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的总功率将保持不变 D．灯泡L的额定电压为3V，额定功率为6W8．5．如图所示，电路中R为滑动变阻器，R1，R2是定值电阻，理想电压表V的读数为U，理想电流表A的读数为I1，电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（）A．开关S断开时，滑动变阻器的滑片P向左滑动，减小，不变 B．开关S断开时，滑动变阻器的滑片P向右滑动，增大，增大 C．滑动变阻器的滑片P不动，开关S闭合时，U减小，I1增大 D．滑动变阻器的滑片P不动，开关S闭合时，U增大，I1增大6．在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，下列说法正确的是（）A．灯L1变暗，电压表的示数减小 B．灯L2变暗，电流表的示数减小 C．电压表和电流表的示数都增大 D．灯L1变亮，电容器的带电荷量减少7．在如图所示的电路中，定值电阻R1＝3Ω、R2＝2Ω、R3＝1Ω、R4＝3Ω，电容器的电容C＝4μF，电源的电动势E＝10V，内阻不计。闭合开关S1、S2，电路稳定后，则（）A．a、b两点的电势差Uab＝3.5V B．电容器所带电荷量为1.4×10﹣6C C．断开开关S2，稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比将发生变化 D．断开开关S2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为2.4×10﹣5C8．(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（）A．车灯的电流变小 B．路端电压变小 C．电路的总电流变小 D．电源的总功率变大9．如