闭合电路欧姆定律的应用目标:掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题的方法1.U—I图像的求解2.闭合电路的动态分析3.闭合电路中的功率及其最大值问题4.含电容电路的的计算类型一:U—I图像的求解【典题】1下图所示的U-I图线中,I是电源的路端电压随电流的变化图线,Ⅱ是某电阻的U-I图线,当该电源向该电阻供电时,求:(1)电源的输出功率P出是多大?(2)电源内部损耗的功率P内是多大?(3)电源的效率是多大?电路图2913甲所示,若电阻未知,电源电动势和内阻也未知,电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示,求:(1)电源的电动势和内阻;(2)电源的路端电压;(3)电源的输出功率.2.如图2是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像,有图像可知,该电源的电动势_____V,内阻为____。
3.如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电池串联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图15甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计.求:(1)组成电源的串联电池的个数.(2)滑动变阻器总阻值.(3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路0 2 4 6 8123U/vI/A端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)类型二: 闭合电路的动态分析闭合电路动态分析的基本思路是:“部分→整体→部分”,即从某个电阻的变化入手,由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况,然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点:1、理解闭合电路欧姆定律E=U 外+Ir (E 、r 不变);部分电路欧姆定律U=IR 。
2、局部电阻增则总电阻增,反之则总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之则总电阻增。
3、两个关系:外电压等于外电路上串联的各分电压之和;总电流等于各支路电流之和。
有一部分电路中的R 、I 、U 都发生变化,这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题,还要结合串、并联电路的特点去进行判断。
动态分析的一般步骤:(1) 局部电阻确定外电路的电阻如何变化(2) 根据闭合电路欧姆定律E I R r=+,确定电路中的总电流如何变化 (3) 由U 内=Ir 确定电源的内电压如何变化 (4) 由U 外=E —Ir 确定电源的外由电压如何变化 (5) 由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化 (6) 确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变 【典题】 1. 如图10-3-2所示,当滑动变阻器R 3的滑片C 向B 方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)2.如图所示,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( )A .电压表V 的读数增大,电流表A 的读数减小B .电压表V 和电流表A 的读数都增大C .电压表V 和电流表A 的读数都减小D .电压表V 的读数减小,电流表A 的读数增大 3、如图7所示的电路中,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,如果变阻器的滑片向b 端滑动,则( )A 、电灯L 更亮,安培表的示数减小B 、电灯L 更亮,安培表的示数增大C 、电灯L 更暗,安培表的示数减小D 、电灯L 更暗,安培表的示数增大4:如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时( )A. 伏特表V 的读数增大,安培表A 的读数减小B. 伏特表V 和安培表A 的读数都增大C. 伏特表V 和安培表A 的读数都减小D. 伏特表V 的读数减小,安培表A 的读数增大5:如图所示电路中,电源电动势和内电阻为定值,固定电阻的阻值R2小于变阻器ab两端之间的总阻值R3,R1≠0。
当变阻器的滑片P从a向b移动过程中,两电压表V1和V2的示数变化是( ) A 1 A 2A 3 V 2 VAB V 1R 1 R 2 R 3 C 10-3-2 图10-4-4图7A.V1变大,V2变大B.V1变大,V2变小C.V1先变大后变小,V2先变大后变小D.V1先变大后变小,V2总增大6:如图所法,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动时,两灯的变化是( )A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗7:如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时( )A.安培表的示数减小,伏特表的示数增大B.安培表的示数增大,伏特表的示数减小C.安培表和伏特表示数都减小D.安培表和伏特表示数都增大8、如图电路中,电阻R1= R2=1Ω,变阻器R3的阻值范围是0-10Ω,电源电动势E =10V,内电阻r=3Ω.求:(1)当变阻器R3阻值多大时,电源输出功率最大?(2)当变阻器R3阻值多大时,它消耗的电功率最大?(3)当变阻器R3阻值多大时,R1消耗的电功率最大?(4)当变阻器R3阻值由0开始增大过程中,电源输出功率怎样变化?(5)当变阻器R3阻值由0开始增大过程中,R3消耗的电功率怎样变化?(6)若r=1Ω,其他条件不变,当变阻器R3阻值由0开始增大过程中,电源输出功率又怎样变化?9、如图所示电路中,直流发电机E=250 V,r=3 Ω,R1=R2=1 Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200 V,额定功率为1 000 W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?(5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?10 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()A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.ΔU1<ΔU2D.ΔU1>ΔU211、在如图所示的电路中,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、B灯都变暗C.A灯变亮,B灯变暗 D.A灯变暗,B灯变亮12、四个小灯连接成如图1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( )A .L 1变亮,L 2L 3均变暗B .L 1变暗,L 2L 3均变亮C .L 1变暗,L 2熄灭,L 3变亮D .L 1L 2变亮,L 3变暗类型三:闭合电路中的功率及其最大值问题13、 已知如图14-3-4,E =6V ,r =4Ω,R 1=2Ω,R 2的阻值变化范围是0~10Ω。
求:①电源的最大输出功率; ②R 1上消耗的最大功率; ③R 2上消耗的最大功率。
14、 如图10-3-5所示,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,E 为电源电动势,r 为电源内电阻,以下说法中正确的是( )A.当R 2=R 1+r 时,R 2获得最大功率B.当R 1=R 2+r 时,R 1获得最大功率C.当R 2=0时,R 1上获得最大功率D.当R 2=0时,电源的输出功率最大 15、.在图10-3-6示的电路中,若R 1=4Ω,R 3=6Ω,电池内阻r=0.6Ω,则电源总功率为40W ,输出功率为37.6W ,求电源电动势和电阻R 216、如图所示,电源的电动势E =6.0V ,电阻R 1=8Ω,电动机绕组电阻r ′=2Ω,当电键K 断开时,电阻R 1消耗的电功率是2.88W ;当电键闭合时,电阻R 1消耗的电功率是2W ,求:电键闭合时,电动机的输出功率。
类型四:含电容电路的的计算17、在如图9所示的电路中,电源电动势E=3.0V ,内电阻r=1.02.如图所示,为了使白炽灯泡L 在电路稳定后变得更亮,可以采取的方法有 A.只增大电阻R 1的阻值 B.只增大电阻R 2的阻值C.只增大电容C 两板间的距离D.在电容器两板间插入玻璃板 18、如图所示电路中,R 1=3Ω,R 2=6Ω,R 3=1.5Ω,C=20μF ,当开关S 1闭合、S 2断开电路稳定时,电源消耗的总功率为S 1、S 2都闭合电路稳定时,电源消耗的总功率为4W ,求:(1)电源电动势E 和内阻r 。
(2)当S 1、S 2闭合时电源的输出功率。
(3)当S 1闭合,分别计算在S 2为多少?E r R 2 R 1 图14-3-4 图10-3-5图10-3-6C R 1R 2R 3S 1S 2图9 C KL R 3 R 2 R 1 E 、r D C B A19.图中变阻器R 1的最大阻值是4Ω,R 2=6Ω,电源内阻r =1Ω,闭合K ,调节滑动头P 到R 1中点时,灯L 恰能正常发光,此时电源总功率为16W ,电源输出功率为12W 。
求:(1)灯电阻R L ;(2)断开K 要使灯仍正常发光,P 点应如何滑动,并求这时电源的输出功率和效率。
20.如图所示,电阻R 1=12Ω,R 2=R 3=R 4=6Ω,当电键K打开时,伏特表的示数为12V ,全电路消耗的电功率为13W ,则电键K 闭合后,伏特表和安培表的示数各多大?(安培表、伏特表接入对电路的影响均忽略不计)类型四 故障问题21、如图3所示的电路中,店员电动势为6V ,当开关S 接通后,灯泡L 1和灯泡L 2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uac=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定()A 、 L 1和L 2的灯丝都烧断了B 、 L 1的灯丝都烧断了C 、L 2的灯丝都烧断了D 、变阻器R 断路 22、如图11所示,电灯L 标有“4V,1W ”,滑动变阻器总电阻为50Ω。
当滑片滑至某位置时,L 恰好正常发光,此时电流表的示数为0.45A 。
由于外电路发生故障,电灯L 突然熄灭,此时电流表的示数变为0.5A ,电压表的示数为10V 。
若导线完好,电路中各出接触良好。
试问:(1)、发生故障的是短路还是断路,发生在何处?(2)、发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为多大?(3)、电源的电动势和内阻为多大? 综合练1如图电路中,若滑动变阻器的滑片从a 向b 移动过程中,三只理想电压表的示数变化的绝对值依次为ΔV 1、ΔV 2、ΔV 3,下列各组数据可能出现的是A.ΔV 1=3V ,ΔV 2=2V ,ΔV 3=1VB.ΔV 1=5V ,ΔV 2=3V ,ΔV 3=2V 图3图11V 1 a bC.ΔV 1=0.5V ,ΔV 2=1V ,ΔV 3=1.5VD.ΔV 1=0.2V ,ΔV 2=1.0V ,ΔV 3=0.8V2、图2所示的电路中,R 1=3Ω,R 2=9Ω,R 3=6Ω,电源电动势ε=24V ,内阻不计.当电键S 1、S 2均开启和均闭合时,灯泡L 都同样正常发光.(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向:(2)求灯泡正常发光时的电阻R 和电压U .3如图4所示电路,电源电动势ε=6V ,内阻r =1Ω.外电路中电阻R 1=2Ω,R 2=3Ω,R 3=7.5Ω.电容器的电容C =4μF .开始电键S 断开.从合上电键到电路稳定的过程中,通过电流表的电量是多少?4如图5所示电路,电源电动势ε=6.3V ,内电阻r =0.5Ω.外电路中电阻R 1=2Ω,R 2=3Ω,滑动变阻器的全部电阻R 0=5Ω.试求滑动头P 由a 端向b 端滑动过程中电压表示数的变化范围.1、6w 2w 66.7%2、 6w 0.5Ω3、 4个 8欧 a :0.6A 4.8v b:3v c: 4.8v 2.88w d:8Ω1、A1减小 A2增大 A3减小 V1减小 V2增大 V 增大2、D3、A4、A5、D6、C7、B8、①R3=1Ω ② R3=5Ω③ R3=0 ④ 先减后增 ⑤ 一直减小9、① 2只 ②40只 ③8只 ④50只 ⑤1只 10、BD 11、B 12、D13、①R2=2Ω②R2=0③R2=6Ω 14、AC 15、E=20V R2=7Ω 16、P 出=1.5w 17、A 18、①4V 0.5Ω ②3.5w ③断开时C 1065- 闭合时为0 19、①4Ω ②向右移 P 出=7w 87。