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第4课时 闭合电路欧姆定律应用特例要点一 闭合电路中的能量 即学即用1.如图所示,已知电源内阻r=2,定值电阻R1=0.5.求:（1）当滑动变阻器的阻值R2为多大时,电阻R1消耗的功率最大?（2）当变阻器的阻值为多大时,变阻器消耗的功率最大?（3）当变阻器的阻值为多大时,电源输出功率最大?答案 （1）0（2）2.5（3）1.5要点二 闭合电路中的图象 即学即用2.已知将电阻R1与R2分别接在同一电池组的两极时消耗的电功率相同,电池组向两个电阻供电时的电流分别是I1和I2,电池组内阻消耗的功率分别是P1和P2,电池组的效率分别是1和2,电阻两端的电压分别是U1和U2.若I1R2B.U1U2C.12D.P1P2答案 ABC题型1 与功率有关的极值问题【例1】在图所示电路中,直流发电机E=250 V,内阻r=3,R1=R2=1,电热器组中共装有50个完全相同的电热器,每个电热器规格为“200 V,1 000 W”,其他电阻不计,不考虑电热器电阻随温度的变化.问:（1）接通几个电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?（2）接通几个电热器时,发电机输出功率最大?（3）接通几个电热器时,电热器组加热物体最快?答案 （1）2（2）40 （3）8题型2 等效电源的应用【例2】如图所示,电源的电动势、内阻未知,R1、R2的阻值也未知.当在a、b间接入不同的电阻时,电流表有不同的示数,如下表所示,请完成此表格.答案 0.1 A28题型3 图象信息问题【例3】如右图所示,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,变阻器的滑动头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化由下图甲、乙、丙三个图给出,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）变阻器总阻值.（3）将甲、乙、丙三个图上的a、b、c、d各点的坐标补齐.（甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源的效率与外电路电阻关系曲线）答案 （1）4个 （2）8（3）a（0.6 A,4.8 V） b（3 V,4.5 W）c（4.8 V,2.88 W）d（8,80%）1.如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同.在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,则 （ ）A.电压表的示数变大B.电池内部消耗的功率变大C.电阻R2两端的电压变大D.电池的效率变大答案 B2.在如图所示的电路中,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内阻.则以下说法中正确的是（ ）A.当R2=R1+r时,R2上获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1上获得最大功率C.当R2=0时,R1上获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大答案 AC3.我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电池没电了”.有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用.某同学为了检验此人的做法是否合理，设计了下面的实验：（1）该同学设计了如图（a）所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘成如图（b）所示的U-I图象.由图象可知：新电池：电动势E1= V；电阻r1= ；旧电池：电动势E2= V；电阻r2= .（2）计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率.（手电筒的小灯泡上标有“3 V，2 W”）（3）计算（2）小题中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少?（4）你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理，简述理由.答案 （1）1.5 0.3 1.2 4 （2）52%（3）0.37 W0.38 W（4）计算结果表明，新旧电池搭配使用，不仅电源效率低，而且旧电池内阻消耗功率有可能大于旧电池本身所提供的功率，从而成为耗电元件，所以，此人新旧电池搭配使用的做法不妥.4.（2009沈阳模拟）如图甲所示电路,当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示,不考虑电表对电路的影响.（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图象应分别为UI图象中哪一条直线?（2）定值电阻R0、变阻器的总电阻分别为多少?（3）试求出电源的电动势和内阻.（4）变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率为多少?答案 （1）BC、AC（2）312（3）8 V1（4）4 W1.如图所示的电路中，A、B、C分别表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位.当电键S闭合后，A、B、C三表示数分别为1、2、3时，灯L1、L2正好均正常发光.已知灯L1、L2的额定功率之比为31，则可判断（ ）A.A、B、C均为电流表B.A、B、C均为电压表C.B为电流表，A、C为电压表D.B为电压表，A、C为电流表答案 D2.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示（ ）A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能B.无论接不接入外电路,蓄电池两极间的电压都为2 VC.蓄电池在1 s内将2 J的化学能转变为电能D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5 V）的大答案 AD3.如图所示,甲、乙两电路中电源完全相同,电阻R1R2,在两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中,下列判断正确的是（ ）A.电源内部产生电热较多的是乙电路B.R1上产生的电热比R2上产生的电热多C.电源做功较多的是甲电路D.甲、乙两电路中电源做功相等答案 ABD4.如图所示的电路中,开关S闭合,电路稳定后,将S断开,则以下判断正确的是（ ）A.电容器将放电B.电容器将继续充电C.有通过R3的向上的瞬时电流D.电容器上电压将减小答案 B5.（2009开封质检）如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象,直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象,直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象.将这个电阻R分别接到a,b两电源上,那么（ ）A.R接到a电源上,电源的效率较高B.R接到b电源上,电源的输出功率较大C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高答案 C6.如图所示,定值电阻R1、R2和灯泡、电容器C连接成闭合电路,电源电动势不变,欲使灯泡变暗,可以采取什么措施 （ ）A.增大R1B.减小R1C.增大R2D.减小R2答案 AD7.如图所示电路中,电键S1、S2、S3、S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮一油滴P,断开哪一个电键后P会向下运动 （ ）A.S1B.S2C.S3D.S4答案 C8.如图所示电路中,闭合开关,灯L1、L2正常发光,由于电路出现故障,发现灯L1突然变亮,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短路答案 A9.“神舟”六号载人飞船上的电子仪器及各种动作的控制都是靠太阳能电池供电的.由于光照而产生电动势的现象称为光伏效应.“神舟”飞船上的太阳能电池就是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池.在正常照射下,太阳能电池的光电转换效率可达23%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6 V的电动势,可获得0.1 A的电流,则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是（ ）A.0.24 JB.0.25 JC.0.26 JD.0.28 J答案 C10.（2009遵化模拟）如图所示,电源电动势为E=12 V,内阻r=3,R0=1,直流电动机内阻R0=1,当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大,调节R2时可使乙电路输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作（额定功率为2 W）,则R1和R2的值为（ ）A.2,2B.2,1.5 C.1.5,1.5 D.1.5,2 答案 B11.一个电源的路端电压U随外电路电阻R的变化规律如图甲所示,图中U=12 V的直线为图线的渐近线.现将该电源和一个变阻器R0接成如图乙所示电路,已知电源允许通过的最大电流为2 A,变阻器的最大阻值为R0=22.求:（1）电源电动势E和内阻r.（2）空载时A、B两端输出的电压范围.（3）A、B两端所能接负载的电阻的最小值.答案 （1）12 V2（2）011 V（3）12.某电子元件的电压与电流的关系如图所示,将该电子元件与一个R=8的电阻串联,再接至电动势E=3 V、内阻r=2的电源上,试求电路中电流及电源的效率.答案 130 mA91.3%13.如图所示为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3 V, 0.9 W”的字样（传感器可看作一个纯电阻）,滑动变阻器R0上标有“10,1 A”的字样,电流表的量程为0.6 A,电压表的量程为3 V.（1）根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻和额定电流.（2）若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加电源电压的最大值是多少?（3）根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1,则该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间（该电源电压小于上述所求电压的最大值）,闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压.检测记录如下:若不计检测电路对传感器电阻的影响.通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此时a、b间所加的电压是多少?答案 （1）100.3 A（2）3 V（3）仍可使用3 V
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