高考物理一轮复习 第八章 微专题54 闭合电路欧姆定律的应用

闭合电路欧姆定律的应用1考点及要求：(1)电源的电动势和内阻()；(2) 闭合电路的欧姆定律()；(3)电功率、焦耳定律().2.方法与技巧：(1)电路的动态分析：从局部到整体、然后再分析局部；先分析电路结构未变部分、再分析变化部分；(2)含C电路关键是弄清电容器与哪一部分电路并联，求得UC是解题关键1(电路动态变化的分析)如图1所示电路，当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，下列说法正确的是()图1A电流表的示数变大BR3两端的电压减小CR2的功率增大DR1的电流增大2(闭合电路中的功率及效率问题)(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图2中的a、b、c所示则下列说法正确的是()图2A图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B图中a线最高点对应的功率为最大输出功率C在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PAPBPCD两个图线交点M与N的横坐标之比一定为12，纵坐标之比一定为143(电源UI图像与电阻UI图像的比较)(多选)如图3甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图像如图乙所示，则下列说法正确的是()图3A图线a是电压表V1的示数与I的关系图线B图线b的延长线一定过坐标原点OC图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率D图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率4(含电容器电路的分析方法)(多选)如图4所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则()图4A电压表读数减小B电流表读数减小C质点P将向上运动DR1上消耗的功率逐渐增大5如图5所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看成是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，下列说法中正确的是()图5A小灯泡L1、L2均变暗B小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C小灯泡L2变亮，V2表的读数不变D小灯泡L1变暗，V1表的读数变小6如图6所示电路，电源内阻不可忽略开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图6A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大7(多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则()A电动机消耗的总功率为UIB电动机消耗的热功率为C电源的输出功率为EID电源的效率为18. (多选)如图7所示，电源的电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，R4为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小)，C为电容器闭合开关S，电路稳定后，用光照射R4，下列说法正确的是()图7A电压表示数增大B电源的效率增大C电容器所带电荷量增加DR2消耗的功率增大9.如图8所示，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是()图8AR3断路BR2断路CR2短路DR1短路10如图9，E6 V，r4 ，R12 ，R2的阻值变化范围是010 .求：图9(1)电源的最大输出功率；(2)R1上消耗的最大功率；(3)R2上消耗的最大功率11在如图10所示的电路中，电源电动势E6 V，内阻r2 ，定值电阻R1R210 ，R330 ，R435 ，电容器的电容C100 F，电容器原来不带电求：图10(1)闭合开关S后，电路稳定时，流过R3的电流大小I3；(2)闭合开关S后，直至电路稳定过程中流过R4的总电荷量Q.答案解析1A当滑动变阻器R1的滑片向上滑动时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则干路电流I减小，路端电压U增大，R3两端的电压等于路端电压，则知R3两端的电压增大，则通过R3电流I3增大，通过R2电流I2II3，I减小，I3增大，则I2减小，故R2的功率减小，电压U2也减小；R1、R4并联电压U并UU2，U增大，U2减小，则知U并增大，故通过电流表的电流IA增大，电流表的示数变大R1的电流I1I2IA，I2减小，IA增大，则I1减小，故A正确，B、C、D错误2CDPI2r，电流I越大，P越大，且为非线性关系，所以图线b表示Pr随电流I变化的关系，选项A错误；PEEI，PE与I成正比，为图线a，故图中a线最高点对应的功率为电源最大功率，选项B错误；电源输出功率PRPEPr，所以在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PAPBPC，选项C正确；两个图线交点M对应Rr，N对应R0，两个图线交点M与N的横坐标之比一定为12，M点纵坐标P，N点的纵坐标P，两个图线交点M与N的纵坐标之比一定为14，选项D正确3BCD当电路中电流增大时，电压V1的示数增大，电源的内电压增大，电压表V2的读数减小，则根据图像可知，图线a是电压表V2的示数与I的关系图线，故A错误由上分析知，图线b是电压表V1的示数与I的关系图线，由于V1测量的是定值电阻的电压，定值电阻的电压与电流成正比，则图线b的延长线一定过坐标原点O，故B正确图线a反映电源的特性，图线b反映定值电阻的特性，两图线的交点表示定值电阻接在该电源上的工作状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下定值电阻消耗的瞬时功率，也就是电源的瞬时输出功率4BCR4的滑片向b端移动时，R4R总I总U端，分析电流表示数变化时，可把R1和R3等效为电源内阻，示数即可等效为总电流，由上面分析知其示数减小，B正确；分析示数的变化时，可把R1、R2和R3都等效为电源内阻，其示数即为等效路端电压，增大，A错误；分析电容器两板间电压时，可把R1等效为电源内阻，UCU端，E，增大，C正确；P1IR1，减小，D错误5D由题图知：滑动变阻器与灯泡L1并联，再与灯泡L2串联V1表测量路端电压，V2表测量灯泡L2的电压将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，路端电压减小，V1表的读数变小由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的电流增大，灯泡L2变亮，电压表V2读数变大灯泡L1的电压U1EI(rRL2)减小，灯泡L1变暗故A、B、C错误，D正确6A在电路中，变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，变阻器R0接入电路中的电阻变小，从而使整个电路中的外电阻变小，干路电流变大，内阻r分得的电压U内Ir变大，U外变小，电压表示数变小，由U1IR1知U1变大，因U外U1U2，故U2变小，由于I2，所以流过R2的电流变小，电流表示数变小，选项A正确7AD电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，选项A正确；电动机消耗的热功率为P热I2R，选项B错误；电源的总功率为EI，电源的输出功率为EII2r，所以电源的效率为1，选项C错误，D正确8CD分析电路可知，当用光照射R4时，R4阻值减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，电压表示数减小，A错误；电源效率随外电路电阻阻值的减小而减小，B错误；分析可知R2两端电压即电容器两端电压增大，则R2消耗的功率增大、电容器所带电荷量增大，C、D正确9B若滑动变阻器R3断路，外电路总电阻增大，路端电压随之增大，A、B变亮，故A错误R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R3电流I3增大，则通过A的电流IAII3减小，A灯变暗，B灯电压UBUIA(RAR1)增大，B灯变亮，符合题意，故B正确R2短路，B灯不亮，不符合题意，故C错误若R1短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，R3电流I3减小，则通过A的电流IAII3增大，UA增大，A灯变亮；不符合题意，故D错误10(1)2.25 W(2)2 W(3)1.5 W解析(1)当R2R1r4 时，电源输出功率最大，最大为P()2r()24 W2.25 W.(2)当R20时，电路中电流最大，则R1上功率最大，最大功率P1()2R1()22 W2 W.(3)将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点，知当R2R1r时电源的输出功率最大(即外电阻R2消耗的电功率最大)：R2R1r(24) 6 ，此时最大功率P2()2R2()26 W1.5 W.11(1)0.12 A(2)3.6104 C解析(1)闭合开关S后电路稳定时，外电阻R外 8 总电流I A0.6 A路端电压U外IR外0.68 V4.8 V流过R3的电流为I3 A0.12 A(2)闭合开关S后，电路稳定时，加在电阻R3的电压U3I3R33.6 V电容器充电完毕所带的电荷量QCU33.6104 C闭合开关S直至电路稳定流过R4的总电荷量Q3.6104 C