全国2018届高考物理考点一遍过专题38闭合电路欧姆定律含解析.docx

专题38 闭合电路欧姆定律一、串、并联电路的特点1特点对比串联并联电流I=I1=I2=InI=I1+I2+In电压U=U1+U2+UnU=U1=U2=Un电阻R=R1+R2+Rn=+2几个常用的推论（1）串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。（2）并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻。（3）无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和。（4）无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大。二、闭合电路欧姆定律1闭合电路（1）组成（2）电源电动势与内、外电压的关系：E=U内+U外。2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（3）路端电压U与电流I的关系关系式：U=EIr。UI图像如图所示。a当电路断路即I=0时，纵坐标的截距为电源电动势。b当外电路电压为U=0时，横坐标的截距为短路电流。c图线的斜率的绝对值为电源的内阻。3路端电压与外电阻的关系（1）当外电阻R增大时，I减小，内电压减小，路端电压U外增大。当外电路断开时，I=0，U外+E。（2）当外电阻R减小时，I增大，内电压增大，路端电压U外减小。当外电路短路时，外电阻R=0，U外=0。4闭合电路中的功率（1）电源的总功率：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。（2）电源的内耗功率：P内=I2r=IU内。（3）电源的输出功率：P出=UI=EII2r=P总P内。三、电源的功率和效率1电源的功率（1）任意电路：P总=IE=IU外+IU内=P出+P内。（2）纯电阻电路：。2电源内部消耗的功率：。3电源的输出功率（1）任意电路：P出=UI=EII2r=P总P内。（2）纯电阻电路：。（3）输出功率和外阻的关系当R=r时，电源的输出功率最大，为。当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越小。当Rr时，随着R的增大，输出功率越来越大。当P出r。为使R0上消耗的电功率最大，应将变阻器阻值调整到AR0 BR0+rC0 DR0r2如图所示电路，电源内阻不可忽略。在滑动变阻器触头由a滑向b的过程中。下列说法中正确的是A电流表示数减小B小灯泡L亮度增加C电源内电阻消耗功率减小D电源输出功率一定增加3如图所示为两个不同闭合电路中的两个不同电源的UI图象，则下述说法中正确的是A电动势E1=E2，发生短路时的电流I1r2C电动势E1=E2，内阻r1P2 BP12 D129如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为I1、I2，理想电压表示数变化量的绝对值为U。下列说法中正确的是A电压表V的示数减小B电流表A2的示数变小CU与I1比值一定小于电源内阻rDU与I2比值一定小于电源内阻r10如图所示，电路中电源的电动势E恒定，内阻r=2 ，定值电阻R3=4 。ab段电路消耗的电功率在开关S断开与闭合时相等，电压表和电流表均为理想电表，则以下说法中正确的A开关S断开时电压表的示数一定等于S闭合时的示数B电阻R1、R2可能分别为4 、6 C电阻R1、R2可能分别为3 、9 D开关S断开与闭合时，电压表的示数变化量与电流表的示数变化量大小之比与R1、R2无关11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变化的图线画在同一坐标系中，如图中的a、b、c所示，则下列说法中正确的是A图线b表示输出功率PR随电流I变化的关系B图线a的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PA=PB+PCD两个图线交点M与N的横坐标之比一定为1:2，纵坐标之比一定为1:412下图所示的电路中，电源内阻r不可忽略，电流表和电压表均为理想电表，当滑动变阻器R2的滑动键P向上滑动时AA1和A2的示数均变大BV1和V2的示数均变大CA1示数的变化量小于A2示数的变化量DV1示数的变化量小于V2示数的变化量13如图所示，电源内阻r=1 ，R1=2 ，R2=6 ，灯L上标有“3 V 1.5 W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1 A，灯L恰能正常发光。（1）求电源的电动势；（2）求当P移到最左端时，电流表的示数；（3）当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值为多大？14如图所示电路中，电阻R1=R2=R3=10 ，电源内阻r=5 ，电压表可视为理想电表。当开关S1和S2均闭合时，电压表的示数为U1=10 V。（1）电阻R2中的电流为多大？（2）路端电压为多大？ （3）电源的电动势为多大？（4）当开关S1闭合而S2断开时，电压表的示数为多大？15如图所示电路中，电源电动势E=10 V，内阻不计，电阻R1=14 ，R2=6.0 ，R3=2.0 ，R4=8.0 ，R5=10 ，电容器的电容C=2 F。求：（1）电容器所带的电荷量，并说明电容器哪个极板带正电；（2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R5？电流的方向如何？16（2016新课标全国卷）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为A BC D17（2016江苏卷）如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 ，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有A路端电压为10 VB电源的总功率为10 WCa、b间电压的大小为5 VDa、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A18（2016上海卷）如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中AU先变大后变小 BI先变小后变大CU与I比值先变大后变小 DU变化量与I变化量比值等于R319（2014上海卷）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，理想电压表示数变化量的绝对值分别为，理想电流表示数变化量的绝对值，则AA的示数增大B的示数增大C与的比值大于rD大于20（2014天津卷）如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略。平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。 如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是A增大R1的阻值B增大R的阻值C增大两板间的距离D断开电键S2C【解析】滑片向b端移动时滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电流减小，由E=U+Ir可知，路端电压增大，则流过R的电流增大，故电流表示数增大，故A错误；因总电流减小，而流过R的电流增大，由并联电路的分流规律可知，流过灯泡的电流减小，故灯泡亮度减小，故B错误；因电流减小，则由功率公式可知，电源内部消耗的功率减小，故C正确；当电源内外电阻相等时，电源的输出功率最大，本题无法得出内外电阻的大小关系，故无法确定功率的变化，故D错误。【名师点睛】本题考查闭合电路欧姆定律及功率公式，在解题时要注意明确电源的输出功率的极值问题的应用，注意电源的总功率随外电阻的变化而变化。3C【解析】根据U=EIr可知，直线的截距等于电动势，则电动势E1=E2，直线的斜率等于内阻，则内阻r1r2，则选项C正确，ABD错误。变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率。当外电阻等于内电阻时，输出功率最大，R外2r，随着外电阻的减小，输出功率减小。因外电阻一直大于内电阻，故滑片向b端移动时，外电阻减小，故滑动变阻器消耗的功率变小，C正确；滑片移动过程中总电流变大，根据可知P=I2R0，R0不变，定值电阻R0上消耗的功率变大，D错误。5D【解析】R2和R3并联后再与R1串联，所以串联电路正比分压可得：，所以，所以D正确。6AC【解析】电源a的电动势大，内阻也大，电源的效率由此可知外电阻越大电源效率越高，输出功率，当R=r时电源输出功率最大，由图像可知图线的斜率表示内阻大小，图线C的斜率表示外电阻阻值的大小，图线a的内阻与C的电阻相接近，所以电源输出功率较大，AC正确。7AD【解析】由图示图象可知，电源UI图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势1.40 V，A正确；电源内阻，B错误；由图示图象可知，路端电压为1.00 V时，电路电流为0.4 A，C错误；当电压表示数为1.20 V时，D正确；故选AD。【名师点睛】本题考查闭合电路的欧姆定律的数据处理，要明确图象的意义，同时注意纵坐标是否从零开始的，不能想当然的将横坐标的截距当作短路电流。8C【解析】由直线A可知，E=6 V，r=1 ，由直线B、C可知，R1=2 ，R2=0.5 ，P1=()2R1=8 W，1=，P2=()2R2=8 W，2=，故有P1=P2，12，只有C正确。9BC【解析】当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A2的示数减小，根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表V的示数增大，故A错误，B正确；根据并联电路的电流规律I2=I1+I，A2的示数I2变小，通过定值电阻R1的电流增大，则A1的示数I1变小，所以I1一定大于I2，电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律U=EI2r可知，=r，而I1大于I2，所以r，故D错误，C正确。11CD【解析】由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI、Pr=I2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以AB错误；在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率PR的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC，所以C正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点M时的电流，此时电流的大小为，功率的大小为，a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为1:2，纵坐标之比为1:4，所以D正确。 12BCD【解析】滑动键P向上滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，电路总电阻增大，根据闭合回路欧姆定律可得路端电压增大，所以电压表V1的示数增大，电路总电流减小，故通过R3的电流减小，所以R3两端的电压减小，而路端电压增大，所以并联电路两端的电压增大，所以电压表V2的示数增大，即R1两端的电压增大，所以电流表A1示数增大，而总电流等于通过R1的电流与通过滑动变阻器电流之和，总电流减小，通过R1电流增大，所以电流A2减小，并且A1示数的变化量小于A2示数的变化量，因为，所以V1示数的变化量小于V2示数的变化量，故BCD正确。13（1）6 V （2）2 A （3）2 2 W（1）滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电源的电动势E=UL+IR1+Ir=3 V+12 V+11 V=6 V（2）当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I=2 A（3）灯的电阻RL=设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联等效电阻R3L=由闭合电路欧姆定律，I=，又U3=IR3L所以当R3=2 时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2 WE=I(R+r)，代入数据解得E=20 V（4）S1闭合而S2断开，电路中的总电流电压表示数U=I(R1+R2)=0.820 V=16 V15（1）1.0105 C （2）1.4105 C 电流方向从上到下（1）分析题中所给的电路可知，电容器两端的电压即为ab两点间的电势差因为设d点的电势为零电势参考点，则故Uc=5 V，电容器的下极板带正电，此时电容器带电荷量Q=CUc=1.0105 C（2）当R2突然断路后，Uc= U3=2 V此时电容器的上极板带正电，带电荷量Q=CUc=4.0106 C流过R5的电荷量为Q+Q=1.4105 C，电流方向从上到下16C【解析】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压，得Q1=CU1；S闭合时，Q2=C2，故，故选C。17AC【解析】由题图知外电路的总电阻为10，回路的总电阻为12 ，根据欧姆定律可求得干路电流，所以路端电压为，A正确；电源的总功率，故B错误；根据并联电路的特点可求得流过a、b的电流均为0.5 A，所以，故C正确；a、b间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 ，回路的总电阻为9.5 ，故D错误。18BC【解析】根据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故选项A错误；滑片滑动过程中，电阻R1