专题2.7 闭合电路的欧姆定律-2020届高中物理同步讲义 人教版（选修3-1）

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1、第二章 恒定电流第7节 闭合电路的欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1闭合电路的组成（1）外电路： 的电路，在外电路中，沿电流方向电势 。（2）内电路： 的电路，在内电路中，沿电流方向电势 。2闭合电路中的能量转化如图所示，在电路中电流为I，在时间t内，非静电力做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和，即EIt= 。3闭合电路的欧姆定律（1）内容：闭合电路中的电流，跟电源的电动势成 ，跟内、外电路的电阻之和成 。（2）公式：。（3）适用范围： 电路。（4）常用的变形公式及适用范围：E= 或U= 。二、路端电压与负载的关系1路端电压与电流的关系（1）公式：U= 。（2）图象（UI图象）：如图所

2、示，是一条倾斜的 ，该图线与纵轴交点的纵坐标表示 ，斜率的绝对值表示 。2路端电压随外电阻的规律变化（1）外电阻R增大时，电流I ，外电压U ，当R增大到无限大（断路）时，I= ，U= 。（2）外电阻R减小时，电流I ，外电压U ，当R减小到零时，U= 。电源外部 降低 电源内部 升高 I2Rt+I2rt 正比 反比 纯电阻 U外+U内 EIrEIr 直线 电动势 内阻 减小 增大 0 E 增大 减小 0一、电路动态分析的基本思路和基本步骤1电路分析的基本思路：局部整体局部。2电路分析的基本步骤（1）明确各部分电路的串、并联关系，特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压。（2）由

3、局部电路中电阻的变化确定外电路总电阻的变化。学#科网（3）根据判断闭合电路中总电流的变化情况。（4）根据U=EIr判断闭合电路中总电路的变化情况。（5）根据串、并联电路的特点判断局部的电流或电压的变化。【例题1】如图所示，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中A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，电流表的示数增大参考答案：A归纳总结：（1）理想电流表可以认为是短路，理想电压表可以认为是断路。（2）含电容器的支路电压稳定时可认为是断路，电容器两端的电压等于与电容器并联的那部分电阻两端的电压。二、

4、闭合电路功率随外电阻R的变化关系电源的输出功率：。由上式可以看出：1当R=r时，电源的输出功率最大，此时电源效率。2当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小。3当Rrb，IaIb Crarb，Ia=Ib Drarb，Iarb，在同一坐标系内作出电阻R0的UI图象，如图所示，由图象可知IaIb，故B正确，ACD错误。4BD【解析】此闭合电路的外电路由R1、R2、R3构成，R2与R3并联后再与R1串联，电容器两端的电压与R3两端电压相等，现将滑片向b端滑动，R2接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，外电路电压减小，总电流变大，则定值电阻R1上的电压增大，电压表示数变大，R3两端电压减小，R3功率变小

5、，电流表示数变大，选项A错误，B正确；平行板间电压减小，减小平行板间距时，板间电场可能不变，选项C错误；电容器两端的电压减小，所带电荷量减少，电容器极板间的场强减小，液滴受到的电场力减小，液滴向下加速运动，选项D正确。5C【解析】由图可知，R与L2并联后与L1串联，电压表测量电源的路端电压；当滑片下移时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，则总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，则由U=EIr可知，路端电压减小，由灯泡L1变亮，故A错误，C正确；因路端电压减小，灯泡L1电压增大，故并联部分电压减小，则L2亮度变暗，电流减小，再由并联电路中的电流规律可知，电流表的示数增大；故BD错误

6、。学科#网6BC【解析】当RP=R+r=10 时，滑动变阻器消耗的功率最大，R=6 ，可得内阻r=4 ，最大功率，解得E=4 V，选项A错误；滑动变阻器的阻值为4 时消耗的功率与阻值Rx时消耗的功率相等，有4Rx=（R+r）2，解得Rx=25 ，选项B正确；当回路的电流最大时，定值电阻R消耗的功率最大，故最大功率为，选项C正确；当外电路电阻与内阻相等时，电源输出功率最大，本题中定值电阻R的阻值已经大于内阻的阻值，故滑动变阻器RP的阻值为零时，电源的输出功率最大，最大功率为，选项D错误。【名师点睛】此题是闭合电路欧姆定律及电功率的讨论问题；关键是知道当外电路电阻变化时，当外电路电阻等于内阻时电源

7、的输出功率最大，外电阻越接近内阻时电源的输出功率越大。93.4 V 2 由闭合电路欧姆定律E=U+Ir得E=2.8+0.3rE=2.6+0.4r联立解得：内电阻r=2 电池的电动势 E=3.4 V10D【解析】开关在位置1时，外电路总电阻R总=，电压表示数U=，同理，两灯电压U1=U2=E，电源内阻的发热功率为P热=。开关在位置2时，外电路总电阻R总=R，电压表示数U=，灯泡L1的电压U1=E，L2的电压U2=，电源内阻的发热功率为，由上可知，L1亮度不变，L2将变亮，故AB错误。电源内阻的发热功率将变大，故C错误；电压表读数变小。故D正确。11D【解析】由公式，所以额定工作电流为5 A，故A

8、错误；由动力电源上的铭牌可知，故B错误；由题意可知，额定输出功率180 W，发热功率为，额定工作电流为5 A，由公式，解得：，故C错误；根据电池容量Q=10 Ah，电流为5 A，则可得：，故D正确。12（1）B A （2）3 12 （3）E=8 V r=1 （1）电压表V1的示数随电流表示数的变化图象为B，电压表V2的示数随电流表示数的变化图象应为A；（2）由乙图可知，电阻的值等于AC的斜率，即；当全部接入电路时，电路中电流最小，对应BC线上的B点则，（2）对图线上的B点，根据闭合电路的欧姆定律有：对图线上的C点，根据闭合电路的欧姆定律有：联立解得：E=8 V r=1 阻，电源输出功率不一定增

9、大，A错；电压表V1测的为电阻R两端电压，电压表V2测的为路端电压，电注表测的是干路中的电流，所以，所以均保持不变，故C正确；当电路稳定后，断开电键，小灯泡与电容器组成闭合回路，电容放电，小灯泡不立刻熄灭，故D错误。学%科网16D【解析】灯泡的额定电流，电阻，当开关接1时，电阻R的电流，根据根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir=3+0.1r；当开关接2时，灯泡电流，小于灯泡的额定电流，实际功率小于额定功率，则灯泡很暗，甚至不亮。故ACB错误，D正确。17（1）1 （2）2.5 A 90 W（1）S断开时，电源与定值电阻构成串联回路，电源内阻（2）S闭合后，定值电阻与电动机构成并联电路，电流表测干路

10、电流路端电压通过定值电阻的电流通过电动机的电流电动机消耗的总功率即电动机的电功率，（2）当R滑=0时，所以Pmax=Im2R0=10 W当滑动变阻器阻值3 时，消耗的功率最大，Pmax=3 W【名师点睛】此题是关于电功率的计算问题；注意电动机的输出功率等于输入的总功率与热功率的差值；当电路电阻变化时，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大。20C【解析】根据等效电路，开关S断开时，电容器的电压，得；S闭合时，故，故选C。【名师点睛】此题是对闭合电路欧姆定律及电容器问题的考查；解题关键是要搞清电路的结构，画出等效电路图，搞清电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压，然后根据Q=CU求解电容器的带电荷量

11、。21AC【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 ，所D错误。【方法技巧】重点是掌握闭合电路的欧姆定律，注意电路的连接方式，a、b间用导线连接后，外电路的连接发生改变。学科#网22ACD【解析】滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选项A对；电压表V1测量定值电阻的电压，电阻不变，总电流变大，所以电压变大即V1示数增大。电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压，示数变小，选项B错；电压表V3测量滑动变阻器电压，设电流增加量为，则根据，所以，选项D对；电压表V3的变化量，所以，选项C对。【方法技巧】先分析电路的连接方式，依据闭合电路的欧姆定律知，路端电压随外电阻的增大而增大，分析电路中电压、电流的变化情况。