课时跟踪检测（十九） 闭合电路欧姆定律的应用
A组—重基础·体现综合
1.如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.0 Ω，电阻R＝2.0 Ω，不计电路中的其他电阻，闭合开关S后，电流表A的示数为( )
A．0.5 A B．1.0 A
C．1.5 A D．3.0 A
解析：选B 根据闭合电路欧姆定律得I＝＝ A＝1.0 A，故B正确，A、C、D错误。
2.如图所示的电路中，闭合开关后，移动滑动变阻器R1的滑片P，发现电流表的示数增大，则在此过程中( )
A．滑片P向左移动
B．电源的路端电压增大
C．电阻R2两端电压减小
D．滑动变阻器两端电压增加
解析：选A 电流表的示数增大，可知电路总电阻变小，即滑动变阻器阻值变小，滑片P向左移动，A正确；外电路总电阻变小，可得路端电压变小，B错误；电路中电流增大，可得电阻R2两端电压变大；同理电源内阻上的电压也变大，根据闭合电路欧姆定律，因为电源电动势不变，所以滑动变阻器两端电压减小，C、D错误。
3．两个电池1和2的电动势E1＞E2，它们分别向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同。比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P1和P2及电池的效率η1和η2的大小，则有( )
A．P1＞P2，η1＞η2 B．P1＞P2，η1＜η2
C．P1＜P2，η1＞η2 D．P1＜P2，η1＜η2
解析：选B 因为向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同，则电流I相等。据I＝＝，因E1＞E2，则r1＞r2。据P＝I2r，两电源内部消耗的电功率P1＞P2。据η＝＝＝，电池的效率η1＜η2。故B项正确，A、C、D错误。
4.如图是一火警报警电路的示意图，其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小
C．I变大，U变小 D．I变小，U变大
解析：选A 发生火情时，温度升高，电阻率增大，根据电阻定律R＝ρ可知R3阻值变大，根据“串反并同”的规律可知，电流表示数I和报警器两端电压U都是与R3“并”的物理量，所以变化与R3变化相同，均增大，A正确，B、C、D错误。
5.如图所示电路中，电池内阻为r，开关S原来是闭合的。当S断开时，电流表示数变化情况是( )
A．r＝0时示数变大，r≠0时示数变小
B．r＝0时示数变小，r≠0时示数变大
C．r＝0或r≠0时，示数都变大
D．r＝0时示数不变，r≠0时示数变大
解析：选D r＝0时，电源的路端电压一定，所以电流表示数不变；当r≠0时，开关断开后，外电路电阻变大，路端电压变大，所以电流表示数增大，选项D正确。
6.如图所示，a、b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不亮，用电压表检查电路时，测得Uab＝U, U cd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是( )
A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器断路
C．a、c间灯泡断路 D．两个灯泡都断路
解析：选B 串联电路中灯泡不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab＝U，测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个滑动变阻器，所以滑动变阻器处于断路情况，B正确。
7.[多选]如图所示，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当开关闭合后，两小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮，小灯泡L2变暗
C．电流表A的读数变小，电压表V的读数变大
D．电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比不变
解析：选BCD 将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，与灯L1并联的电路的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，L2变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律知路端电压增大，电压表V的读数变大，而灯L2两端电压减小，所以灯L1两端的电压增大，灯L1变亮，故B、C正确，A错误；电压表的读数变化量(外电压的变化量)与电流表的读数变化量的比值的绝对值等于电源的内阻，电源的内阻不变，则变化量之比不变，故D正确。
8．如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量。
解析：(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上。S闭合后，qE＝mg的平衡关系被打破。S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝E＝4 V，＝mg。S闭合后，UC′＝E＝8 V，设带电粒子加速度为a，则－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上。
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C。
答案：(1)g 方向竖直向上 (2)4×10－4 C
B组—重应用·体现创新
9．将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知( )
A．电源最大输出功率可能大于45 W
B．电源内阻一定等于5 Ω
C．电源电动势为45 V
D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%
解析：选B 由题意知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知，此时电阻箱读数为R＝5 Ω，电流I＝ ＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误。
10．如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是( )
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．小灯泡L变暗
C．电容器C上电荷量减小
D．电源的总功率变小
解析：选C 当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中的阻值变小，回路的总阻值R减小，干路电流增大，电流表读数变大，小灯泡L变亮，而内电压U内＝Ir增大，故路端电压减小，选项A、B错误；由P＝EI得，电源的总功率变大，选项D错误；由UC＝E－I(r＋R灯)及q＝C·UC知，电容器C上电荷量减小，故C正确。
11.[多选]如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，如果再合上开关S2，则下列表述正确的是( )
A．电源输出功率减小 B．L1消耗的功率减小
C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大
解析：选BC 只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作，再合上开关S2，并联部分的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大。由于电源的内阻不计，电源的输出功率P＝EI，与电流成正比，则电源输出功率增大，故A错误；由于并联部分的电阻减小，根据并联电路的特点，并联部分分担的电压减小，L1两端的电压减小，其消耗的功率减小，故B正确；合上开关S2后，外电路总电阻减小，干路电流增大，而R1在干路中，通过R1上的电流增大，故C正确；并联部分的电压减小，通过R3上的电流将减小，故D错误。
12.[多选]如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，L为指示灯泡，C为平行板电容器，G为灵敏电流计。闭合开关S，当环境温度明显升高时，下列说法正确的是( )
A．L变亮
B．RT两端电压变大
C．C所带的电荷量保持不变
D．G中电流方向由a到b
解析：选AD 环境温度明显升高时，RT的阻值减小，电路电流增大，灯泡L变亮，所以A正确；RT的阻值减小，根据串联电路的分压规律，RT两端的电压减小，所以B错误；外电路的电阻减小，故路端电压减小，电容器的电压减小，电荷量减少，所以C错误；电容器的电荷量减少，发生放电现象，故G中电流方向由a到b，所以D正确。
13.如图所示电路中，电源电动势E＝16 V，内电阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝9.0 Ω，R2＝15 Ω。开关闭合后，理想电流表A的示数为0.4 A。求：
(1)电源的路端电压；
(2)电阻R3的阻值和它消耗的电功率。
解析：(1)对电阻R2分析，根据欧姆定律U2＝I2R2，整个回路的总电流I＝
路端电压为U＝E－Ir，
代入数据解得U＝15 V。
(2)对电阻R3分析，根据欧姆定律R3＝，总电流I＝I2＋I3，
代入数据得：R3＝10 Ω。
R3消耗的电功率P3＝I32R3，
代入数据得：P3＝3.6 W。
答案：(1)15 V (2)10 Ω 3.6 W
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习题课三 闭合电路欧姆定律的应用
综合提能(一) 闭合电路的动态分析
[知识贯通]
闭合电路动态问题的分析方法
(1)程序法。
①分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象；
②由局部电阻变化判断总电阻的变化；
③由I＝ 判断总电流的变化；
④据U＝E－Ir判断路端电压的变化；
⑤由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。
(2)结论法——“并同串反”。
“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。
“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。
[典例1] 电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及
滑动变阻器R连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由中
点滑向b端时，下列说法正确的是 ( )
A．电压表和电流表读数都增大
B．电压表和电流表读数都减小
C．电压表读数增大，电流表A1读数减小，A2读数增大
D．电压表读数减小，电流表A1读数增大，A2读数减小
答案：C
闭合电路的动态分析方法
(1)程序法：局部→整体→局部。
(2)“并同串反”法：所谓“并同”，即某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大，反之则减小；所谓“串反”，即某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小，反之则增大。
[集训提能]
1. 在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，
R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑片在a端
时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、
I2和U。现将R2的滑片向b端移动，则三个电表示数的变化情况是 ( )
A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
解析：电路结构：R1、R2并联后再与R3串联，电流表A1测通过R1的电流I1，电流表A2测通过R2的电流I2，电压表V测路端电压U。R2的滑片由a滑向b时，R2阻值减小，电路总电阻减小，则总电流I增大；根据闭合电路欧姆定律知路端电压U＝E－Ir，所以电压表示数U减小；R1两端电压U1＝U－U3，而U3＝IR3，U3增大，所以U1减小，则I1减小，而I＝I1＋I2，所以I2增大，B正确，A、C、D错误。
答案：B
2. [多选]如图所示，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V1、V2、V3示数变化
量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量
的绝对值为ΔI，则 ( )
A．A的示数增大 B．V2的示数增大
C．ΔU3与ΔI的比值大于r D．ΔU1大于ΔU2
答案：ACD
答案：BD
功率最大值的求解方法
(1)流过电源的电流最大时，电源的功率、内损耗功率均最大。
(2)对某定值电阻来说，其电流最大时功率也最大。
(3)电源的输出功率在外电阻等于内阻时最大，若不能相等，外电阻越接近内阻时，电源的输出功率越大。
(4)对于外电路中部分不变电阻来说，可以写出其功率表达式，利用数学知识求其极值。
[集训提能]
1. [多选]如图所示，图线AB是某电源的路端电压随电流变化的关
系图线，OM是固定电阻R两端的电压随电流变化的图线，由图
可知 ( )
A．该电源的电动势为6 V，内阻是2 Ω
B．固定电阻R的阻值为1 Ω
C．该电源的最大输出功率为9 W
D．当该电源只向电阻R供电时，其效率约为66.7%
答案：CD
2. 如图所示，电源的电动势是6 V，内电阻是0.5 Ω，电动机M的
线圈电阻为0.5 Ω，定值电阻R0为3 Ω，若电压表的示数为3 V，
试求：
(1)电源的总功率和电源的输出功率；
(2)电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率。
答案：(1)6 W 5.5 W (2)2.5 W 2 W
综合提能(三) 含容电路的分析与计算
[知识贯通]
1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降低，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压。
2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等。
3．电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电容器两端电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。
[典例3] 如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻可忽略，
R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF，求：
(1)S闭合后，稳定时通过R1的电流；
(2)S原来闭合，然后断开，这个过程中流过R1的电荷量。
答案：(1)1 A (2)1.2×10－4 C
含电容器电路的分析与计算方法
(1)首先确定电路的连接关系及电容器和哪部分电路并联。
(2)根据欧姆定律求并联部分的电压即为电容器两极板间的电压。
(3)最后根据公式Q＝CU或ΔQ＝CΔU，求电荷量及其变化量。
[集训提能]
1．如图所示的电路中，已知电容C1＝C2，电阻R1＝R2，电源电动势为E，内阻为r，当开关S由闭合状态断开时，下列说法中正确的是 ( )
A．电容器C1的电荷量增多，电容器C2的电荷量减少
B．电容器C1的电荷量减少，电容器C2的电荷量增多
C．电容器C1、C2的电荷量都增多
D．电容器C1、C2的电荷量都减少
解析：开关S闭合时，电容器C1两端电压与R2两端电压相等，C2两端电压与R1两端电压相等；开关S断开时，电路断路，电容器C1、C2两端电压均等于电源电动势E，由Q＝CU知，电容器C1、C2的电荷量均增多，C正确。
答案：C
答案：C
