闭合电路欧姆定律及应用
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10.2 闭合电路欧姆定律及应用
1．用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列判断中正确的是( )
A．电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值
B．外电路断开时，内电压为零，路端电压也为零
C．路端电压增大时，流过电源的电流一定减小
D．路端电压增大时，电源的效率一定增大
2．如图10－2－1所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中，下列判断正确的是( )
A．电阻R中没有电流 B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流 D．电阻R中有从b流向a的电流
3．在如图10－2－2所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时( )
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
4．如图10－2－3所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B的横坐标为1 A，那么AB线段表示的功率等于( )
A．1 W B．3 W C．2 W D．2.5 W
5．如图10－2－4所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( )
A．4 W、8 W B．2 W、4 W
C．4 W、6 W D．2 W、3 W
6．如图10－2－5，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值 ( )
A．0.28A B．0.25A C．0.22A D．0.19A
7．如图10－2－6所示的电路中,当R1的滑片向左移动时,若电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为ΔU1和ΔU2(均为绝对值),则ΔU1和ΔU2的大小关系是( )
A．ΔU1＞ΔU2 B．ΔU1=ΔU2
C．ΔU1＜ΔU2 D．条件不足,无法确定
8．如图10－2－7所示的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是( )
A．L1灯灯丝烧断
B．电阻R2断路
C．电阻R2短路
D．电容器被击穿短路
9．如图10－2－8所示的电路中，定值电阻R=3 Ω，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1∶1.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）.
10．如图10－2－9所示， R 为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为 R1=2Ω时，电压表读数为 U1=4V ；当电阻箱读数为 R2=5Ω时，电压表读数为 U2=5V ．求：
（1）电源的电动势 E 和内阻 r ；
（2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
11．如图10－2－10所示为理想电压表和电流表与电阻R1、R2、R3连接的电路图。已知R3＝4Ω，当开关S断开时，电压表的示数为6.4V，电流表的示数为1.6A；当开关S闭合时，电压表的示数为2V，电流表的示数为1.5A，求：
(1)开关S断开时电阻R1上消耗的功率；
(2)电源的电动势和内电阻。
12．在如图10－2－11所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω，R2=10 Ω，R3=30 Ω，R4=35 Ω；电容器的电容C=100 μF，电容器原来不带电。求接通电键S后流过R4的总电量。
10.2 闭合电路欧姆定律及应用答案
1．ACD 解析：电源短路时,外电阻为零,所以路端电压为零，电路电流达最大值,A对；外电路断开时，内电压为零，路端电压等于电源电动势，B错；路端电压增大时，内电压一定减小，则流过电源的电流一定减小，C对；路端电压增大时，路端电压与电源电动势的比值变大，电源的效率变大，D对.
2．BC解析：电容器两端电压不变,板间距离增大，由C=εs/4πkd=Q/U可知电量变小，放电,，A错B对，刚开始A板带正电，放电时，形成a到b的电流，C对
3．D解析：滑动触点向上滑动时,电阻减小,导致总电阻减小,总电流增大,则路端电压U变小,又R1和R3共分得的电压增大,则a、b两端的电压减小,I变小,D对
4．C 解析：由P总=IE和直线OAC可得E=3V,当I=1A时PA=3W；由P内=I2r和抛物线OBC可得r=1Ω, 当I=1A时PB=1W，因此PAB=2W，C对
5．C 解析：从图中可知E=3 V，图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成电路的工作点，因此P出=UI=4 W，P总=EI=6 W.
6．C解析：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A．所以只能选C。
7．A解析：滑片左移,R1减小,总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,其中U2增大,则U1减小,(U1+U2)减小,所以ΔU1＞ΔU2
8．BD解析： L1灯灯丝烧断,导致总电阻增大,总电流减小,L2变暗,A错；电阻R2断路, 导致总电阻增大,总电流减小,L1两端电压减小,路端电压增大,则L2两端电压增大,L2变亮,B对；电阻R2短路,L2不会亮,C错；电容器被击穿短路,总电阻减小,总电流增大,L2变亮,D对
9解：设电源电动势为E，内阻为r.开关S断开时，P内/P外=r/RL=1/3
所以RL=3r UL=3E/4 所以PL=9E2/16RL
开关S闭合时，P内/P外=r/R并=1 R并=r， U并=E/2 所以UL′=E/2
所以PL′=E2/4RL 得 PL/ PL′=9/4
10解：（1）由闭合电路欧姆定律 E=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2 解得 E =6V , r =1Ω
（2）由 P=E2R/（R+r）2 R=r=1Ω时P有最大值 Pm=E2/4r=9W
11解：S断开时V表读数即为路端电压，故：R1=U1/I1=4Ω PR1=U1I1=10.24W
S合上时V表所测电压为R3两端的电压，故：IR3=0.5A
此时有：1.5×4=0.5（4+R2） 得R2=12Ω
故：E=6.4+1.6r E=1.5×4+（1.5+0.5）r 得：E=8V r=1Ω
12解：由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为R=+r
由欧姆定律得,通过电源的电流 I=E/R 电源的端电压U=E-Ir
电阻R3两端的电压U′=R3U/(R2+R3) 通过R4的总电量就是电容器的电量Q=CU′
由以上各式并带入数据解得 Q=2.0×10—4 C
1．用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列判断中正确的是( )
A．电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值
B．外电路断开时，内电压为零，路端电压也为零
C．路端电压增大时，流过电源的电流一定减小
D．路端电压增大时，电源的效率一定增大
2．如图10－2－1所示是一个由电池、电阻R与平行板电容器组成的串联电路，在增大电容器两极板间距离的过程中，下列判断正确的是( )
A．电阻R中没有电流 B．电容器的电容变小
C．电阻R中有从a流向b的电流 D．电阻R中有从b流向a的电流
3．在如图10－2－2所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时( )
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
4．如图10－2－3所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，抛物线OBC为同一直流电源内部热功率Pr随电流I变化的图线。若A、B的横坐标为1 A，那么AB线段表示的功率等于( )
A．1 W B．3 W C．2 W D．2.5 W
5．如图10－2－4所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是( )
A．4 W、8 W B．2 W、4 W
C．4 W、6 W D．2 W、3 W
6．如图10－2－5，电源的内阻不可忽略．已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω．当电键S接位置1时，电流表的示数为0.20A．那么当电键S接位置2时，电流表的示数可能是下列的哪些值 ( )
A．0.28A B．0.25A C．0.22A D．0.19A
7．如图10－2－6所示的电路中,当R1的滑片向左移动时,若电压表V1和电压表V2的示数的变化量分别为ΔU1和ΔU2(均为绝对值),则ΔU1和ΔU2的大小关系是( )
A．ΔU1＞ΔU2 B．ΔU1=ΔU2
C．ΔU1＜ΔU2 D．条件不足,无法确定
8．如图10－2－7所示的电路中，闭合电键S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是( )
A．L1灯灯丝烧断
B．电阻R2断路
C．电阻R2短路
D．电容器被击穿短路
9．如图10－2－8所示的电路中，定值电阻R=3 Ω，当开关S断开时，电源内、外电路消耗的功率之比为1∶3；当开关S闭合时，内、外电路消耗的功率之比为1∶1.求开关S闭合前和闭合后，灯泡L上消耗的功率之比（不计灯泡电阻的变化）.
10．如图10－2－9所示， R 为电阻箱，V为理想电压表．当电阻箱读数为 R1=2Ω时，电压表读数为 U1=4V ；当电阻箱读数为 R2=5Ω时，电压表读数为 U2=5V ．求：
（1）电源的电动势 E 和内阻 r ；
（2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
11．如图10－2－10所示为理想电压表和电流表与电阻R1、R2、R3连接的电路图。已知R3＝4Ω，当开关S断开时，电压表的示数为6.4V，电流表的示数为1.6A；当开关S闭合时，电压表的示数为2V，电流表的示数为1.5A，求：
(1)开关S断开时电阻R1上消耗的功率；
(2)电源的电动势和内电阻。
12．在如图10－2－11所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω，R2=10 Ω，R3=30 Ω，R4=35 Ω；电容器的电容C=100 μF，电容器原来不带电。求接通电键S后流过R4的总电量。
10.2 闭合电路欧姆定律及应用答案
1．ACD 解析：电源短路时,外电阻为零,所以路端电压为零，电路电流达最大值,A对；外电路断开时，内电压为零，路端电压等于电源电动势，B错；路端电压增大时，内电压一定减小，则流过电源的电流一定减小，C对；路端电压增大时，路端电压与电源电动势的比值变大，电源的效率变大，D对.
2．BC解析：电容器两端电压不变,板间距离增大，由C=εs/4πkd=Q/U可知电量变小，放电,，A错B对，刚开始A板带正电，放电时，形成a到b的电流，C对
3．D解析：滑动触点向上滑动时,电阻减小,导致总电阻减小,总电流增大,则路端电压U变小,又R1和R3共分得的电压增大,则a、b两端的电压减小,I变小,D对
4．C 解析：由P总=IE和直线OAC可得E=3V,当I=1A时PA=3W；由P内=I2r和抛物线OBC可得r=1Ω, 当I=1A时PB=1W，因此PAB=2W，C对
5．C 解析：从图中可知E=3 V，图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成电路的工作点，因此P出=UI=4 W，P总=EI=6 W.
6．C解析：电键接2后，电路的总电阻减小，总电流一定增大，所以不可能是0.19A．电源的路端电压一定减小，原来路端电压为2V，所以电键接2后路端电压低于2V，因此电流一定小于0.25A．所以只能选C。
7．A解析：滑片左移,R1减小,总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,其中U2增大,则U1减小,(U1+U2)减小,所以ΔU1＞ΔU2
8．BD解析： L1灯灯丝烧断,导致总电阻增大,总电流减小,L2变暗,A错；电阻R2断路, 导致总电阻增大,总电流减小,L1两端电压减小,路端电压增大,则L2两端电压增大,L2变亮,B对；电阻R2短路,L2不会亮,C错；电容器被击穿短路,总电阻减小,总电流增大,L2变亮,D对
9解：设电源电动势为E，内阻为r.开关S断开时，P内/P外=r/RL=1/3
所以RL=3r UL=3E/4 所以PL=9E2/16RL
开关S闭合时，P内/P外=r/R并=1 R并=r， U并=E/2 所以UL′=E/2
所以PL′=E2/4RL 得 PL/ PL′=9/4
10解：（1）由闭合电路欧姆定律 E=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2 解得 E =6V , r =1Ω
（2）由 P=E2R/（R+r）2 R=r=1Ω时P有最大值 Pm=E2/4r=9W
11解：S断开时V表读数即为路端电压，故：R1=U1/I1=4Ω PR1=U1I1=10.24W
S合上时V表所测电压为R3两端的电压，故：IR3=0.5A
此时有：1.5×4=0.5（4+R2） 得R2=12Ω
故：E=6.4+1.6r E=1.5×4+（1.5+0.5）r 得：E=8V r=1Ω
12解：由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为R=+r
由欧姆定律得,通过电源的电流 I=E/R 电源的端电压U=E-Ir
电阻R3两端的电压U′=R3U/(R2+R3) 通过R4的总电量就是电容器的电量Q=CU′
由以上各式并带入数据解得 Q=2.0×10—4 C