高中物理选修3-1第二章稳恒电流-7.闭合电路欧姆定律（课件）

(共71张PPT)
吕 叔 湘 中 学
庞 留 根
闭合电路欧姆定律
一、闭合电路欧姆定律
推导闭合电路欧姆定律
闭合电路的欧姆定律
二、路端电压与负载的关系
路端电压与负载的关系 分析 两种极端情况
P62例题1 思考与讨论 例2
总结动态电路的规律—“串反并同” 例3
三、电源的功率和效率
电源的输出功率P随外电阻R变化的规律
电源的效率 例4 课堂总结
A组能力训练题1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
B组能力训练题1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14（2014年物理上海卷15）
15. (2014年理综天津卷2) 16.(2015年理综福建卷19. (2))
闭合电路欧姆定律
教学目标
1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、掌握路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点.知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。
二、重点、难点分析
1.重点是推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论.
2.难点是应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的电流强度、路端电压、输出功率、电源效率随外电阻变化的规律。
一、闭合电路欧姆定律
1、外电路和内电路
在外电路中，在外电路中，正电荷受静电力作用,从高电势（正极）向低电势（负极）运动,沿电流方向电势降低。
在电源内电路中，非静电力将正电荷从电势低处（负极）移到电势高处（正极）。
图2.7-1
E
R
外电路
内电路
r
A
B
S
（1）闭合电路是由内电路和外电路组成 （如图 2.7-1所示）
（2）内、外电路的电势变化
如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势“跃升”。
A
图2.7-2
C
I
B
I
D
（如图2.7-2所示）
在电源内部的正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。
2、推导闭合电路欧姆定律
设电源电动势为E，内阻为r、外电路电阻为R，设负载电阻两端电压为U，电路中的电流为I，通电时间为t。
（1）在t 时间内,外电路中电流做功产生的热为Q外
Q外=I2Rt
（2）在t 时间内,内电路中电流做功产生的热为Q内,
Q内=I2rt
（3）在t 时间内，电源中非静电力做的功W，
W=Eq=EIt
由能量转化和守恒定律可知，电源中非静电力做的功应当等于在内外电路中消耗的电能之和，即
W = Q外＋Q内。
所以 EIt=I2Rt＋I2rt
整理得：E＝IR+Ir ①
②
或
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正比,跟内、外电路的电阻之和成反比，这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。
（2）公式：
（3）适用条件：外电路是纯电阻的电路。
（4）路端电压
外电路两端的电势降落为U外=IR, 叫做路端电压,
内电路的电势降落为U内=Ir，
代入E =IR+ Ir得
③
该式表明，电动势等于内外电路电势降落之和。
②
二、路端电压与负载的关系
1、电流与与负载的关系
对给定的电源，电源的电动势E和内阻r是一定的，外电阻R变化时，电路中的电流何变化？
外电阻R增大时I 减小；R减小时I 增大。
据
容易看出，
外电阻R增大时，路端电压 U外如何变化？
由部分电路欧姆定律U外=IR，R增大I减小，路端电压U外如何变化就不好确定了。
通过实验来解决。
问题：
2、路端电压与负载的关系
演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律.
按电路图2.7-3连接电路。
调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流（或外电阻）而改变。
当外电阻减小时,
电流增大，路端电压减小.
当外电阻增大时,
电流减小，路端电压增大；
实验结论：
E r
S
V
A
R0
R
图2.7-3 研究路端电压
分析：
路端电压就是外电压，③式可以写成
④
对给定的电源,电源的电动势E和内阻r是一定的,
则内电压减小，由U=E-Ir，知路端电压增大。
I 减小,
外电阻R增大时,由
知，
反之，当R减小时，I增大，路端电压减小。
所以，当负载电阻R增大时，电流I将减小，则电源内阻上的电势降Ir将减小，所以路端电压U增大，所以路端电压U随外电阻的增大而增大.
3、两种极端情况
（1）电路断开时,也就是R→∞，I→0, 则 U=E
外电路断路时的路端电压等于电源的电动势。
在用电压表测电源的电压时，是有电流通过电源和电压表，外电路并非断路，这时测得的路端电压并不等于电源的电动势。
只有当电压表的电阻非常大时, 电流非常小, 此时测出的路端电压非常近似地等于电源的电动势.
（2）当电压两端发生短路时，即R→0时，
当发生短路时,外电阻R=0, U外=0, U内=E=Ir，
故短路电流
一般电源的内阻都比较小,所以短路电流很大,可能烧坏电源,甚至引起火灾。因此要绝对避免短路。
I→E/r，U → 0，路端电压等于零。
P62例题1、
在如图2.7-4所示的电路中，R1=14Ω，R2=9Ω，当开关S处于位置1时; 电流表的读数为 I1=0.2A;当开关S处于位置2时,电流表的读数为 I2=0.3A，求电源的电动势E和内电阻r。
解：
根据闭合电路欧姆定律，题述的两种情况可以列出两个方程
消去E，解得
①
②
代入数值得 r=1Ω
将r代入①式中，得E=3V
该题提供了一种测电动势和内阻的方法
1
S
E r
2
R2
图2.7-4
R1
A
思考与讨论：
电源的U—I图象
根据U=E-Ir，利用数学知识可以知道路端电压U是电流I的一次函数，路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线（如图所示）。
O
U
I
E
从图象可以看出路端电压U随着I的增大而减小.
直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么？
答：表示电源的电动势E.
答：直线的斜率的绝对值表示电源的内阻r.
直线的斜率呢？
例2、
在如图2所示的电路中，R1=10 Ω，R2=20 Ω，滑动变阻器R的阻值为 0~50Ω，电灯灯丝的电阻不变，当滑动触头P由a向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是（ ）
A.逐渐变亮
B.逐渐变暗
C.先变亮后变暗
D.先变暗后变亮
E r
图2
a
R1
R2
R
b
B
解见下页
灯泡的亮度由电灯的实际功率大小决定。电灯灯丝的电阻不变，研究通过
灯丝电流的大小可知灯的亮度.
解析：
电源电动势E和内阻r不变,通过灯泡电流由外电路总电阻决定。
外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，
灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。
总电流
减少，
综上所述，选项B正确。
E r
a
R1
R2
R
b
总结动态电路的规律如下—“串反并同”
所谓“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。
所谓“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、电功率将增大。
注意“串反并同”法则的应用条件：单变量电路。
对于多变量引起的电路变化，若各变量对同一对象分别引起的效果相同，则该原则的结果成立；若各变量对同一对象分别引起的效果相反，则“串反并同”法则不适用
例3、
右图电路,设R1增大，各电阻中的电流和两端电压如何变化？
R1增大，则总电阻增大；
解：
由 ，I减小；
因此U4、I4增大；
由U2=U-U3，U2、I2增大；
由I1=I3 -I2，I1减小。
R1
R2
R3
R4
E r
应用“串反并同”法则分析：
R1增大，R3与R1串联，电流I3、电压U3均减小；
R2、R4与R1并联,电流I2、I4均增大；电压U2 、U4均增大。
由U=E-Ir，U增大；
由I3= I-I4，I3、U3减小
三、电源的功率和效率
1、电源的功率：
③电源内部消耗的功率Pr=I 2r
①电源的总功率PE=EI
②电源的输出功率P出=UI
2、电源的输出功率P随外电阻R变化的规律
在纯电阻电路中，当用一个固定的电源（即E、r是定值）对变化的外电阻供电时，输出的功率
所以
当R=r时，即当内外电阻相等时，电源有最大的输出功率
电源输出功率随外电阻变化的图线如图3所示。
O
P出
Pm
r
R
图3
P=IU=I2R，
又因为
3、电源的效率：
在电路中电源的总功率为IE，输出的功率为IU,内电路损耗的功率为I2R，
则电源的效率为
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
当R变大， 也变大。而当R=r时，即输出功率最大时，电源的效率是50％。
所以电源的效率 随外电阻R的增大而增大。
例4、
如图4所示电路，电源电动势为E=6V，内电阻为r=4Ω, R0=2Ω, 滑动
变阻器R的阻值变化范围是
0~10Ω，求：
（1）电源的最大输出功率；
（2）使定值电阻R0上消耗的功率最大，则滑动变阻器的阻值R是多少？最大功率是多少？
（3）使滑动变阻器上消耗的功率最大，则滑动变阻器的阻值R是多少？ 最大功率是多少？
图4
E r
R
R0
（1）当外电阻等于内电阻时，R +R0 =4Ω，电源有最大的输出功率
解：
图4
E r
R
R0
（2）R0是定值电阻，电流越大功率越大，应用公式P=I2R0，当I最大时，P最大。
根据闭合电路的欧姆定律,只有滑动变阻器的阻值最小时,即R=0时,I有最大值,R0上消耗的功率最大.
（3）把R0等效为电源的内电阻的一部分，即电源的内阻为
r1 =R0+r，
利用刚才的推论，当R=r1=R0+r=6Ω时滑动变阻器上消耗的功率最大；
课堂总结、点评
通过本节课的学习，主要学习了以下几个问题：
1、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和，即E=U内+U外。
2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。在应用闭合电路的欧姆定律时，要注意它的适用条件是外电路是纯电阻电路
3、路端电压随着外电阻的增大而增大，随着外电阻的减小而减小。
4、路端电压与电流的关系式为U=E-Ir，其U—I图线是一条倾斜的直线。对闭合电路中，路端电压、输出功率等随外电阻变化的规律，要学会用公式法和图线法去分析和讨论。
A组能力训练题1
1.在闭合电路中，下列叙述正确的是 ( )
A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比
B.当外电路断开时，路端电压等于零
C.当外电路短路时，电路中的电流趋近于∞
D.当外电阻增大时，路端电压也增大
AD
A组能力训练题2
如图为伏打电池示意图, 由于化学反应,在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b.
（1）（多选题）沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是（ ）
A. R B. b C. r D. a
（2）在如图所示回路的各区域内，
电势升高的总和等于电源的___________。
电动势
BD
解：
依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。
由题意“在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b” ，则该区域即为非静电力作用的范围，故BD正确；
b
r
a
B
R
铜
锌
A
A组能力训练题3
3.关于电源电动势的说法，正确的是 ( )
A.在某电路中每通过2C的电荷量，电池提供的电能是4J，那么这个电池的电动势是0.5V
B.电源的路端电压增大时，其电源电动势一定也增大
C.无论内电压和外电压如何变化，其电源电动势一定不变
D.电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多
C
A组能力训练题4
4.单位电荷绕闭合电路一周，如外电路是纯电阻电路，外电路中产生的热量仅决定于（ ）
A.电流的大小，且与电流的平方成正比
B.电源电动势的大小，且与电动势的大小成正比
C.路端电压的大小，且与路端电压的大小成正比
D.各部分电阻值的大小，且与电阻值成反比
C
A组能力训练题5
5.在灯泡旁并联一只大功率的电炉，发现电灯变暗，这是因为（ ）
A.电炉从电灯上分出了一部分电流
B.输电线上电压增大，电灯上电压下降
C.电炉的额定电压大于电灯的额定电压
D.原来电灯上的电压有一部分分给了电炉
B
A组能力训练题6
6.一电源(电动势为E，内阻为r)，当它和一标有“6V,3W”的小灯泡构成闭合回路时, 小灯泡恰好正常发光.如果该电源与一标有“6V，6W”的小灯泡构成一闭合回路，该灯泡 （ ）
A.正常发光
B.比正常发光暗
C.比正常发光亮
D.因不知电源内阻的大小，故无法确定
B
A组能力训练题7
18．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（ ）
A．E=2.4V，r=1Ω
B．E=3V， r=2Ω
C．E=2.4V, r=2Ω　　　　　　
D．E=3V, r=1Ω
B
即2.4+0.3 r =3 得r=2Ω
解：
外电路断开时的路端电压为3V，则E=3V
接上8Ω的负载电阻后
A组能力训练题8
8. 如图所示的电路中，电阻R1=6Ω，R2=3Ω，S断开时，电流表示数为0.9A，S闭合时，电流表示数为0.8A，则电源电动势为E=______V，内阻r=______Ω。
5.76
S断开时，
S闭合时，电流表示数为0.8A，通过R2的电流为1.6A,总电流为2.4A，
E=5.76V，r=0.4Ω
解：
0.4
解得
E r
R1
R2
S
A
9.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是 （ ）
A.电动势E1=E2，短路电流I1>I2
B.电动势E1=E2.内阻r1>r2
C电动势E1>E2，内阻r1D.当两电源的工作电流变量相同时，电源2的路端电压变化较大
A组能力训练题9
O
U
I
1
2
AD
A组能力训练题10
电动势为E=12V的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路。如果将一电阻与电压表并联，则电压表的读数减小为原来的1/3，电流表的读数增大为原来的3倍。求电压表原来的读数。
设电压表和电流表的原来读数分别为U和I,
电源和电流表的内阻分别为r1和r2.由欧姆定律得
解①②两式并代入E的数值得
U=9V ③
①
②
解:
E
A
V
I
U
E
A
V
3I
U/3
A组能力训练题11
11．如图所示，变阻器R2的最大电阻是10 Ω，R3=5 Ω，电源的内电阻r=1 Ω，当开关S闭合，变阻器的滑片在中点位置时，
电源的总功率为16 W，电源
的输出功率为12 W.此时电灯
R1正常发光，求：
(1)电灯阻值R1是多少 (设R1阻值恒定不变)
(2)当开关S断开时，要使电灯正常工作，应使变阻器的电阻改变多少
R3
R1
E r
S
R2
Pr= P总 – P出，
解：
I2r=4，I=2A，
E= P总/ I =8V
U路＝P出/ I =6V
I3＝U路/ R3=6/5=1.2（A）,
I1 (R1+ R2/2)= U路,
R1+r+ R'2=E/ I1=8/0.8=10（Ω）
所以应使变阻器的电阻增大1.5 Ω
R'2=6.5（Ω），
(2) S断开时：
R3
R1
E r
S
R2
I1＝0.8（A）
R1＝2.5（Ω）
A组能力训练题12
按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是 （ ）
A．L1变暗
B．L1变亮
C．L2变暗
D．L2变亮
当滑动变阻器的滑动头向左移动时，并联部分分压减小，L2分压增大，则AD正确．
AD
R
L1
L2
S
E
解：
A组能力训练题13
在右图的闭合电路中，当滑片P向右移动时，两电表读数的变化是 （ ）
（A）A变大， V变大
（B）A变小， V变大
（C）A变大， V变小
（D）A变小， V变小
A
R
S
E
R0
P
V
电阻变大，电流变小，电压变大。
B
【解析】
A组能力训练题14
如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为E和r，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是（ 　 ）
A.电流表的示数变大，电压表的示数变大
B.电流表的示数变大，电压表的示数变小
C.电流表的示数变小，电压表的示数变小
D.电流表的示数变小，电压表的示数变大
V
A
E r
S
D
向左移动滑动变阻器的滑片时，
解：
R↑，总电阻R总↑，总电流I总↓ ，
U=E- I总r↑
电流表的示数变小,电压表的示数变大
如图电路，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯的亮度变化情况是（ ）
A、a灯变亮，b、c灯变暗
B、a、c灯变亮，b灯变暗
C、a、c灯变暗，b灯变亮
D、a、b灯变暗，c灯变亮
A组能力训练题15
B
c
b
a
R
解见下页
并联电路两端电压U并=U-I总Ra减小↓，b灯变暗;
解：
变阻器R的滑片稍向上滑动一些，R的阻值↓，
并联电阻↓，总电阻↓，总电流I总↑, a灯变亮;
路端电压U=E -I总r↓，
Ic=I总-U并/Rb↑，c灯变亮。
c
b
a
R
B组能力训练题1
1.一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为（ ）
A.1Ω B.2Ω C.4Ω D.8Ω
C
解：
两电阻消耗的电功率相等，P1= P2，化简得
B组能力训练题2
图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。
则该电路可能为 ( )
C
D
A
B
B
由测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线可知：该电源的电动势为6V，内阻为0.5Ω，
解：
A中的路端电压为4V，
B中的路端电压为4.8V，
C中的路端电压约为5.7V，
D中的路端电压为5.4V，
选项B正确。
1
U/V
0
I/A
5
4
6
2
3
4
B组能力训练题3
如图所示, R为电阻箱， 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)当电阻箱读数为多少时,电源的输出功率最大？最大值Pm 为多少？
V
V
E r
S
R
E=U1+U1r/R1
E=U2+U2r/R2
(2)由电功率表达式
当R=r=1Ω时，P有最大值
(1)由闭合电路欧姆定律
解得 E=6V r=1Ω
解：
V
E r
S
R
Pm =E2 /4r = 9W
B组能力训练题4
右图中图线①表示某电池组的输出电压—电流关系，图线②表示其输出功率—电流关系．该电池组的内阻为 Ω．
当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是 V．
5
30
r=ΔU/ΔI=(50-25) / 5 =5 Ω
输出功率为120W时，
I=4A ，U=P/I=30V
20
30
40
50
1
2
3
4
5
20
40
60
80
0
100
120
0
电流（A）
输出功率（W）
输出电压（V）
②
①
解：
B组能力训练题5
在图中, 电源内阻不能忽略，R1＝5Ω,R2＝4Ω.当开关S切换到位置1时,电流表的示数为I1＝2A;当开关S扳到位置2时，电流表的示数可能为下列情况中的 （ ）
A. 2.5A B. 1.8A C. 2.2A D. 3.0A
C
解:
根据闭合电路欧姆定律可列出方程：
A
E r
2
R1
R2
1
S
E＝I1R1＋I1r，
E＝I2R2＋I2r．
∴2A∴选C
B组能力训练题6
如图所示，图线AB是某闭合电路的路端电压随电流变化的关系图线， OM是某定值电阻R的伏安特性曲线.由图求：
(1) R 的阻值.
(2) 处于直线OM与AB交点
C时电源的输出功率.
(3) 处于交点C时电源内部消耗的电功率.
(4) 电源的最大输出功率.
0
6
6
4
2
I/A
U/V
A
B
M
C
2
4
（1）OM是电阻的伏安特性曲线，
电阻R=UC / IC=4/2＝2Ω
（2）交点C处电源的输出功率为
PC出=UcIc=4×2(W)=8(W)
(3) 由图可知E＝6V，
可计算电源内阻r=(E-U)／I＝(6－4)/2(Ω)＝1Ω
(或r =E/Im=1Ω)
在C点电源内部消耗的功率
PC内＝IC2· r ＝22×1（W）＝4W
（4）电源的最大输出功率Pm，是在外电阻的阻值R恰等于电源内电阻r 时达到的.
Pm=E2／4r＝62／4（W）＝9W
解：
0
6
6
4
2
I/A
U/V
A
B
M
C
2
4
B组能力训练题7
某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示．用此电源和电阻R1、R2组成电路．R1、R2可以同时接入电路，也可以单独接入电路．为使电源输出功率最大，可采用的接法是 （ ）
A．将R1单独接到电源两端
B．将R2单独接到电源两端
C．将R1、R2串联后接到电源两端
D．将R1、R2并联后接到电源两端
0
2
4
3
1
2
R2
R1
6
U/ V
I/A
解：
由图线得: R1=0.5Ω, R2=1Ω, 电源内阻r=0.5Ω
为使电源输出功率最大，应使R=r，选项A正确。
A
B组能力训练题8
如图所示为小灯泡的U-I 图线，若将该小灯泡与一节电动势 E =1.5V ，内阻 r=0.75Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据 （ ） A．1.5W 1.0W
B．0.75W 0.5W
C．0.75W 0.75W
D．1.5W 0.75W
U/V
I/A
0.5
1.0
1.5
1.0
2.0
3.0
0
D
解见下页
在题图小灯泡的U-I 图线上作出电源的U-I 图线U=1.5-0.75I如图示，交点即为工作点，I=1.0A，U=0.75V，
U/V
I/A
0.5
1.0
1.5
1.0
2.0
3.0
0
选项D正确。
小灯泡的实际电功率
P灯=IU=0.75W
电源的总功率
P总=IE=1.5W
解：
B组能力训练题9
9．如图所示，在A、B两点间接一电动势为4V，内电阻为1Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，当电键S闭合时，求：
（1）电流表的读数；
（2）电容器所带的电量；
（3）断开电键S后，通过R2的电量．
A
C
A
B
R1
R2
R3
S
解：
（1）由于电阻R1、R2被电流表所短路，所以，电流表的读数为：
（2）电容器的带电量为：
Q＝CUC＝CUR3＝CIR3
＝30 ×10-6 ×0.8×4=9.6×10-5 C
（3）当电键断开，电容器相当于电源，
外电路是：电阻R1、R2并联后串联R3。
由于各电阻阻值相同，所以通过R2的电量为：
A
C
A
B
R1
R2
R3
S
R2
R3
C
R1
B组能力训练题10
如图所示的电路中,电阻R1=R2=R3=R4=R=20Ω,电源电动势E=100V,电源内阻r=10Ω,电容器电容C=10-6 F,求
（1）当电键K闭合时，电容器所带电量为多少；
（2）当电键K断开后，电容器所带电量为多少，通过电阻R2的电量是多少？
R4
R1
R2
R3
C
E r
K
(1) K闭合，R34=2×20＝40Ω , R1=20Ω
上极板带正电，下极板带负电
解：
（2）K断开，
上极板带负电，下极板带正电
R4
R1
R2
R3
C
E r
K
B组能力训练题11（2012年上海卷17）
直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）
（A）总功率一定减小
（B）效率一定增大
（C）内部损耗功率一定减小
（D）输出功率一定先增大后减小
ABC
解见下页
A
V
P
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流I 变小，
总功率P=EI一定减小，A正确；
而内电压降低，外电压升高，
当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D不对。
解析：
内部消耗的功率 P=I2r 一定减小，C正确；
增大，B正确；
电源的效率
A
V
P
B组能力训练题12
如图所示电路，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
（ ）
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
V
A
R0
R2
R1
S
E r
A
解见下页
变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，使连入电路中的R0阻值减小，
又R2与R0并联后再与R1串联，在R0减小时，使得R2两端电压减小，R2中的电流减小，即电流表示数减小。
A正确，B、C、D错误。
【解析】
路端电压U＝E-Ir减小，即电压表的示数减小，
整个电路的电阻减小，电路中的电流I增大，
V
A
R0
R2
R1
S
E r
B组能力训练题13
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的滑动触点在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的滑动触点向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
S
R1
R2
R3
E r
A1
A2
V
a
b
B
解见下页
S
R1
R2
R3
E r
A1
A2
V
a
b
当R2的滑动触点向b端移动时， R2减小，
总电阻R总减小，由欧姆定律
解：
得总电流I增大，路端电压U减小， U并减小,
，I1减小，
，I2增大
选项B正确
S
R1
R2
R3
E r
A1
A2
V
a
b
电流表A1和电压表V与R2为并联关系，
应用“串反并同”法则分析同样可得到结果：
电流表A2与R2为串联关系，
R2减小时，I2增大，
R2减小时， I1减小，U减小，B正确。
题目
B组能力训练题14
将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I和II串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时I和II阻值相等，保持I温度不变，冷却或加热II，则II的电功率在（ ）
A．加热时变大，冷却时变小
B．加热时变小，冷却时变大
C．加热或冷却时都变小
D．加热或冷却时都变大
将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，
初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻II的电功率最大，
无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，
C项正确。
解析：
C
B组能力训练题15. (2014年理综天津卷2)
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R2的阻值
C．增大两板间的距离
D．断开电键S
S
E r
C
R2
R1
B
解见下页
解析：
如果油滴不动,则平行板电容器中电场强度不能变.
增大R1阻值，因为电源内阻不能忽略，所以R1分压增大，电容器电压增大，电场变强，A错。
增大R2阻值，因为电容器是断路，所以不影响电容器两端电压，电场不变，B对。
断开电键则电容器中间电场变为0，D错。
增大两板间距离，因为电容器两端电压不变，根据 ，电场变小，C错。
B组能力训练题16
某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。
①实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接；
甲
0.6
3
左
右
S
V
连线如右图
②某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为_________A。
乙
0
0.4
0.6
0.2
由图知电流表量程为0.6A，
所以读数为0.44A；
0.44
①问
③该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，
根据图线判断，将______只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合。
丙
解见下页
回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为__________W（保留两位小数）。
4
2.25
此时电阻约为
并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，
小电珠消耗的总功率约为
电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压，等于1.5V，
解：
由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，
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