2019年高中物理选修3-1假期作业（十六）闭合电路欧姆定律

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假期作业（十六）闭合电路欧姆定律　
[温故知新]
一、闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路的组成
(1)外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势逐渐________
(2)内电路：电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势逐渐_________
2．闭合电路欧姆定律
(1)内容：闭合电路里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：_________ (只适用于纯电阻电路)；_________(适用于任何电路)．
二、路端电压与负载的关系
1．路端电压与负载
(1)路端电压U：外电路上总的电势降落，又叫________．
(2)负载R：电路中消耗电能的元件统称为负载．
2．路端电压U和负载R的关系
(1)关系式：__________.
(2)纯电阻电路中，路端电压U与外电阻R的关系
①当外电阻R增大时，电流I_______，内电压________，路端电压U_______，当外电路断路时，R→∞，I＝0，U＝_______
②当外电阻R减小时，电流I______，内电压______，路端电压U______，当外电路短路时，R＝0，I＝，U＝________
三、路端电压U跟电流I的关系
1．关系式：__________
2．图象如图所示，其中纵轴截距为________，横轴截距为________，斜率的绝对值为__________

　[典型例题]
【例题】如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6 V和0.4 A；当S断开时，它们的示数各改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内阻．

【解析】　当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得
U1＝E－I1r，
即E＝1.6 V＋0.4r①
当S断开时，由闭合电路欧姆定律得
U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1) V＋(0.4－0.1)r②
由①②得E＝2 V，r＝1 Ω.
【答案】　2 V　1 Ω

解决闭合电路问题的一般步骤：
(1)分析电路：认清各元件的串、并联关系，必要时画等效电路图，特别注意电压表和电流表对应的电路．
(2)求总电流I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路欧姆定律直接求出；若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电阻和电压求总电流I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出I.
(3)各部分的电压、电流：根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流．
(4)注意适用条件：外电路含有非纯电阻元件时(如电动机，电解槽等)，不能直接用欧姆定律解决电流问题，可以根据串、并联电路特点或能量守恒定律进行列式计算．
[提升训练]
一、选择题
1．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A．从关系式E＝I(R＋r)可知，电源电动势由通过它的电流I和电路的总电阻(R＋r)共同决定
B．从关系式R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．从关系式I＝可知， 电路中的电流跟电源电动势成正比，跟电路的总电阻成反比
D．从关系式R＝可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值
2．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是(　　)

A．电源的电动势为1.0 V
B．电源的内阻为2 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电源的内阻为12 Ω
3．(多选)如图所示，当可变电阻R＝2 Ω时，理想电压表的示数U＝4 V，已知电源的电动势E＝6 V，则(　　)

A．此时理想电流表的示数是2 A
B．此时理想电流表的示数是3 A
C．电源的内阻是1 Ω
D．电源的内阻是2 Ω
4．如图所示，电路中电源电动势为E，内电阻为r，定值电阻的阻值为R0，变阻器的全阻值为R，关于各部分的功率，有关说法正确的是(　　)

A．当R＋R0＝r，R上消耗的功率达到最大值
B．当R0＝r＋R，R上消耗的功率达到最大值
C．当R0＝R＋r，R0上消耗的功率达到最大值
D．当R＋R0＝r，电源的输出功率达到最大值
5.(多选)图示电路中，电源内阻不能忽略，闭合开关S，理想电压表示数为U，理想电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中(　　)

A．U先变小后变大
B．I先变小后变大
C．U与I的比值始终保持不变
D．电源消耗的功率先减小后增大
6．(多选)如图所示的电路由电源、电阻箱和电流表组成，电源电动势E＝4 V，内阻r＝2 Ω.电流表内阻忽略不计，闭合开关，调节电阻箱，当电阻箱读数分别等于R1和R2时，电流表对应的读数分别为I1和I2，这两种情况下电源的输出功率相等．下列说法中正确的是(　　)

A．I1＋I2＝2 A　　　　 B．I1－I2＝2 A
C．R1＝ D．R1＝
7．(多选)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电路中O点接地，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，M、N两点电势变化情况是(　　)

A．都升高
B．M点电势升高，N点电势降低
C．都降低
D．M点电势的改变量大于N点电势的改变量
8．如图所示的闭合电路中，当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中，V1、V2两只伏特表示数的变化量为ΔU1和ΔU2，则变化量的绝对值之比应是(　　)

A．|ΔU1|＞|ΔU2| B．|ΔU1|＜|ΔU2|
C．|ΔU1|＝|ΔU2| D．无法判断
二、非选择题
9．如图所示电路中，电阻R1＝R2＝R3＝10 Ω，电源内阻r＝5 Ω，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10 V．求：

(1)通过电阻R2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，电压表的示数变为多大？

















假期作业（十六）闭合电路欧姆定律参考答案　
[温故知新]
一、闭合电路的欧姆定律
1．闭合电路的组成
(1)降低．
(2)升高．
2．闭合电路欧姆定律
(1)正比，反比．
(2)I＝ 、E＝U内＋U外
二、路端电压与负载的关系
1．路端电压与负载
(1)外电压．
2．路端电压U和负载R的关系
(1)U＝IR＝·R.
①减小，减小，增大，E.
②I增大，增大，减小，0.
三、路端电压U跟电流I的关系
1．U＝E－Ir.
2．电动势，短路电流，电源内阻．
[提升训练]
1.解析：电源电动势与外电路无关，A选项错误；导体电阻与材料本身有关，与电压和电流无关，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值，B选项错误，D选项正确；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流跟电源电动势成正比，跟电路的总电阻成反比，C选项正确．
答案：CD
2.解析：由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir得，当I＝0时，U＝E，图线与纵轴交点表示电动势E＝6 V，A选项错误；电源的内阻等于图线的斜率大小，r＝＝2 Ω，B选项正确，D选项错误；外电阻R＝0时，短路电流I＝＝3 A，C选项错误．
答案：B
3.解析：由题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过R的电流，由部分电路欧姆定律可得U＝IR，故I＝2 A；再由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，将I＝2 A、U＝4 V、E＝6 V代入可得r＝1 Ω.故A、C选项正确．
答案：AC
4.解析：R是滑动变阻器，要使R上消耗的功率达到最大值，可将R0看作等效电阻，当R＝R0＋r时，等效电源输出功率最大，即R消耗的功率最大，A、B选项错误；R0为定值电阻，要使R0上消耗的功率达到最大值，则通过的电流最大，即R＝0时，C选项错误；当外电阻等于内阻时，即R＋R0＝r时，电源的输出功率达到最大值，D选项正确．
答案：D
5.解析：滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，电路总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流先变小后变大，路端电压先增大后减小．电流表示数I先变大后变小．根据并联电路的分流规律可知，通过R3的电流先变小后变大，则电压表的读数U先变小后变大，A选项正确，B选项错误；由于U先变小后变大，I先变大后变小，所以U与I比值先变小后变大，C选项错误；电源消耗的功率P＝EI总，E不变，I总先变小后变大，则电源消耗的功率P先减小后增大，D选项正确．
答案：AD
6.解析：根据闭合电路欧姆定律可知，I1＝＝，I2＝＝，两种情况下电源的输出功率相等，IR1＝IR2，联立解得I1＋I2＝2 A，R1＝，A、D选项正确．
答案：AD
7.解析：当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，通过R3的电流增大，路端电压减小，R3两端的电压增大，N点的电势比O点的电势低，故N点的电势降低．并联部分的电阻减小，分压减小，M点的电势大于零，故M点的电势降低．A、B选项错误，C选项正确；路端电压减小，并联部分电压减小量大于R3两端电压的增加量，因此M点电势的改变量大于N点电势的改变量，D选项正确．
答案：CD
9.解析：分析电路结构可知，滑动变阻器、电阻R1、R2串联，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电压的变化量为零，当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中，总电阻减小，干路电流增大，即部分电路中电压的增加量等于另一部分电路中电压的减少量，|ΔU1|＝|ΔU2|＋|ΔUr|，即|ΔU1|＞|ΔU2|，A选项正确．
答案：A
1解析：(1)I2＝＝ A＝1 A.
(2)路端电压等于外电路电压，
故U＝I2＝1×(10＋5)V＝15 V.
(3)又U＝E－I2r，故E＝U＋I2r＝15 V＋1×5 V＝20 V.
(4)当开关S1闭合而S2断开时，电路是R1、R2串联再与电源构成闭合电路，电压表示数等于外电路电压．
U＝(R1＋R2)＝×20 V＝16 V.
答案：(1)1 A　(2)15 V　(3)20 V　(4)16 V
































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