2.7 闭合电路的欧姆定律 期末复习学案Word版含解析
文档属性
| 名称 | 2.7 闭合电路的欧姆定律 期末复习学案Word版含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 476.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-12 17:32:13 | ||
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文档简介
闭合电路的欧姆定律
1．电源电动势是反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，它等于电源在其内部把正电荷从负极移到正极所做的功W非与移动的电荷量q之比，即E＝。
2．如果在闭合电路中，外部电路的电压降为U外，内部电路的电压降为U内，则电源电动势为E＝U外＋U内。
3．闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流(I)和电源的电动势(E)成正比，和内、外电路中的电阻之和成反比，即I＝(其中R为外电路电阻，r为内电路电阻)，常用表达式还有：E＝IR＋Ir。
4．如果闭合电路中电源的总功率为P，内部消耗功率为P内，电源输出功率为P出，回路中的电流为I，电源内阻为r，外电阻为R，内电压为U＇，外电压为U，则
P＝EI＝I(U1＋U2)(若外电路是纯电阻电路，还有P＝I2(R＋r))；
P内＝I2r；
P出＝P总－P内＝EI－I2r；
电源的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%。
5．在纯电阻电路中，可以用，I2R，UI表示热功、热功率；而在非纯电阻电路中只能用(U、R)、(I、R) 表示热功、热功率。
例1 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡。闭合S后，两灯均能发光。当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，会出现( )
A．L1变暗，L2变暗 B．L1变亮，L2变暗
C．L1变亮，L2变亮 D．L1变暗，L2变亮
【解析】 当滑动变阻器的滑头向右滑动时，其阻值变大，于是并联部分的总电阻变大，整个回路的电阻相应变大，而电源电动势不变，所以通过灯泡L1的电流变小，L1变暗；又由于并联部分的总电阻变大，所以并联部分分得的电压变大，而L2的阻值不变，故通过L2的电流变大，所以灯泡L2变亮，选D。
【答案】 D
例2 如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝8 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝20 μF。开关S原来断开，后将它闭合。求：
(1)S闭合后a、b两点间的电压；
(2)S闭合后流过R2的电荷量。
【解析】 (1)S闭合后，电源与R1形成一个回路
I＝E/(R1＋r) Uab＝E－Ir
代入数据得Uab＝8 V
(2)S闭合前电容两端电压UC1＝E＝10 V
S闭合后电容两端电压UC2＝Uab＝8 V
流过R2的电荷量ΔQ＝C(UC1－UC2)＝20×10－6×2 C＝4×10－5 C
【答案】 (1) 8 V (2)4×10－5 C
1．下列关于电源电动势的说法中错误的是( )
A．电源的电动势等于内、外电路电势降落之和
B．电源的电动势等于外电路断开时的路端电压
C．在电源内，非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能也越多，电动势也越大
D．电源的电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领
2．如图所示是某物理小组同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是( )
A．L1断路 B．L1短路
C．L2断路 D．L2短路
3．在如图的闭合电路中，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
4．(多选)如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时，下列分析正确的是( )
A．触点O向下滑动 B．触点O向上滑动
C．电路中的电流增大了 D．电路中的电流减小了
5．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
6．如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。以下说法错误的是( )
A．电池组的内阻是1 Ω
B．电阻的阻值为0.33 Ω
C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是3 W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4 W
7．如图所示，电路中电池的电动势E＝5 V，内电阻r＝10 Ω，定值电阻R＝90 Ω，R0是可变电阻，在R0从零增加到400 Ω的过程中，求：
(1)可变电阻R0上消耗的热功率最大时满足的条件和最大热功率；
(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
1．(多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )
A．电动机消耗的总功率为UI
B．电动机消耗的热功率为
C．电源的输出功率为EI
D．电源的效率为1－
2．在如图电路中，当滑动变阻器滑动键P向下移动时，则( )
A．A灯变亮，B灯变亮，C灯变亮
B．A灯变亮，B灯变亮，C灯变暗
C．A灯变亮，B灯变暗，C灯变暗
D．A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮
3．(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。为探
测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区。则( )
A．电灯L变亮 B．电灯L变暗
C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大
4．在如图所示的电路图中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板仍带正电且电荷量增大，下列说法中可采用的是( )
A．增大R1，其他电阻不变
B．增大R2，其他电阻不变
C．增大R3，其他电阻不变
D．增大R4，其他电阻不变
5．用电压表检查下图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0，Ubc＝0，Uab＝5.0 V，则此故障可能是( )
A．L断路 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
6．(多选)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
7．(多选)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在变阻器正中位置时，电灯L正常发光，现将滑片P移到右端，
则( )
A．电压表的示数变大
B．电流表的示数变大
C．电灯L消耗的功率变小
D．电阻R1消耗的功率变小
8．电动自行车已成为人们出行的重要交通工具，下表为某辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数。根据表中数据可以得出(取g＝10 m/s2)( )
规格 后轮驱动直流电动机
车型 26英寸 额定输出功率 160 W
整车质量 40 kg 额定电压 40 V
最大载量 120 kg 额定电流 5 A
水平路面额定功率下满载行驶最大速度 10 m/s
A.电动机在正常工作时的输入功率为40 W
B．水平路面上额定功率下且满载以最大速度行驶过程中，电动自行车所受阻力为20 N
C．在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为200 W
D．电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为7.2×105 J
9．如图所示，一个质量m＝4×10－3 kg、电荷量q＝3×10－4 C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置的足够大的平行金属板中的O点，已知两板相距d＝0.1 m。合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角为α，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω。g取10 m/s2。求：
(1)通过电源的电流；
(2)夹角α的大小。
10．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L，在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。(重力加速度用g表示)则：
(1)若使液滴恰能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？
(2)若使液滴恰能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？
闭合电路的欧姆定律
课堂练习
1．C 2.D 3.B 4.BD 5.B 6.B
7．【答案】(1)R为100 Ω，最大热功率是0.062 5 W (2)0.01 W
【解析】(1)根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可以知道，当把R0和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做R0＋r；当R＝R0＋r时，即R＝100 Ω时，电源的输出功率最大，即R上获得最大功率，此时电路中电流I＝＝ ＝0.025 A。R上消耗的最大热功率P＝I2R＝0.0252×100 W＝0.062 5 W。
(2)当R＝400 Ω的时候，电路中电流最小，则电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小，此时电路中电流Imin＝＝ A＝0.01 A。则内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小值Pmin＝I(R0＋r)＝0.012×100 W＝0.01 W。
课后练习
1．AD 2.D 3.AC 4.D 5.B 6.ABC 7.BC 8.D
9．【答案】(1)1 A (2)37°
【解析】(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝＝＝6 Ω，由闭合电路欧姆定律得I＝＝＝1 A。
(2)电容器两板间的电场强度E电＝＝，小球处于静止状态，由平衡条件得：qE＝mgtan α，代入数据计算得出tan α＝0.75，所以α＝37°。
10．【答案】(1)E1＝ (2)E2＝
【解析】(1)根据欧姆定律知I＝＝， 所以UAB＝IR＝E1，由平衡条件知mg＝＝q，计算得出E1＝。
(2)由于液滴从B板右端边缘飞出，根据类平抛运动规律得d＝at2，L＝v0t，根据牛顿第二定律有 －mg＝ma，同理可知UAB′＝E2，联立以上式子可得E2＝＋＝。
1．电源电动势是反映不同电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，它等于电源在其内部把正电荷从负极移到正极所做的功W非与移动的电荷量q之比，即E＝。
2．如果在闭合电路中，外部电路的电压降为U外，内部电路的电压降为U内，则电源电动势为E＝U外＋U内。
3．闭合电路的欧姆定律：闭合电路中的电流(I)和电源的电动势(E)成正比，和内、外电路中的电阻之和成反比，即I＝(其中R为外电路电阻，r为内电路电阻)，常用表达式还有：E＝IR＋Ir。
4．如果闭合电路中电源的总功率为P，内部消耗功率为P内，电源输出功率为P出，回路中的电流为I，电源内阻为r，外电阻为R，内电压为U＇，外电压为U，则
P＝EI＝I(U1＋U2)(若外电路是纯电阻电路，还有P＝I2(R＋r))；
P内＝I2r；
P出＝P总－P内＝EI－I2r；
电源的效率：η＝×100%＝×100%＝×100%。
5．在纯电阻电路中，可以用，I2R，UI表示热功、热功率；而在非纯电阻电路中只能用(U、R)、(I、R) 表示热功、热功率。
例1 在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡。闭合S后，两灯均能发光。当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，会出现( )
A．L1变暗，L2变暗 B．L1变亮，L2变暗
C．L1变亮，L2变亮 D．L1变暗，L2变亮
【解析】 当滑动变阻器的滑头向右滑动时，其阻值变大，于是并联部分的总电阻变大，整个回路的电阻相应变大，而电源电动势不变，所以通过灯泡L1的电流变小，L1变暗；又由于并联部分的总电阻变大，所以并联部分分得的电压变大，而L2的阻值不变，故通过L2的电流变大，所以灯泡L2变亮，选D。
【答案】 D
例2 如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝8 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝20 μF。开关S原来断开，后将它闭合。求：
(1)S闭合后a、b两点间的电压；
(2)S闭合后流过R2的电荷量。
【解析】 (1)S闭合后，电源与R1形成一个回路
I＝E/(R1＋r) Uab＝E－Ir
代入数据得Uab＝8 V
(2)S闭合前电容两端电压UC1＝E＝10 V
S闭合后电容两端电压UC2＝Uab＝8 V
流过R2的电荷量ΔQ＝C(UC1－UC2)＝20×10－6×2 C＝4×10－5 C
【答案】 (1) 8 V (2)4×10－5 C
1．下列关于电源电动势的说法中错误的是( )
A．电源的电动势等于内、外电路电势降落之和
B．电源的电动势等于外电路断开时的路端电压
C．在电源内，非静电力做功越多，电源把其他形式的能转化为电能也越多，电动势也越大
D．电源的电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领
2．如图所示是某物理小组同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当开关闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表和电压表均有读数，则故障原因可能是( )
A．L1断路 B．L1短路
C．L2断路 D．L2短路
3．在如图的闭合电路中，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
4．(多选)如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图。图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R。当油箱内油面下降时，下列分析正确的是( )
A．触点O向下滑动 B．触点O向上滑动
C．电路中的电流增大了 D．电路中的电流减小了
5．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则( )
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
6．如图所示，a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。以下说法错误的是( )
A．电池组的内阻是1 Ω
B．电阻的阻值为0.33 Ω
C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是3 W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4 W
7．如图所示，电路中电池的电动势E＝5 V，内电阻r＝10 Ω，定值电阻R＝90 Ω，R0是可变电阻，在R0从零增加到400 Ω的过程中，求：
(1)可变电阻R0上消耗的热功率最大时满足的条件和最大热功率；
(2)电池的内电阻r和固定电阻R上消耗的最小热功率之和。
1．(多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )
A．电动机消耗的总功率为UI
B．电动机消耗的热功率为
C．电源的输出功率为EI
D．电源的效率为1－
2．在如图电路中，当滑动变阻器滑动键P向下移动时，则( )
A．A灯变亮，B灯变亮，C灯变亮
B．A灯变亮，B灯变亮，C灯变暗
C．A灯变亮，B灯变暗，C灯变暗
D．A灯变亮，B灯变暗，C灯变亮
3．(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。为探
测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区。则( )
A．电灯L变亮 B．电灯L变暗
C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大
4．在如图所示的电路图中，电容器C的上极板带正电，为了使该极板仍带正电且电荷量增大，下列说法中可采用的是( )
A．增大R1，其他电阻不变
B．增大R2，其他电阻不变
C．增大R3，其他电阻不变
D．增大R4，其他电阻不变
5．用电压表检查下图电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0，Ubc＝0，Uab＝5.0 V，则此故障可能是( )
A．L断路 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
6．(多选)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
7．(多选)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，滑片P在变阻器正中位置时，电灯L正常发光，现将滑片P移到右端，
则( )
A．电压表的示数变大
B．电流表的示数变大
C．电灯L消耗的功率变小
D．电阻R1消耗的功率变小
8．电动自行车已成为人们出行的重要交通工具，下表为某辆电动自行车的铭牌上给出的技术参数。根据表中数据可以得出(取g＝10 m/s2)( )
规格 后轮驱动直流电动机
车型 26英寸 额定输出功率 160 W
整车质量 40 kg 额定电压 40 V
最大载量 120 kg 额定电流 5 A
水平路面额定功率下满载行驶最大速度 10 m/s
A.电动机在正常工作时的输入功率为40 W
B．水平路面上额定功率下且满载以最大速度行驶过程中，电动自行车所受阻力为20 N
C．在额定电压下，电动机突然卡死时，电动机的总功率为200 W
D．电动自行车在额定功率情况下正常行驶1小时消耗电能为7.2×105 J
9．如图所示，一个质量m＝4×10－3 kg、电荷量q＝3×10－4 C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置的足够大的平行金属板中的O点，已知两板相距d＝0.1 m。合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角为α，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω。g取10 m/s2。求：
(1)通过电源的电流；
(2)夹角α的大小。
10．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L，在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。(重力加速度用g表示)则：
(1)若使液滴恰能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？
(2)若使液滴恰能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？
闭合电路的欧姆定律
课堂练习
1．C 2.D 3.B 4.BD 5.B 6.B
7．【答案】(1)R为100 Ω，最大热功率是0.062 5 W (2)0.01 W
【解析】(1)根据电源的内电阻和外电阻相等的时候，电源的输出功率最大可以知道，当把R0和电源看做一个整体时，即把电源的内阻看做R0＋r；当R＝R0＋r时，即R＝100 Ω时，电源的输出功率最大，即R上获得最大功率，此时电路中电流I＝＝ ＝0.025 A。R上消耗的最大热功率P＝I2R＝0.0252×100 W＝0.062 5 W。
(2)当R＝400 Ω的时候，电路中电流最小，则电池的内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小，此时电路中电流Imin＝＝ A＝0.01 A。则内电阻r和电阻R0上消耗的热功率之和最小值Pmin＝I(R0＋r)＝0.012×100 W＝0.01 W。
课后练习
1．AD 2.D 3.AC 4.D 5.B 6.ABC 7.BC 8.D
9．【答案】(1)1 A (2)37°
【解析】(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝＝＝6 Ω，由闭合电路欧姆定律得I＝＝＝1 A。
(2)电容器两板间的电场强度E电＝＝，小球处于静止状态，由平衡条件得：qE＝mgtan α，代入数据计算得出tan α＝0.75，所以α＝37°。
10．【答案】(1)E1＝ (2)E2＝
【解析】(1)根据欧姆定律知I＝＝， 所以UAB＝IR＝E1，由平衡条件知mg＝＝q，计算得出E1＝。
(2)由于液滴从B板右端边缘飞出，根据类平抛运动规律得d＝at2，L＝v0t，根据牛顿第二定律有 －mg＝ma，同理可知UAB′＝E2，联立以上式子可得E2＝＋＝。