第7章 试题解析34.docVIP

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学案34闭合电路欧姆定律

一、概念规律题组

1．关于电动势的说法错误的是()

A．电动势就是电压，它是内外电压之和

B．电动势不是电压，但它数值上等于内外电压之和

C．电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量

D．电动势的大小与外电路的结构有关

2．有关电压与电动势的说法中正确的是()

A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法

B．电动势是电源两极间的电压

C．电动势公式E＝eq\f(W,q)中W与电压U＝eq\f(W,q)中的W是一样的，都是电场力做的功

D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量

3.

图1

如图1所示，当开关S断开时，电压表示数为3V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8V，则外电阻R与电源内阻r之比为()

A．5∶3 B．3∶5

C．2∶3 D．3∶2

二、思想方法题组

4.

图2

如图2所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()

A．路端电压都为U1时，它们的外电阻相等

B．电流都是I1时，两电源内电压相等

C．电路A的电动势大于电路B的电动势

D．A中电源的内阻大于B中电源的内阻

5．如图3所示的电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为()

图3

A．电压表示数增大，电流表示数减小

B．电压表示数减小，电流表示数增大

C．两电表示数都增大

D．两电表示数都减小

一、闭合电路的功率计算

1．电源的总功率：P总＝EI＝IU外＋IU内＝P出＋P内．

若外电路是纯电阻电路，则有P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r).

2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝U内I＝P总－P出．

3．电源的输出功率：P出＝UI＝EI－I2r＝P总－P内．

若外电路是纯电阻电路，则有

P出＝I2R＝eq\f(E2R,?R＋r?2)＝eq\f(E2,\f(?R－r?2,R)＋4r).

由上式可以看出

(1)当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝eq\f(E2,4r).

(2)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小．

(3)当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大．

(4)当P出Pm时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R1和R2，且R1·R2＝r2.

(5)P出与R的关系如图4所示．

图4

4．电源的效率

η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%

＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%

因此R越大，η越大；当R＝r，电源有最大输出功率时，效率仅为50%.

η－R图象如图5所示．

图5

图6

【例1】如图6所示，电源电动势E＝3V，内阻r＝3Ω，定值电阻R1＝1Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω，求：

(1)当滑动变阻器的阻值R2为多大时，电阻R1消耗的功率最大？电阻R1消耗的最大功率是多少？

(2)当变阻器的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？变阻器消耗的最大功率是多少？

(3)当变阻器的阻值为多大时，电源输出功率最大？电源输出的最大功率是多少？

(4)三种情况下，电源的效率分别为多大？

[规范思维]

二、电路的动态分析

根据闭合电路的欧姆定律和串联、并联电路的特点来分析电路中某电阻变化引起整个电路中各部分电学量的变化情况，常见的方法有：

1．程序法

.

(2)判定总电阻变化情况的规律

①当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时，电路的总电阻一定增大(或减小)．

②若开关的通、断使串联的用电器增多时，电路的总电阻增大；若开关的通、断使并联的支路增多时，电路的总电阻减小．

2．直观法

任一电阻阻值增大，必引起该电阻中电流的减小和该电阻两端电压的增大．

3．“并同串反”规律

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、两端的电压、电功率都将减小，反之则增大．即eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(U串↓I串↓P串↓))←R↑→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U并↑I并↑P并↑))

4．极限法

即因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论．

图7

【例2】如图7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

[规范思维]

三、电路故障的分析