闭合电路欧姆定律的五种应用

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闭合电路欧姆定律的应用目标:掌握利用闭合电路欧姆定律解决以下类型问题的方法1.U—I图像的求解2.闭合电路的动态分析3.闭合电路中的功率及其最大值问题4.含电容电路的的计算类型一:U—I图像的求解【典题】1下图所示的U-I图线中,I是电源的路端电压随电流的变化图线,Ⅱ是某电阻的U-I图线,当该电源向该电阻供电时,求:(1)电源的输出功率P出是多大?(2)电源内部损耗的功率P内是多大?(3)电源的效率是多大?电路图2913甲所示,若电阻未知,电源电动势和内阻也未知,电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示,求:(1)电源的电动势和内阻;(2)电源的路端电压;(3)电源的输出功率.2.如图2是某电源的路端电压U随干路电流I的变化图像,有图像可知,该电源的电动势_____V,内阻为____。3.如图所示,电源由n个电动势均为1.5V,且内阻相同的电池串联组成,合上开关S,滑动变阻器的滑动触头C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图15甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计.求:(1)组成电源的串联电池的个数.(2)滑动变阻器总阻值.(3)将甲、乙、丙三个图上的a、b、c各点的坐标补齐.(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路02468123U/vVI/A端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)类型二:闭合电路的动态分析闭合电路动态分析的基本思路是:“部分→整体→部分”,即从某个电阻的变化入手,由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况,然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况,最后由部分电路的欧姆定律结合串、并联电路的特点判断各支路的电流、电压变化情况.此类问题的分析要理解好以下三点:1、理解闭合电路欧姆定律E=U外+Ir(E、r不变);部分电路欧姆定律U=IR。2、局部电阻增则总电阻增,反之则总电阻减;支路数量增则总电阻减,反之则总电阻增。3、两个关系:外电压等于外电路上串联的各分电压之和;总电流等于各支路电流之和。有一部分电路中的R、I、U都发生变化,这样就不能单纯从部分电路欧姆定律的角度考虑问题,还要结合串、并联电路的特点去进行判断。动态分析的一般步骤:(1)局部电阻确定外电路的电阻如何变化(2)根据闭合电路欧姆定律EIRr,确定电路中的总电流如何变化(3)由U内=Ir确定电源的内电压如何变化(4)由U外=E—Ir确定电源的外由电压如何变化(5)由部分电路欧姆定律确定干路上某个电阻两端的电压如何变化(6)确定支路两端的电压如何变化以及通过支路的电流如何变【典题】1.如图10-3-2所示,当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)2.如图所示,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时()A.电压表V的读数增大,电流表A的读数减小B.电压表V和电流表A的读数都增大C.电压表V和电流表A的读数都减小D.电压表V的读数减小,电流表A的读数增大3、如图7所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A、电灯L更亮,安培表的示数减小B、电灯L更亮,安培表的示数增大C、电灯L更暗,安培表的示数减小D、电灯L更暗,安培表的示数增大4:如图所法,当滑线变阻器的滑动触点向上端移动时()A.伏特表V的读数增大,安培表A的读数减小B.伏特表V和安培表A的读数都增大C.伏特表V和安培表A的读数都减小D.伏特表V的读数减小,安培表A的读数增大5:如图所示电路中,电源电动势和内电阻为定值,固定电阻的阻值R2小于变阻器ab两端之间的总阻值R3,R1≠0。当变阻器的滑片P从a向b移动过程中,两电压表V1和V2的示数变化是()A1A2A3V2VABV1R1R2R3C10-3-2图10-4-4图7A.V1变大,V2变大B.V1变大,V2变小C.V1先变大后变小,V2先变大后变小D.V1先变大后变小,V2总增大6:如图所法,A灯与B灯电阻相同,当滑动变阻器滑动片向下滑动时,两灯的变化是()A.A灯变亮,B灯变亮B.A灯变暗,B灯变亮C.A灯变暗,B灯变暗D.A灯变亮,B灯变暗7:如图所示,当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时()A.安培表的示数减小,伏特表的示数增大B.安培表的示数增大,伏特表的示数减小C.安培表和伏特表示数都减小D.安培表和伏特表示数都增大8、如图电路中,电阻R1=R2=1Ω,变阻器R3的阻值范围是0-10Ω,电源电动势E=10V,内电阻r=3Ω.求:(1)当变阻器R3阻值多大时,电源输出功率最大?(2)当变阻器R3阻值多大时,它消耗的电功率最大?(3)当变阻器R3阻值多大时,R1消耗的电功率最大?(4)当变阻器R3阻值由0开始增大过程中,电源输出功率怎样变化?(5)当变阻器R3阻值由0开始增大过程中,R3消耗的电功率怎样变化?(6)若r=1Ω,其他条件不变,当变阻器R3阻值由0开始增大过程中,电源输出功率又怎样变化?9、如图所示电路中,直流发电机E=250V,r=3Ω,R1=R2=1Ω,电热器组中装有50只完全相同的电热器,每只电热器的额定电压为200V,额定功率为1000W,其他电阻不计,并且不计电热器电阻随温度的变化.问:(1)当接通几只电热器时,实际使用的电热器都能正常工作?(2)当接通几只电热器时,发电机输出功率最大?(3)当接通几只电热器时,电热器组加热物体最快?(4)当接通几只电热器时,电阻R1、R2上消耗的功率最大?(5)当接通几只电热器时,实际使用的每只电热器中电流最大?10如图所示,电源电动势为E,内电阻为r.当滑动变阻器的触片P从右端滑到左端时,发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2,下列说法中正确的是()A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮B.小灯泡L3变暗,L1、L2变亮C.ΔU1ΔU2D.ΔU1ΔU211、在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动头向下滑动时,A、B两灯亮度的变化情况为()A.A灯和B灯都变亮B.A灯、B灯都变暗C.A灯变亮,B灯变暗D.A灯变暗,B灯变亮12、四个小灯连接成如图1所示电路,合上电键S,各灯均正常发光.若小灯L4灯丝突然烧断,则其余各灯亮度的变化情况是()A.L1变亮,L2L3均变暗B.L1变暗,L2L3均变亮C.L1变暗,L2熄灭,L3变亮D.L1L2变亮,L3变暗类型三:闭合电路中的功率及其最大值问题13、已知如图14-3-4,E=6V,r=4Ω,R1=2Ω,R2的阻值变化范围是0~10Ω。求:①电源的最大输出功率;②R1上消耗的最大功率;③R2上消耗的最大功率。14、如图10-3-5所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是()A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率C.当R2=0时,R1上获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大15、.在图10-3-6示的电路中,若R1=4Ω,R3=6Ω,电池内阻r=0.6Ω,则电源总功率为40W,输出功率为37.6W,求电源电动势和电阻R216、如图所示,电源的电动势E=6.0V,电阻R1=8Ω,电动机绕组电阻r′=2Ω,当电键K断开时,电阻R1消耗的电功率是2.88W;当电键闭合时,电阻R1消耗的电功率是2W,求:电键闭合时,电动机的输出功率。类型四:含电容电路的的计算17、在如图9所示的电路中,电源电动势E=3.0V,内电阻r=1.02.如图所示,为了使白炽灯泡L在电路稳定后变得更亮,可以采取的方法有A.只增大电阻R1的阻值B.只增大电阻R2的阻值C.只增大电容C两板间的距离D.在电容器两板间插入玻璃板18、如图所示电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF,当开关S1闭合、S2断开电路稳定时,电源消耗的总功率为2W,当开关S1、S2都闭合电路稳定时,电源消耗的总功率为4W,求:(1)电源电动势E和内阻r。(2)当S1、S2闭合时电源的输出功率。(3)当S1闭合,分别计算在S2闭合与断开时,电容器所带的电量各为多少?ErR2R1图14-3-4图10-3-5图10-3-6CR1R2R3S1S2图9CKLR3R2R1E、rDCBA19.图中变阻器R1的最大阻值是4Ω,R2=6Ω,电源内阻r=1Ω,闭合K,调节滑动头P到R1中点时,灯L恰能正常发光,此时电源总功率为16W,电源输出功率为12W。求:(1)灯电阻RL;(2)断开K要使灯仍正常发光,P点应如何滑动,并求这时电源的输出功率和效率。20.如图所示,电阻R1=12Ω,R2=R3=R4=6Ω,当电键K打开时,伏特表的示数为12V,全电路消耗的电功率为13W,则电键K闭合后,伏特表和安培表的示数各多大?(安培表、伏特表接入对电路的影响均忽略不计)类型四故障问题21、如图3所示的电路中,店员电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1和灯泡L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uac=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定()A、L1和L2的灯丝都烧断了B、L1的灯丝都烧断了C、L2的灯丝都烧断了D、变阻器R断路22、如图11所示,电灯L标有“4V,1W”,滑动变阻器总电阻为50Ω。当滑片滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表的示数为0.45A。由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表的示数变为0.5A,电压表的示数为10V。若导线完好,电路中各出接触良好。试问:(1)、发生故障的是短路还是断路,发生在何处?(2)、发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为多大?(3)、电源的电动势和内阻为多大?综合练1如图电路中,若滑动变阻器的滑片从a向b移动过程中,三只理想电压表的示数变化的绝对值依次为ΔV1、ΔV2、ΔV3,下列各组数据可能出现的是A.ΔV1=3V,ΔV2=2V,ΔV3=1VB.ΔV1=5V,ΔV2=3V,ΔV3=2V图3图11V1V2V3abC.ΔV1=0.5V,ΔV2=1V,ΔV3=1.5VD.ΔV1=0.2V,ΔV2=1.0V,ΔV3=0.8V2、图2所示的电路中,R1=3Ω,R2=9Ω,R3=6Ω,电源电动势ε=24V,内阻不计.当电键S1、S2均开启和均闭合时,灯泡L都同样正常发光.(1)写出两种情况下流经灯泡的电流方向:(2)求灯泡正常发光时的电阻R和电压U.3如图4所示电路,电源电动势ε=6V,内阻r=1Ω.外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω.电容器的电容C=4μF.开始电键S断开.从合上电键到电路稳定的过程中,通过电流表的电量是多少?4如图5所示电路,电源电动势ε=6.3V,内电阻r=0.5Ω.外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,滑动变阻器的全部电阻R0=5Ω.试求滑动头P由a端向b端滑动过程中电压表示数的变化范围.1、6w2w66.7%2、6w0.5Ω3、4个8欧a:0.6A4.8vb:3vc:4.8v2.88wd:8Ω1、A1减小A2增大A3减小V1减小V2增大V增大2、D3、A4、A5、D6、C7、B8、①R3=1Ω②R3=5Ω③R3=0④先减后增⑤一直减小9、①2只②40只③8只④50只⑤1只10、BD11、B12、D13、①R2=2Ω②R2=0③R2=6Ω14、AC15、E=20VR2=7Ω16、P出=1.5w17、A18、①4V0.5Ω②3.5w③断开时C1065-闭合时为019、①4Ω②向右移P出=7w87。5%20、10.5V2.1A图521、D22、①灯L断路②20Ω③12.5V5Ω综合练1、D2、①开启ba闭合时ab②3Ω4.8V3、C1092.15-4、4.8V到5.25V

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