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第4章探究闭合电路欧姆定律习题课闭合电路欧姆定律基本公式及结论1.闭合电路欧姆定律I＝E/(R＋r)(适用于纯电阻电路)E＝U＋Ir(适用于任何闭合电路)E＝U＋Ur/R(适用于纯电阻电路中已知外电压、电阻的情况).2.路端电压与外电阻的关系U＝IR＝ER＋r·R(U随R的增大而增大)R→∞时：I＝0，U＝ER→0时：r＝EI，U＝0.在如图所示的电路中，当变阻器R3的滑动触头P向b端移动时()A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小[解析]法一：程序法基本思路是：局部→整体→局部，即从阻值变化的电路入手，由串、并联规律判知R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知I总和U端的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律确定各部分量的变化情况.本例题中当R3的滑动触头P向b端移动时，有R3↓→R外↓→R总↓→I总＝ER总↑→U内＝I总r↑→U外＝(E－U内)↓，即电压表示数减小.I总↑→UR1＝I总R1↑→UR2＝(U外－UR1)↓→IR2＝UR2R2↓→IA＝(I总－IR2)↑，即电流表示数变大，故答案选B．法二：“串反并同”法当变阻器R3的滑动触头P向b端滑动时，R3的有效电阻减小，因A与R3串联，V与R3“间接并联”，故由“串反并同”法知A的示数增大，V的示数减小，故选项B正确.法三：极值法假设R3的滑动触头P滑动到b端，使R3的阻值最小变为零，即R3被短路，此时流过电流表的电流最大，而由于R外变小，也导致外电压变小，故答案应选B．法四：等效电源法将原电路图画为如图所示的等效电路图，将R1、R2和电源等效为一个新的电源.电压表的示数就是原电源的路端电压，可直接判断R3↓→R外↓→U外↓，故电压表示数减小.当将虚线框中的整个电路视为一个等效电源时，电流表所测的就是等效电源的总电流，由于R3↓→I总↑，故电流表示数变大，即答案应选B．[答案]B1.如图所示的电路，闭合开关S后，La、Lb、Lc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的滑片稍向下滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是()A．La灯变亮，Lb灯和Lc灯变暗B．La灯和Lc灯变亮，Lb灯变暗C．La灯和Lc灯变暗，Lb灯变亮D．La灯和Lb灯变暗，Lc灯变亮解析：选C．变阻器R的滑片向下滑动，使总电阻增大，电源电动势不变，电流减小，内电压减小，La灯连在干路，电流减小，电压也减小，La灯变暗；由外电压增大，可以得出并联电压增大，即Lb灯电压增大，Lb灯变亮；Lb灯电流增大，总电流减小，则Lc灯电流减小，Lc灯变暗.如图所示，R为滑动变阻器，规格为(0～20Ω)，R0为定值电阻，R0＝2Ω，V为理想电压表，当滑动变阻器连入电路中的电阻为2Ω时，电压表示数为4V；当滑动变阻器连入电路中的电阻为5Ω时，电压表示数为5V，求：(1)电源电动势和内阻；(2)当滑动变阻器的触头由b向a滑动时，电压表示数如何变化？(3)电压表的最大值和最小值分别是多少？[解析](1)由闭合电路欧姆定律得：E＝U1＋U1R1＋R0r，①E＝U2＋U2R2＋R0r，②联立①②代入数值得E＝7.5V，r＝3.5Ω.(2)当滑动变阻器的触头由b向a滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电路的总电阻也变大，电路中电流减小，内电压减小，路端电压增大，故电压表的示数逐渐变大.(3)当外电路电阻最大时，即滑动变阻器连入电路中的电阻为20Ω时，电压表有最大值.U＝E－ER＋R0＋rr＝7.5V－7.520＋2＋3.5×3.5V≈6.47V；当外电路电阻最小时，即滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，电压表有最小值U′＝E－ER0＋rr＝7.5V－7.52＋3.5×3.5V≈2.73V.[答案](1)7.5V3.5Ω(2)逐渐变大(3)6.47V2.73V明确题目中隐含条件是解决问题的关键，对于固定的电源来说，其电源电动势与内阻一般情况认为不发生变化，因此滑动变阻器阻值的变化，是引起外电路电压、电流变化的唯一因素.2.电源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，则可以判定电源的电动势E和内阻r为()A．E＝2.4V；r＝1ΩB．E＝3V；r＝2ΩC．E＝2.4V；r＝2ΩD．E＝3V；r＝1Ω解析：选B．电源外电路断开时的路端电压是电源的电动势，即E＝3V；接上8Ω的负载电阻时路端电压是2.4V，由欧姆定律得电路中电流I＝UR＝2.4V8Ω＝0.3A；由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，得r＝2Ω，故B项正确.