内容正文:
2.闭合电路的欧姆定律
典型考点一 对电源、电动势的认识和理解
1.下列说法正确的是( )
A.电动势大的电源做功一定多,储存的电能一定多
B.电动势就是电势差,电源的电动势一定等于闭合电路中电源两端的电压
C.电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功
D.电荷在电源内部定向运动时只受非静电力的作用
答案 C
解析 电动势是描述电源做功能力大小的物理量,电动势大的电源做功不一定多,储存的电能也不一定多,故A错误;电动势是描述非静电力做功本领的物理量,电势差是描述静电力做功本领的物理量,两者不同,电源的电动势一定大于闭合电路中电源两端的电压(路端电压),故B错误;电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功,故C正确;在电源内部,存在着由正极指向负极的电场,则电荷在电源内部定向运动时,受静电力与非静电力的共同作用,故D错误。
2.将某一蓄电池接入电路后,电路中的电流为I=0.5 A,且在t=1 min的时间内可将180 J的化学能转化为电能。则该蓄电池的电动势为( )
A.12 V B.3 V
C.6 V D.9 V
答案 C
解析 1 min内通过蓄电池内部的电荷量q=It=0.5×60 C=30 C,由E=得,该蓄电池的电动势E= V=6 V,C正确。
典型考点二 闭合电路欧姆定律的理解和简单应用
3.(多选)在纯电阻电路中,若E表示电动势,U表示外电压,U′表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示电流,则下列各式中正确的是( )
A.U′=IR B.U′=E-U
C.U=E+Ir D.U=E
答案 BD
解析 内电压U′=Ir,故A错误;因为E=U+U′,故B正确;由以上两式知,E=U+Ir,故C错误;对整个电路有I=,对外电路有I=,则U=E,故D正确。
4.如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω。
(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是多少?
(2)若在C、D间连一个理想电流表,其读数是多少?
答案 (1)6 V (2)1 A
解析 (1)若在C、D间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,此时电路中的电流为
I1== A=1 A
理想电压表读数为UV=I1R2=6 V。
(2)若在C、D间连一个理想电流表,这时电阻R2与R3并联,并联电阻大小R23== Ω=2 Ω
根据闭合电路欧姆定律,此时干路电流为
I2== A=1.5 A
理想电流表读数为IA== A=1 A。
[名师点拨] 解决闭合电路问题的一般步骤
(1)分析电路特点:认清各元件之间的串、并联关系,特别要注意电压表测量哪一部分的电压,电流表测量流过哪个用电器的电流。
(2)应用闭合电路的欧姆定律求干路中的电流。
(3)根据部分电路的欧姆定律和电路的串、并联特点求出部分电路的电压和电流。
典型考点三 路端电压与负载的关系
5.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r均为定值,当外电路电阻R发生变化时,电路中电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是( )
答案 AB
解析 由闭合电路欧姆定律有I=,U=IR=E=E,U′=Ir=E。可知,I随R的增大单调递减,且减小得越来越慢,故A正确;U随R的增大单调递增,且增大得越来越慢,逐渐趋近于E,故B正确,D错误;U′随R的增大单调递减,但不是线性变化,故C错误。
6.(2020·江苏高考)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时( )
A.车灯的电流变小 B.路端电压变小
C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大
答案 ABD
解析 开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流I灯变小,A正确;电路的路端电压为U路=U灯=I灯R灯,I灯变小,故路端电压变小,B正确;电路的总电流即干路电流,为I干==,U路变小,故电路的总电流变大,C错误;电源的总功率为P总=EI干,I干变大,故电源的总功率变大,D正确。
典型考点四 电源的U-I图像
7.(2023·天津市东丽区高二上校考期末)(多选)如图所示为某一电源路端电压与干路电流的UI图像,由图可知( )
A.电源电动势为2.0 V
B.电源内阻为0.3 Ω
C.电源短路时电流为3 A
D.路端电压为1.2 V时,电路中的外电阻为0.6 Ω
答案 AD
解析 根据U=E-Ir,结合图像可知E=2.0 V,r= Ω=0.4 Ω,A正确,B错误;电源短路时电流为I短==5 A,C错误;路端电压为U=1.2 V时,有=,得电路中的外电阻R=0.6 Ω,D正确。
8.如图甲所示电路图中,若电