12.2 闭合电路的欧姆定律（举一反三）【八大题型】-2024-2025学年高二物理举一反三系列（人教版2019必修第三册）

12.2 闭合电路的欧姆定律【八大题型】 【人教版2019】 【题型1 对电源和电动势的理解】 2 【题型2 对闭合电路欧姆定律内容的理解】 4 【题型3 动态电路的分析方法】 8 【题型4 图像问题】 12 【题型5 电源的输出电压、总功率、输出功率和效率的计算】 17 【题型6 电源最大输出功率的判断】 21 【题型7 含容电路的计算】 26 【题型8 欧姆表的原理】 30 知识点1：电动势 1．非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力． 2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置． (1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能． (2)在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能． 3．电动势： (1)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势． (2)公式：E＝. (3)单位：伏特，用“V”表示． (4)电动势与电源的体积无关，跟外电路的组成及变化无关． 4.电动势的深入理解： (1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，做功本领越强，则电动势越大． (2)公式E＝是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同． (3)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送到正极所做的功． 知识点2：闭合电路欧姆定律及其能量分析 如图所示电路： 1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝EIt. (2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝I2Rt.内电路转化的内能为Q内＝I2rt. (3)根据能量守恒定律，非静电力做的功W＝Q外＋Q内，即EIt＝I2Rt＋I2rt，进一步得：I＝. 2．闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． (2)表达式：I＝. (3)另一种表达形式：E＝U外＋U内．即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和． 【题型1 对电源和电动势的理解】 【例1】关于电动势，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 B．用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 【答案】A 【详解】A．电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，A正确； B．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上是电源的路端电压，总略小于电源电动势的准确值，B错误； C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，但它的数值与外电路的组成无关，电动势反映电源的特性，C错误； D．电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，小于电源电动势，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，D错误； 故选A。 【变式1-1】（2024·长沙开学考试）如图为一块手机电池背面印有的一些符号，下列说法正确的是（    ） A．该电池的电动势为4.2V B．该电池在工作1小时后达到的电流为620mA C．当电池给手机供电时，外电路电压为3.7V D．若电池以10mA的电流工作，可用62小时 【答案】D 【详解】A．该电池的电动势为3.7V，故A错误； BD．由题图中数据可知，电池的容量为620mAh，即若电池以10mA的电流工作，可用62小时，故B错误，D正确； C．当电池给手机供电时，由于电池内阻有一定内电压，所以外电路电压小于3.7V，故C错误。 故选D。 【变式1-2】（2023·南京期末）电源在电路中对外做功时，下列说法中正确的是（　　） A．电荷受静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流 B．静电力与非静电力在电荷移动过程中都使电荷电势能减少 C．在电源内部，静电力做功电势能减少，非静电力做功电势能增加 D．在电源内部，负电荷能从正极到达负极是因为电源内部存在非静电力做功 【答案】D 【详解】A．在外电路，电荷受静电力的作用，不断地定向移动形成电流；在电源内部，电荷受非静电力的作用，才能不断地定向移动形成电流，故A错误； B．静电力在电荷移动过程中使电荷电势能减少，非静电力在电荷移动过程中使电荷电势能增加，故B错误； C．在电源内部，非静电力做正功，静电力做负功，使得电势能增加，故C错误； D．在电源内部，负电荷能从正极到达负极是因为电源内部存在非静电力做功，故D正确。 故选D。 【变式1-3】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，所以电压与电动势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．电动势公式中的W与电压公式中的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的本领强弱的物理量 【答案】D 【详解】电压与电动势是两个不同的概念，电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，电动势定义式中的W是指非静电力做功，而电压公式中的W是静电力做功，电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。 故选D。 【题型2 对闭合电路欧姆定律内容的理解】 【例2】（2024·唐山期末）如图所示的电路中，电源电动势、电阻，开关断开时电压表示数为3.15V，若开关闭合电压表示数为（　　） A．3.15V B．3.6V C．2.8V D．3.0V 【答案】C 【详解】开关断开时电压表示数为3.15V，则 若开关闭合，则 电压表读数 解得 U=2.8V 故选C。 【变式2-1】（多）小郑同学想利用电源，定值电阻，滑动变阻器、电压表（量程为）,开关，导线以及其他辅助器材制作一个电子挂钩秤，为了提高电子挂钩秤的灵敏度，即需重物质量最大时指针能满偏．电源有“”、“”、“”三种；定值电阻有两个；滑动变阻器有“”与“”两个，已知在弹性限度内，弹簧伸长量与所受拉力成正比，关于小郑同学的设计下列说法正确的是（    ） A．小郑设计的电子挂钩秤是刻度不均匀且能实现质量越大电表示数越大的目的 B．为了达到实验目的，电路可以有不同的选择搭配方案，但是滑动变阻器只能选 C．小郑选择电源、定值电阻、滑动变阻器选的搭配方案能够达到实验目的 D．小郑选择电源、定值电阻、滑动变阻器选的搭配方案不能达到实验目的 【答案】BC 【详解】A．图中R滑与R串联，R滑相当于定值电阻接入电路中，电压表测滑片以上部分电阻两端的电压，滑片移动时不能改变电路中电阻，电源电压一定，由欧姆定律知电路中电流不变，由 U=IR 知电压表示数与滑片以上部分电阻的阻值成正比，物体质量越大，滑片以上部分电阻的阻值越大，所以电子挂钩秤是刻度均匀且能实现质量越大电表示数越大的目的，故A错误； BCD．要求重物质量最大（滑片滑到R滑的最大值）时指针能满偏，即电压表示数能达到3V，串联电路总电压等于各部分电压之和，由串联电路的分压原理 ①若使用电压为3V的电源时，由串联电路的电压规律知变阻器两端电压一定小于3V，不能使电压表指针满偏； ②若使用电压为4V的电源时，有 滑动变阻器选择RA“20，1A”，则定值电阻 变阻器选择RA“30，1A”，则定值电阻选择10的定值电阻，能满足要求； ③若使用电压为8V的电源时 滑动变阻器选择RA“20，1A”，则定值电阻 变阻器RA“30，1A”，定值电阻选择50的定值电阻，能满足要求，故D错误，BC正确。 故选BC。 【变式2-2】（多）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。如果电池的电动势和内阻都是不变的。则以下说法正确的是（　　） A．电流表上代表的点应该标在电流比较大的刻度上 B．电流表上代表的点应该标在电流比较小的刻度上 C．电流表上代表的点应该标在电流比较大的刻度上 D．电流表上代表的点应该标在电流比较小的刻度上 【答案】AD 【详解】设电源的电动势为E，内阻为r，据题图乙，由闭合电路欧姆定律得 根据题图甲知，R与t为一次函数关系，设 （k为常数，为常数） 整理得 因E、r、均为常数，所以，t越小，I越大，电流表上代表、的两点，应标在电流比较大的刻度上，应标在电流比较小的刻度上。 故选AD。 【变式2-3】如图所示为测量电源内阻的实验电路图，电压表和电流表均可视为理想电表，已知电源电动势为，电源外部电路中的电阻阻值。当开关闭合后，测得电阻R两端电压为1.4V。 （1）电路中电流表的读数是多少？ （2）电源的内阻是多少？ 【答案】（1）1A；（2）0.1Ω 【详解】（1）根据欧姆定律可得 可知电路中电流表的读数为。 （2）由闭合电路的欧姆定律可得 解得电源的内阻为 【题型3 动态电路的分析方法】 【例3】交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻R0 = r，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法错误的是（　　） A．电压表的示数变大，电流表的示数变小 B．饮酒量越多，电源的效率越小 C．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 【答案】A 【详解】A．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，酒精气体浓度增大，则传感器的电阻值R减小，根据 可知电流表示数增大，根据 可知电压表示数减小，即电压表示数减小，电流表示数增大，故A错误，符合题意； B．电源的效率 当饮酒量越多时，酒精气体浓度增大，传感器的电阻值R减小，根据上式可知电源的效率降低，故B正确，不符合题意； C．电源的输出功率 作出该函数的图像如图所示 根据图像可知，由于R + R0 = R + r > r，所以随着R + R0增大，P将逐渐减小，因此当饮酒量越多时，酒精气体浓度增大，传感器的电阻值R减小，R + R0减小，电源的输出功率一定越大，故C正确，不符合题意； D．根据闭合电路欧姆定律可得 可得 则有 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，故D正确，不符合题意。 故选A。 【变式3-1】（2024·南京期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　） A．电源的效率可能变大 B． R0的功率增大 C．电流表的示数增大 D．光敏电阻的功率一定增大 【答案】C 【详解】C．增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据串反并同规律，电流表的示数增大，C正确； B．增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，根据串反并同规律， R0的电压减小，R0的功率减小，B错误； D．增大光敏电阻的光照强度，无法确定光敏电阻的功率，D错误； A. 电源的效率为 增大光敏电阻的光照强度，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，电源的效率减小，A错误。 故选C。 【变式3-2】（多）在如图所示的电路中，电源内阻为r，是定值电阻，L是灯泡。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、、、都是理想电表，测得电压表、、示数变化量的绝对值为、、，电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（    ） A．、的示数都增大，的示数减小 B．、、均不变 C．电流表示数变小，灯泡变暗 D．电源效率增大 【答案】BD 【详解】AC．将滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，则总电流减小，电流表示数减小，定值电阻、内阻两端的电压减小，可知灯泡两端的电压增大，灯泡变亮，电压表测量定值电阻两端的电压，电压表测量路端电压，电压表测量灯泡两端的电压，则减小、增大，的示数增大，故AC错误； B．根据闭合电路的欧姆定律可得 可得 ，， 故、、均不变，故B正确； D．电源效率 将滑动变阻器的滑片向上滑动，电路总电流减小，故电源效率增大，故D正确。 故选BD。 【变式3-3】（多）如图所示电路中，电源电动势E不变，内阻忽略不计，电压表、电流表均为理想电表，U、I分别为电压表、电流表示数，R3为热敏电阻（阻值随温度升高而降低），其余为定值电阻，当R3所在处出现火情时，以下说法正确的是（　　） A．电压表示数不变 B．电压表示数变大 C．电流表示数变小 D．不变 【答案】ACD 【详解】A．电压表测得电源两端电压，因为电源电动势E不变，内阻忽略不计，所以电压表示数不变，始终等于电源电动势E，故A正确； B．当R3所在处出现火情时， R3阻值减小，电路的总阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，则定值电阻R1分得的电压增大，电压表示数 减小，故B错误； C．电流表示数 因为减小，R2不变，所以电流表示数减小，故C正确； D．电源和电阻R1和R2串联构成一等效电源，则 不变，故D正确。 故选ACD。 【题型4 图像问题】 【例4】（2022·郑州期中）电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　） A．R接到电源a上，电源的效率较低 B．R接到电源b上，电源的输出功率较大 C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较低 D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较低 【答案】D 【详解】电源的效率为 由题中图像可知两电源的电动势相同，A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接到电源a上效率高；电源输出功率为 由题中图像交点可知R接在电源a上的输出电压和电流都较大，所以R接在电源a上的输出功率较大。 故选D。 【变式4-1】（2022·柳州期中）如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡的图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路，则（    ） A．电源的内阻为0.5Ω B．电源的电动势为2V C．电源的输出功率为6W D．此时小灯泡的电阻大于1Ω 【答案】A 【详解】A．根据 U=E-Ir 由题意及图可得，图线斜率表示内阻，内阻为 A正确； B．纵轴截距表示电源的电动势，则为 E=3V B错误； C．两图像的交点为电路的工作点，由图像可知I=2A，U=2V，则电源输出的功率为 C错误； D．由图知，工作点时小灯泡电阻为 D错误； 故选A。 【变式4-2】（2024·漯河期末）（多）如图所示，直线、分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的图线，曲线是一个小灯泡的图线。曲线与直线、相交点的坐标分别为、。如果把该小灯泡分别与电源电源单独连接，则下列说法正确的是（　　） A．电源与电源的内阻之比是 B．电源与电源的电动势之比是 C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 【答案】BC 【详解】AB．由闭合电路欧姆定律可知，在电源的图像中，图像的纵轴截距表示电动势、斜率的绝对值表示电源的内电阻，可知电源1、电源2的电动势与内阻分别为 ， ， 则电源1、电源2的电动势与内阻之比分别为 ， 故A错误、B正确； CD．灯泡伏安特性曲线与电源的伏安特性曲线的交点即为灯泡与这电源连接时的工作状态，则连接电源1时有 ， 连接电源2时有 ， 则在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比与消耗的功率之比分别为 故C正确、D错误。 故选BC。 【变式4-3】如图甲所示电路中，R1为滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻，且R2＝135 Ω，R3阻值未知。当滑动变阻器的滑片P从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随流过电源的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点对应的U、I值。求： （1）电源的电动势E和内阻r； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）当输出功率最大时滑动变阻器的阻值（保留两位有效数字）。 【答案】（1）6.0V，12Ω；（2）67.5Ω；（3）9.6Ω 【详解】（1）题图乙中BA延长，交U轴于6.0 V处，所以电源的电动势为 E＝6.0 V 由U-I图像斜率绝对值表示电源的内阻可知 （2）当P位于R1的右端时，对应题图乙中的B点，只有电阻R3接入电路，由题图乙可知 U3＝1.2 V，I3＝0.40 A 则定值电阻R3的阻值为 当P位于R1的左端时，对应题图乙中的A点，由题图乙可知，路端电压 UA＝4.8 V，IA＝0.10 A 由欧姆定律得 解得 R1＝67.5 Ω （3）当R1的滑片从最右端滑到左端时，外电路总电阻从小于电源内阻r逐渐大于r，由电源的输出功率 当外电路总电阻和内阻相等时，电源输出功率最大，则有 解得 R1′≈9.6 Ω 知识点3：路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir. 2．路端电压随外电阻的变化规律 对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的． (1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大． (2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小． (3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0，U＝E，即断路时的路端电压等于电源电动势．当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝. 【题型5 电源的输出电压、总功率、输出功率和效率的计算】 【例5】如图，电源电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻，定值电阻。开关S闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，当电动机M正常工作时，电动机输出的机械功率是（  ） A．6W B．9W C．10W D．27W 【答案】C 【详解】开关闭合后，电动机恰好正常工作，由电路可知此时R2两端电压为6V，根据闭合电路欧姆定律可得R1中的电流为 通过电动机的电流为 电动机的电功率 电动机正常工作时内部消耗的功率为 则电动机输出的机械功率 故选C。 【变式5-1】（多）某电动机提升重物的装置如图所示，电源的电压为120V，不计内阻。重物的质量。当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度，重力加速度g取，则下列判断正确的是（    ） A．电动机消耗功率600W B．电动机的机械功率450W C．电动机线圈电阻为6Ω D．电动机的效率为65% 【答案】ABC 【详解】A．电动机消耗功率 故A正确； B．电动机的机械功率 故B正确； C．对电动机 解得电动机线圈电阻为 故C正确； D．电动机的效率 故D错误。 故选ABC。 【变式5-2】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不计空气阻力（取g=10m/s2），求：   (1)滑动变阻器两端电压为多大时，小球恰能到达A板？ (2)此时电源的输出功率是多大？ 【答案】(1)8V (2)23W 【详解】（1）滑动变阻器两端电压与金属板A、B上的电压相同，当小球恰能到达A板时，根据动能定理得      代入相关已知数据，解得金属板A、B两端电压 （2）设此时回路中电流为I，根据闭合电路欧姆定律得 电源的输出功率 【变式5-3】如图所示，已知电源的电动势为，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？最大为多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大为多少？ (3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？ 【答案】(1)， (2)， (3)， 【详解】（1）电阻是定值电阻，消耗的功率 当滑动变阻器的阻值时，电阻消耗的功率最大，此时消耗的电功率为 （2）滑动变阻器消耗的功率为 可知当 时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为 （3）电源的输出功率为 可知当 即 电源的输出功率最大，最大功率为 【题型6 电源的最大输出功率的判断】 【例6】将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．该电源电动势为9V B．该电源内阻为 C．调整R，电源最大输出功率为 D．电阻箱功率最大时电源效率为50% 【答案】B 【详解】B．根据电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线，当电阻箱的电阻等于电源内阻加R0之和时，即 电阻箱消耗的电功率最大，已知，可得 故B正确； A．可得电阻箱的电功率最大的时候，电阻箱的电压为 根据串联分压可得 代入数据解得电源电动势为 故A错误； C．当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大；本题中定值电阻的阻值大于内阻的阻值，故变阻箱的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为 故C错误； D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源的输出效率为 故D错误。 故选B。 【变式6-1】（多）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中 C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 【答案】BD 【详解】A．根据电路图，把定值电阻等效看成电源内阻的一部分，即 由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，即 时，滑动变阻器此时消耗的功率最大为 故A错误； B．由选项A分析可知 时，滑动变阻器此时消耗的功率达最大。根据图乙，可知当时，滑动变阻器消耗的功率等于时消耗的功率，根据 有 求得 故B正确； C．对于定值电阻电流越大功率越大，因此滑动变阻器的阻值为零时功率最大，故C错误； D．电源的效率为 调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端时，RP变大，则R外变大，电源的效率一直变大，故D正确。 故选BD。 【变式6-2】如图所示，直线、抛物线和为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率、输出功率、电源内部发热功率随路端电压变化的图像，但具体对应关系未知，试问： (1)总功率、输出功率、电源内部发热功率随路端电压变化的图像分别与和的对应关系，并说明理由； (2)电源电动势和内阻的大小； (3)电源的最大输出功率。 【答案】(1)见解析 (2)， (3) 【详解】（1）总功率 可以知道图像对应图线。 可知，图像对应图线。因为 则 上述方程联立得 可知，图像对应图线。 （2）图线的斜率 当时 方程联立，得出 ， （3）由以上分析可知，当时，最大，即电源的输出功率最大，将相关数据代入得 【变式6-3】如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），电位器调节的幅度是（即每旋转一次旋钮，电阻增大或减小）。求 (1)电位器获取的电功率最大时，电位器接入电路的阻值 (2)电位器获取的电功率最大时，灯泡消耗的电功率？ 【答案】(1)10Ω (2)1.85W 【详解】（1）电源输出功率随外电阻变化规律，如图所示 当电位器电阻等于电源等效内阻 时，电源输出功率（电位器获取的功率）最大，但由题意可知电位器电阻不能取到，只能取到与8Ω接近的5Ω或10Ω。当取5Ω时，电位器消耗的功率为 当取10Ω时，电位器消耗的功率为 所以电位器接入电路的阻值为10Ω时，电位器获取的电功率最大。 （2）电位器接入电路的阻值为10Ω时，电位器获取的电功率最大，此时灯泡消耗的功率 【题型7 含容电路的计算】 【例7】如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，、、和为四个可变电阻。要使电容器和所带的电荷量都减少，下列措施中可行的是（　　） A．仅减小 B．仅减小 C．仅减小 D．仅减小 【答案】B 【详解】A．仅减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则、的电压均增大，由于电容器电压等于的电压，电容器电压等于与的电压之和，所以两个电容器的电压都增大，所带的电荷量都增加，故A错误； B．仅减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；由于、的电压均增大，则的电压减小，与的电压之和减小，所以两个电容器的电压都减小，所带的电荷量都减少，故B正确； C．仅减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；由于、的电压均增大，则与的电压之和减小，所以电容器电压增大，电容器所带的电荷量增加，电容器电压减小，电容器所带的电荷量减少，故C错误； D．仅减小，电路中电流和电压不改变，所以电容器的电压和电量都不改变，故D错误。 故选B。 【变式7-1】（2023·郑州期中）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　） A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向下的电流 B．只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C．只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动 D．若断开开关S，带电微粒仍静止 【答案】C 【详解】A．只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器R2的电压变大，电容器两端的电压增大，电容极板带的电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故A错误； B．电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误； C．由于电容相当于开关断开，滑动变阻器R2全部电阻接入电路中，只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电路总电阻不变，总电流不变，路端电压不变，电压表示数不变；但电阻R2与电容器并联部分的电阻变大，可知电容器两端的电压变大，由可知，电场强度变大，电场力变大，带电微粒将向上运动，故C正确； D．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，电容器板间电场变小，带电微粒受到的电场力变小，带电微粒将向下运动，故D错误。 故选C。 【变式7-2】如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则（　　） A．变化过程中ΔU和ΔI的比值变大 B．电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C．电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU D．电容器的带电量增大，增加量为CΔU 【答案】D 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律得 可得 可知变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变，故A错误； B．对可变电阻R，根据欧姆定律可得 由于R增大，则电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大，故B错误； C．闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R0两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于ΔU，故C错误； D．电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，根据 可知电容器的带电量增大，增加量为CΔU，故D正确。 故选D。 【变式7-3】（2024·日照期末）如图所示，电路中是阻值均为的定值电阻，在a、b两端加上6V的恒定电压。 （1）若c、d端接理想电流表，求电流表的示数I： （2）若c、d端接理想电压表，求电压表的示数U： （3）若c、d端接一个电容的电容器，电路稳定后，求电容器所带的电荷量Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）若c、d端接理想电流表，由欧姆定律有 其中 解得 （2）若c、d端接理想电压表，由欧姆定律有 其中 解得 （3）若c、d端接一个电容的电容器，电路稳定后，电容器两端的电压 电容器所带的电荷量 知识点4：欧姆表的原理 欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示． 当红、黑表笔接触时，电流表指针指在最大值Ig处． 由Ig＝＝，得RΩ＝；当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝＝.改变被测电阻Rx的阻值，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 【题型8 欧姆表的原理】 【例8】一欧姆表内部电路可简化为由电源、一个电流表（量程为）和一个滑动变阻器串联而成的电路，如图甲所示。 (1)图甲中的端应与 （选填“红”或“黑”）色表笔相连接。 (2)该同学完成欧姆调零后，把一个电阻箱连接在表笔之间，发现当电阻箱的示数为时，电流表的示数为，该欧姆表的内阻为 ，欧姆表内部电源的电动势为 。（计算结果均保留3位有效数字） (3)重新进行欧姆调零后再测量某电压表的内阻，把电压表连接在表笔之间，此时电压表的示数如图乙所示，该电压表的内阻为 。 【答案】(1)红 (2) 100 (3)1.4 【详解】（1）红色表笔与欧姆表内电源的负极相连，因此题图甲中的端应与红色表笔相连。 （2）据题意电流表的最大电流为，根据闭合电路歌姆定律可得 ， 解得 ， （3）由题图乙可得此时电压表的示数为，根据串联电路的规律得 解得 【变式8-1】某实验小组为了制作一个具有两个倍率的简易欧姆表，他们从实验室中找到了如下器材并设计了如图所示的电路图： 一节干电池（电动势为1.5V，内阻不计） 一个微安表（量程为，内阻不明） 两个电阻箱（0~999.9Ω）和（0~99.9Ω）红、黑表笔各一个，开关一个，导线若干 (1)微安表左侧的导线应连接微安表的 （填“正接线柱”或“负接线柱”）。 (2)开关断开时电路为“×100”倍率的欧姆表。两表笔短接，调节使微安表指针达到满偏，在红、黑表笔间接入未知电阻，微安表指针指在处，则未知电阻的阻值为 Ω。（保留3位有效数字） (3)闭合开关，在保证刻度线的值相同的情况下，欲使欧姆表倍率变为“×10”，电阻箱的阻值应调为 Ω。（保留3位有效数字） 【答案】(1)负接线柱 (2)750 (3)83.3 【详解】（1）多用电表电流满足“红进黑出”，黑表笔接表内电池的正极，由于红表笔与正接线柱相连，黑表笔与负接线柱相连，则微安表左侧的导线应接负接线柱。 （2）“×100”倍率的欧姆表的内阻为 微安表指针指在处，根据欧姆定律可得 解得未知电阻的阻值为 （3）“×10”倍率的欧姆表的内阻为 根据并联电路的特点可得 解得 【变式8-2】如图所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表电流为，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器最大阻值为5000Ω。 (1)欧姆调零后测量某定值电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中央，求该定值电阻阻值； (2)使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，求这个电阻的阻值。 【答案】(1)3000Ω (2)280Ω 【详解】（1）调零后，欧姆表内阻为 指针指在刻度盘的正中央，表盘中值电阻等于欧姆表内阻，即 （2）电动势变为1.4V调零后，欧姆表内阻为 由300Ω对应的电流列出关系式知 代入得 【变式8-3】（2024·鞍山三模）图甲为多用电表示意图。 (1)用多用电表“×100”倍率的欧姆挡测量某电阻的阻值，发现指针偏转角太大。为了测量结果比较准确，按以下步骤进行了实验： ①换用“×10”或“×1k”中合适倍率的欧姆挡； ②两表笔短接，通过调节 （选填“S“T”或“K”），进行欧姆调零； ③重新测量并读数，根据图乙刻度盘上的指示并结合所选的合适倍率，测得电阻是 Ω。 (2)图丙为“×10”和“×100”两种倍率的欧姆挡内部电路示意图。若已知电流表G的内阻，则R1的阻值为 Ω；若已知电源电动势为1.5V，结合图乙所示的中值电阻，可得电流表G的满偏电流 mA。 (3)当电流正向流经发光二极管时（从正极流入），电阻较小，二极管正常发光。现用多用电表的欧姆挡测量发光二极管电阻，发现二极管发光，则可知红表笔连接的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 【答案】(1) T 160 (2) 2 0.94 (3)负极 【详解】（1）[1]指针偏角太大，通过表头的电阻太小，为了使指针指在中央刻线附近，应换用小倍率，即选“×10”倍率，欧姆表选挡后，需要重新进行欧姆调零，即调节欧姆调零旋钮“T”。 [2]根据欧姆表的读数规律，换挡后，图乙中指针指示的数字为16.0，乘以倍率10后得到的测量值为160Ω。 （2）[1]图丙中，开关S闭合时，流过电源的电流较大，得到欧姆表的中值电阻较小，为较低倍率的欧姆挡，开关S断开时则为较高倍率的欧姆挡。开关S闭合，相当于电流表量程扩大10倍，干路电流为，则流过的电流为，则有 解得 [2]当开关S断开时，结合上述可知，倍率为“×100”挡，由图乙可知中值电阻为1600Ω，故电流表G的满偏电流 （3）根据“红进黑出”、“正进负出”的规律，电流从黑表笔流出多用电表，流进二极管，二极管亮时电流从正极流进，故黑表笔接二极管正极，红表笔接二极管负极。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.2 闭合电路的欧姆定律【八大题型】 【人教版2019】 【题型1 对电源和电动势的理解】 2 【题型2 对闭合电路欧姆定律内容的理解】 3 【题型3 动态电路的分析方法】 5 【题型4 图像问题】 7 【题型5 电源的输出电压、总功率、输出功率和效率的计算】 9 【题型6 电源最大输出功率的判断】 11 【题型7 含容电路的计算】 12 【题型8 欧姆表的原理】 14 知识点1：电动势 1．非静电力：电源把正电荷从负极搬运到正极的力． 2．电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置． (1)在化学电池(干电池、蓄电池)中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能． (2)在发电机中，非静电力是电磁作用，它使机械能转化为电势能． 3．电动势： (1)定义：非静电力所做的功与所移动的电荷量之比叫作电动势． (2)公式：E＝. (3)单位：伏特，用“V”表示． (4)电动势与电源的体积无关，跟外电路的组成及变化无关． 4.电动势的深入理解： (1)电源的电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，即非静电力移送相同电荷量的电荷做功越多，做功本领越强，则电动势越大． (2)公式E＝是电动势的定义式而不是决定式，E的大小与W和q无关，是由电源自身的性质决定的，不同种类的电源电动势大小不同． (3)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送到正极所做的功． 知识点2：闭合电路欧姆定律及其能量分析 如图所示电路： 1.闭合电路中的能量转化 (1)时间t内电源输出的电能(等于非静电力做功的大小)为W＝Eq＝EIt. (2)在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝I2Rt.内电路转化的内能为Q内＝I2rt. (3)根据能量守恒定律，非静电力做的功W＝Q外＋Q内，即EIt＝I2Rt＋I2rt，进一步得：I＝. 2．闭合电路的欧姆定律 (1)内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比． (2)表达式：I＝. (3)另一种表达形式：E＝U外＋U内．即：电源的电动势等于内、外电路电势降落之和． 【题型1 对电源和电动势的理解】 【例1】关于电动势，下列说法正确的是（　　） A．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 B．用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 【变式1-1】（2024·长沙开学考试）如图为一块手机电池背面印有的一些符号，下列说法正确的是（    ） A．该电池的电动势为4.2V B．该电池在工作1小时后达到的电流为620mA C．当电池给手机供电时，外电路电压为3.7V D．若电池以10mA的电流工作，可用62小时 【变式1-2】（2023·南京期末）电源在电路中对外做功时，下列说法中正确的是（　　） A．电荷受静电力的作用，所以能不断地定向移动形成电流 B．静电力与非静电力在电荷移动过程中都使电荷电势能减少 C．在电源内部，静电力做功电势能减少，非静电力做功电势能增加 D．在电源内部，负电荷能从正极到达负极是因为电源内部存在非静电力做功 【变式1-3】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，所以电压与电动势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．电动势公式中的W与电压公式中的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的本领强弱的物理量 【题型2 对闭合电路欧姆定律内容的理解】 【例2】（2024·唐山期末）如图所示的电路中，电源电动势、电阻，开关断开时电压表示数为3.15V，若开关闭合电压表示数为（　　） A．3.15V B．3.6V C．2.8V D．3.0V 【变式2-1】（多）小郑同学想利用电源，定值电阻，滑动变阻器、电压表（量程为）,开关，导线以及其他辅助器材制作一个电子挂钩秤，为了提高电子挂钩秤的灵敏度，即需重物质量最大时指针能满偏．电源有“”、“”、“”三种；定值电阻有两个；滑动变阻器有“”与“”两个，已知在弹性限度内，弹簧伸长量与所受拉力成正比，关于小郑同学的设计下列说法正确的是（    ） A．小郑设计的电子挂钩秤是刻度不均匀且能实现质量越大电表示数越大的目的 B．为了达到实验目的，电路可以有不同的选择搭配方案，但是滑动变阻器只能选 C．小郑选择电源、定值电阻、滑动变阻器选的搭配方案能够达到实验目的 D．小郑选择电源、定值电阻、滑动变阻器选的搭配方案不能达到实验目的 【变式2-2】（多）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的电阻温度计。如果电池的电动势和内阻都是不变的。则以下说法正确的是（　　） A．电流表上代表的点应该标在电流比较大的刻度上 B．电流表上代表的点应该标在电流比较小的刻度上 C．电流表上代表的点应该标在电流比较大的刻度上 D．电流表上代表的点应该标在电流比较小的刻度上 【变式2-3】如图所示为测量电源内阻的实验电路图，电压表和电流表均可视为理想电表，已知电源电动势为，电源外部电路中的电阻阻值。当开关闭合后，测得电阻R两端电压为1.4V。 （1）电路中电流表的读数是多少？ （2）电源的内阻是多少？ 【题型3 动态电路的分析方法】 【例3】交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻R0 = r，电路中的电表均为理想电表。当饮酒驾驶后对着测试仪吹气时，下列说法错误的是（　　） A．电压表的示数变大，电流表的示数变小 B．饮酒量越多，电源的效率越小 C．饮酒量越多，电源的输出功率一定越大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 【变式3-1】（2024·南京期末）如图所示，光敏电阻R2的阻值随光照强度的增大而减小，R0、R1是定值电阻，电源的电动势和内阻分别为E、r，闭合开关S，增大光敏电阻的光照强度，下列说法正确的是（　　） A．电源的效率可能变大 B． R0的功率增大 C．电流表的示数增大 D．光敏电阻的功率一定增大 【变式3-2】（多）在如图所示的电路中，电源内阻为r，是定值电阻，L是灯泡。现闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向上滑动，电表A、、、都是理想电表，测得电压表、、示数变化量的绝对值为、、，电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（    ） A．、的示数都增大，的示数减小 B．、、均不变 C．电流表示数变小，灯泡变暗 D．电源效率增大 【变式3-3】（多）如图所示电路中，电源电动势E不变，内阻忽略不计，电压表、电流表均为理想电表，U、I分别为电压表、电流表示数，R3为热敏电阻（阻值随温度升高而降低），其余为定值电阻，当R3所在处出现火情时，以下说法正确的是（　　） A．电压表示数不变 B．电压表示数变大 C．电流表示数变小 D．不变 【题型4 图像问题】 【例4】（2022·郑州期中）电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线。直线C为电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　） A．R接到电源a上，电源的效率较低 B．R接到电源b上，电源的输出功率较大 C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较低 D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较低 【变式4-1】（2022·柳州期中）如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡的图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路，则（    ） A．电源的内阻为0.5Ω B．电源的电动势为2V C．电源的输出功率为6W D．此时小灯泡的电阻大于1Ω 【变式4-2】（2024·漯河期末）（多）如图所示，直线、分别是电源与电源的路端电压随输出电流变化的图线，曲线是一个小灯泡的图线。曲线与直线、相交点的坐标分别为、。如果把该小灯泡分别与电源电源单独连接，则下列说法正确的是（　　） A．电源与电源的内阻之比是 B．电源与电源的电动势之比是 C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是 D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是 【变式4-3】如图甲所示电路中，R1为滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻，且R2＝135 Ω，R3阻值未知。当滑动变阻器的滑片P从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随流过电源的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点对应的U、I值。求： （1）电源的电动势E和内阻r； （2）滑动变阻器的最大阻值； （3）当输出功率最大时滑动变阻器的阻值（保留两位有效数字）。 知识点3：路端电压与负载的关系 1．路端电压的表达式：U＝E－Ir. 2．路端电压随外电阻的变化规律 对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的． (1)当外电阻R增大时，由I＝可知电流I减小，路端电压U＝E－Ir增大． (2)当外电阻R减小时，由I＝可知电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小． (3)两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为0，U＝E，即断路时的路端电压等于电源电动势．当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝. 【题型5 电源的输出电压、总功率、输出功率和效率的计算】 【例5】如图，电源电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻，定值电阻。开关S闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，当电动机M正常工作时，电动机输出的机械功率是（  ） A．6W B．9W C．10W D．27W 【变式5-1】（多）某电动机提升重物的装置如图所示，电源的电压为120V，不计内阻。重物的质量。当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流强度，重力加速度g取，则下列判断正确的是（    ） A．电动机消耗功率600W B．电动机的机械功率450W C．电动机线圈电阻为6Ω D．电动机的效率为65% 【变式5-2】如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40cm。电源电动势E=24V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不计空气阻力（取g=10m/s2），求：   (1)滑动变阻器两端电压为多大时，小球恰能到达A板？ (2)此时电源的输出功率是多大？ 【变式5-3】如图所示，已知电源的电动势为，内阻，定值电阻，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，求： (1)当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？最大为多少？ (2)当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大为多少？ (3)当滑动变阻器的阻值为多大时，电源的输出功率最大？最大为多少？ 【题型6 电源的最大输出功率的判断】 【例6】将一电源、定值电阻及电阻箱连成如图甲所示的闭合回路，闭合开关后调节电阻箱的阻值，测得电阻箱功率与电阻箱读数变化关系曲线如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A．该电源电动势为9V B．该电源内阻为 C．调整R，电源最大输出功率为 D．电阻箱功率最大时电源效率为50% 【变式6-1】（多）如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　） A．图乙中滑动变阻器的最大功率 B．图乙中 C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R消耗的功率也最大 D．调整滑动变阻器的阻值从最右端滑到最左端，电源的效率一直增大 【变式6-2】如图所示，直线、抛物线和为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率、输出功率、电源内部发热功率随路端电压变化的图像，但具体对应关系未知，试问： (1)总功率、输出功率、电源内部发热功率随路端电压变化的图像分别与和的对应关系，并说明理由； (2)电源电动势和内阻的大小； (3)电源的最大输出功率。 【变式6-3】如图甲为手控可调节亮度的台灯，其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器接入电路的阻值，即可调节电源的输出功率。若电源电动势，内阻，灯泡电阻（固定不变），电位器调节的幅度是（即每旋转一次旋钮，电阻增大或减小）。求 (1)电位器获取的电功率最大时，电位器接入电路的阻值 (2)电位器获取的电功率最大时，灯泡消耗的电功率？ 【题型7 含容电路的计算】 【例7】如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，、、和为四个可变电阻。要使电容器和所带的电荷量都减少，下列措施中可行的是（　　） A．仅减小 B．仅减小 C．仅减小 D．仅减小 【变式7-1】（2023·郑州期中）如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3均为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　） A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向下的电流 B．只将滑动变阻器R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C．只将滑动变阻器R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数不变，带电微粒向上运动 D．若断开开关S，带电微粒仍静止 【变式7-2】如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则（　　） A．变化过程中ΔU和ΔI的比值变大 B．电压表示数U和电流表示数I的比值不变 C．电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU D．电容器的带电量增大，增加量为CΔU 【变式7-3】（2024·日照期末）如图所示，电路中是阻值均为的定值电阻，在a、b两端加上6V的恒定电压。 （1）若c、d端接理想电流表，求电流表的示数I： （2）若c、d端接理想电压表，求电压表的示数U： （3）若c、d端接一个电容的电容器，电路稳定后，求电容器所带的电荷量Q。 知识点4：欧姆表的原理 欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律，欧姆表内部电路结构如图所示． 当红、黑表笔接触时，电流表指针指在最大值Ig处． 由Ig＝＝，得RΩ＝；当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝＝.改变被测电阻Rx的阻值，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 【题型8 欧姆表的原理】 【例8】一欧姆表内部电路可简化为由电源、一个电流表（量程为）和一个滑动变阻器串联而成的电路，如图甲所示。 (1)图甲中的端应与 （选填“红”或“黑”）色表笔相连接。 (2)该同学完成欧姆调零后，把一个电阻箱连接在表笔之间，发现当电阻箱的示数为时，电流表的示数为，该欧姆表的内阻为 ，欧姆表内部电源的电动势为 。（计算结果均保留3位有效数字） (3)重新进行欧姆调零后再测量某电压表的内阻，把电压表连接在表笔之间，此时电压表的示数如图乙所示，该电压表的内阻为 。 【变式8-1】某实验小组为了制作一个具有两个倍率的简易欧姆表，他们从实验室中找到了如下器材并设计了如图所示的电路图： 一节干电池（电动势为1.5V，内阻不计） 一个微安表（量程为，内阻不明） 两个电阻箱（0~999.9Ω）和（0~99.9Ω）红、黑表笔各一个，开关一个，导线若干 (1)微安表左侧的导线应连接微安表的 （填“正接线柱”或“负接线柱”）。 (2)开关断开时电路为“×100”倍率的欧姆表。两表笔短接，调节使微安表指针达到满偏，在红、黑表笔间接入未知电阻，微安表指针指在处，则未知电阻的阻值为 Ω。（保留3位有效数字） (3)闭合开关，在保证刻度线的值相同的情况下，欲使欧姆表倍率变为“×10”，电阻箱的阻值应调为 Ω。（保留3位有效数字） 【变式8-2】如图所示是一个简单的欧姆表电路示意图，其中电流表电流为，内阻为100Ω，电池电动势为1.5V，内阻为1Ω；变阻器最大阻值为5000Ω。 (1)欧姆调零后测量某定值电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中央，求该定值电阻阻值； (2)使用一段时间后电池老化，电动势下降到1.4V、内阻增大到4Ω，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为300Ω，求这个电阻的阻值。 【变式8-3】（2024·鞍山三模）图甲为多用电表示意图。 (1)用多用电表“×100”倍率的欧姆挡测量某电阻的阻值，发现指针偏转角太大。为了测量结果比较准确，按以下步骤进行了实验： ①换用“×10”或“×1k”中合适倍率的欧姆挡； ②两表笔短接，通过调节 （选填“S“T”或“K”），进行欧姆调零； ③重新测量并读数，根据图乙刻度盘上的指示并结合所选的合适倍率，测得电阻是 Ω。 (2)图丙为“×10”和“×100”两种倍率的欧姆挡内部电路示意图。若已知电流表G的内阻，则R1的阻值为 Ω；若已知电源电动势为1.5V，结合图乙所示的中值电阻，可得电流表G的满偏电流 mA。 (3)当电流正向流经发光二极管时（从正极流入），电阻较小，二极管正常发光。现用多用电表的欧姆挡测量发光二极管电阻，发现二极管发光，则可知红表笔连接的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$