作业(8) 闭合电路的欧姆定律-【假期作业】2024年新教材高二物理寒假假期作业

闭合电路的欧姆定律 知识点一　闭合电路的欧姆定律及能量分析 1.内、外电路中的电势变化 外电路中电流由电源正极流向负极，沿电流方向电势降低，内电路中电流由电源负极流向正极，沿电流方向电势升高。 2.闭合电路欧姆定律的几种表达形式 (1)电流形式：I＝，说明电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻成反比。 (2)电压形式：E＝Ir＋IR或E＝U内＋U外，表明电源电动势在数值上等于电路中内、外电压之和。 (3)功率形式：IE＝IU外＋IU内或IE＝IU外＋I2r。 1.如图所示，电源电动势E＝12 V，内电阻r＝0.5 Ω，灯泡L标有“6 V　12 W”的字样。若灯泡恰能正常发光，求： (1)通过灯泡L的电流； (2)灯泡L的电阻； (3)电阻R0的阻值。 知识点二　路端电压与负载的关系 1.路端电压与负载的关系 U＝E－U内＝E－r，随着外电阻增大，路端电压增大；当外电路开路时(外电阻无穷大)，路端电压U＝E。 2.路端电压与电流的关系：U＝E－Ir。 3.电源的U­I图像 如图所示是一条倾斜的直线，图像中U轴截距E表示电源电动势，I轴截距I0等于短路电流(纵、横坐标都从零开始)，斜率的绝对值表示电源的内阻。 2.(多选)直流电源有正、负两个电极，正极的电位高，负极的电位低，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极流向负极的电流。如图所示为某一直流电源的U­I图像，由图可知(　　) A.电源电动势为10 V B.电源短路时电流为30 A C.电源内电阻为0.2 Ω D.电路路端电压为8 V时，电路中电流为4 A 知识点三　闭合电路动态分析 1.程序法 基本思路：局部→整体→局部。 (1)分析电路，明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象； (2)由局部电阻变化判断总电阻的变化； (3)由I＝判断总电流的变化； (4)据U＝E－Ir判断路端电压的变化； (5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。 2.极限法 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，让电阻最大或电阻为零去讨论。 3.如图所示，开关闭合后，当滑动变阻器滑片P向左移动时，关于A、B两灯亮暗变化判断正确的是(　　) A.A灯变亮、B灯变亮 B.A灯变亮、B灯变暗 C.A灯变暗、B灯变亮 D.A灯变暗、B灯变暗 如图所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用Pr、P1和P2分别表示电阻r、R1和R2上所消耗的功率，当R1＝R2＝r时，Pr∶P1∶P2等于(　　) A.1∶1∶1　B.2∶1∶1 C.1∶4∶4 D.4∶1∶1 [错解]　因为R1＝R2＝r，r与R1、R2并联，它们电压相同， Pr∶P1∶P2＝∶∶＝1∶1∶1，故选A。 [错解原因]　认为电源的两端就是外电路的两端，所以内外电阻是并联关系，即认为r与R1、R2并联，Ur＝U1－U2，这一看法是错误的，Ur不等于U1，Ur＝E－U1。 [分析解答]　在题图所示电路中，内电阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内电阻与外电阻是串联关系，(不能认为内电阻与外电阻并联)但R1与R2是并联的，因R1＝R2，则I1＝I2＝I， Ir＝I1＋I2＝2I， Pr∶P1∶P2＝Ir∶IR1∶IR2＝4∶1∶1，所以D正确。 1.下列说法正确的是(　　) A.串并联组合电路中其中一个电阻增大而其他电阻不变时，总电阻增大 B.把一根均匀导线等分成等长的两段，则每部分的电阻率也变为原来的一半 C.电容器所带的带电量越多，说明它的电容越大 D.电动势的单位跟电压的单位一样，都是伏特，所以电动势就是电压 2.(2024·江苏徐州期末)如图所示电路中，开始时S闭合，灯L1、L2发光。当可变电阻R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是(　　) A.灯L1变亮 B.灯L2变亮 C.电源两端电压变小 D.电源的总功率变大 3.将一电源电动势为E、内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是(　　) A.由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大 B.由U内＝Ir可知，电源两端的电压，随I的增大而增大 C.由U＝E－Ir可知，电源输出电压，随输出电流I的增大而减小 D.由P＝IU可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大 4.如图所示，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，下列判断正确的是(　　) A.电压表的读数减小 B.R1消耗的功率增大 C.电容器C两端的电压增大 D.电容器C两极板上的电量变小 5.如图所示的电路中，电源两端的电压U恒为5 V，定值电阻R1 ＝6 Ω，R2＝1 Ω，R3＝2 Ω，电容器的电容C＝80 μF。 (1)闭合开关S，求电路稳定后电容器所带电荷量； (2)先闭合开关S，电路稳定后断开，求通过电阻R1的电荷量。 6.(2024·河南焦作期中)如图所示，电源的电动势E和内阻r未知，定值电阻R1和R2的阻值也未知，电压表和电流表均为理想电表。当闭合开关S1，断开开关S2时，电流表示数I1＝0.1 A，电压表示数U1＝2.9 V；当同时闭合开关S1和S2时，电流表示数I2＝0.3 A，电压表示数U2＝2.7 V。求： (1)定值电阻R1和R2的阻值； (2)电源的电动势E和内阻r。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 作业(八)　闭合电路的欧姆定律 [跟踪训练] 1.解析　(1)灯泡恰能正常发光，则通过灯泡的电流为I＝＝ A＝2 A。 (2)灯泡的电阻为R＝＝ Ω＝3 Ω。 (3)根据闭合电路欧姆定律可得E＝I(r＋R＋R0) 解得R0＝－r－R＝ Ω－0.5 Ω－3 Ω＝2.5 Ω。 答案　(1)2 A　(2)3 Ω　(3)2.5 Ω 2.AC　根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir可知当电流为零时，路端电压等于电源电动势，由题图可知E＝10 V，根据数学关系可知U­I图像斜率的绝对值等于电源内阻，为r＝＝ Ω＝0.2 Ω，故A、C正确；电源短路时电流I短＝＝50 A，故B错误；当电路路端电压为8 V时，内电压为U内＝10 V－8 V＝2 V，电路中电流I＝＝10 A，故D错误。 3.C　当滑动变阻器滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中总电阻变小，根据I＝可知流过电源的电流变大，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可知路端电压变小，即A灯两端的电压变小，流过A灯的电路变小，则A灯变暗，总电流变大，则流过B灯支路的电流变大，则B灯变亮。 [综合训练] 1.A 2.B　可变电阻R的滑片P向上滑动时，可变电阻R接入电路的阻值增大，电路总电阻增大，电源电动势不变，则电路总电流减小，灯L1变暗，故A错误；电路总电流减小，电源内阻、灯L1两端的电压减小，电源电动势不变，则灯L2两端的电压增大，灯L2变亮，故B正确；电路总电流减小，电源内阻两端的电压减小，电源电动势不变，则电源两端电压增大，故C错误；电路总电流减小，电源电动势不变，电源的总功率变小，故D错误。 3.C　根据闭合电路欧姆定律得：U＝E－Ir，外电压随I的增大而减小，故A错误，C正确；电源两端的电压实际上是路端电压，由A的分析可知电源两端的电压，随I的增大而减小，故B错误；根据数学知识分析得知，当电源的内电阻等于外电阻时，输出功率最大，而I＝，所以电流增大时，电源的输出功率可能变大，也可能变小，故D错误。故选C。 4.C　当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，变阻器R2在电路中的电阻值增大，外电路的总电阻增大，电源的电动势E和内阻r不变，故总电流变小，则路端电压增大，电压表的读数增大，A错误；由A知电路的总电流减小，R1两端电压减小，故R1消耗的功率减小，B错误； 路端电压增大，电容器C与R2并联，R2两端电压增大，电容器C两端的电压增大，C正确； 由C＝得Q＝CU可知，电容C不变，电压U变大，电容器的电量Q变大， D错误。故选C。 5.解析　(1)由电路图可得并联电路电阻为 R并＝＝ Ω＝1.5 Ω 根据闭合电路欧姆定律可得I＝＝2 A 电容器极板间电压为U并＝IR并＝3 V 电路稳定后电容器所带电荷量为Q＝CU并＝2.4×10－4 C。 (2)电路稳定后断开，电容器放电，则通过电阻R1的电荷量为Q1＝Q＝6×10－5 C。 答案　(1)2.4×10－4 C　(2)6×10－5 C 6.解析　(1)当闭合开关S1，断开开关S2时，电流表示数I1＝0.1 A，电压表示数U1＝2.9 V，则有R1＋R2＝＝29 Ω 当同时闭合开关S1和S2时，电流表示数I2＝0.3 A，电压表示数U2＝2.7 V，则定值电阻R1的阻值为R1＝＝9 Ω 则定值电阻R2的阻值为R2＝20 Ω。 (2)当闭合开关S1，断开开关S2时，电流表示数I1＝0.1 A，电压表示数U1＝2.9 V，根据闭合电路欧姆定律有E＝U1＋I1r 当同时闭合开关S1和S2时，电流表示数I2＝0.3 A，电压表示数U2＝2.7 V，据闭合电路欧姆定律有E＝U2＋I2r 联立解得E＝3 V，r＝1 Ω。 答案　(1)9 Ω　20 Ω　(2)3 V　1 Ω 学科网（北京）股份有限公司 $$