内容正文:
10.2 闭合电路的欧姆定律
考点一 电路的串并联 1
题组1:串并联电路的分析与计算 1
题组2:混联电路的分析与计算 1
考点二 两种U-I图像的比较与应用 2
题组1:电源的U-I图像 2
题组2:两种U-I图像的综合 3
考点三 闭合电路的功率和效率 4
题组1:闭合电路的功率和效率 4
考点四 闭合电路的动态分析 5
题组1:闭合电路的动态分析 5
10.2 闭合电路的欧姆定律
考点一 电路的串并联
题组1:串并联电路的分析与计算
1. (单选)将一个内阻为、满偏电流为的电流表,改装成量程为的电流表,则需要( )
A. 串联一个阻值约为的电阻 B. 串联一个阻值约为的电阻
C. 并联一个阻值约为的电阻 D. 并联一个阻值约为的电阻
2. (单选)如图所示的电路中,和为理想电流表,示数分别为和,;当、两点间加一恒定的电压后,下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 将、换成理想电压表,其示数之比为
D. 将、换成理想电压表,其示数之比为
题组2:混联电路的分析与计算
3. (单选)如图所示,,,,。则当断开和闭合时,电流表可视为理想电表的示数分别为( )
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
4.在如图所示的电路中,,两端的电压,电压表和电流表均为理想电表。电路稳定后,求:
电流表、电压表的示数;
电容器极板所带的电荷量。
考点二 两种U-I图像的比较与应用
题组1:电源的U-I图像
1. (单选)如图所示为某一电源的图线,则由图可知( )
A. 电源电动势为 B. 电源内阻为
C. 电源短路时电流为 D. 路端电压为时,电路中电流为
2. (单选)电源路端电压与电流关系的函数图象,把此电源接在右图示的电路中,其中,。则下列正确的是( )
A. 此电源电动势为,内阻为
B. 若在,间连一个理想电流表,其读数是
C. 若在,间连一个理想电压表,其读数是
D. 若在,间连一电容为的电容器,则电容器所带电荷量是
3. (单选)如图所示,直线、分别为电源、的路端电压与电源电流的关系图像,将一定值电阻分别接到、两电源上,功率相等。则( )
A. 电源、效率相同
B. 电源的内阻更大
C. 若将定值电阻换为大于的电阻,电源的输出功率大于电源的输出功率
D. 若将定值电阻换为小于的电阻,电源的功率大于电源的功率
题组2:两种U-I图像的综合
4. (多选)如图所示的图象中,直线为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻连接成闭合电路,由图象可知( )
A. 的阻值为
B. 电源电动势为,内阻为
C. 电源的输出功率为
D. 电源内部消耗功率为
5. (单选)在图甲的电路中,是可变电阻,是定值电阻,电源内阻不计。实验时调节的阻值,得到各组电压表和电流表数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的图像如图乙中所示。则下列说法正确的是
A. 点位置的滑动变阻器的滑片在最右端 B. 电源的电动势为
C. 线的斜率绝对值等于的阻值 D. 线的斜率绝对值等于的阻值
6. (多选)图甲是某实验小组的同学通过实验作出的电源的路端电压与电流的关系图象,图乙是该实验小组的同学通过实验作出的小灯泡的图像。下列说法中正确的是( )
A. 电源的电动势约为
B. 电源的内阻约为
C. 电源的路端电压为时,电源效率约为
D. 将小灯泡接在电源两端组成闭合回路,此时小灯泡消耗的功率约为
考点三 闭合电路的功率和效率
题组1:闭合电路的功率和效率
1. (多选)如图所示,为定值电阻,为可变电阻,为电源电动势,为电源内电阻,且。以下说法中正确的是( )
A. 当时,获得最大功率
B. 当时,获得最大功率
C. 当时,获得最大功率
D. 当从逐渐变大时,电源的输出功率变大
2. (单选)某型号酒精测试仪的简化电路如图所示。传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为,内阻为,为定值电阻,电路中的电表均为理想电表。当一位涉嫌酒驾者对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小
B. 酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C. 酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D. 电压表示数增量的绝对值与电流表示数增量的绝对值之比变小
3. (单选)如图甲所示,电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下述说法中正确的是( )
A. 图乙中
B. 电源的电动势,内阻
C. 滑动变阻器消耗功率最大时,定值电阻也消耗功率最大
D. 调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到
考点四 闭合电路的动态分析
题组1:闭合电路的动态分析
1. (多选)如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为,电表均为理想电表。闭合开关后,若减小的阻值,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数一定变小 B. 电压表的示数一定变小
C. 电源的输出功率一定减小 D. 两端的电压一定减小
2. (多选)信息化时代,智能手机的普遍使用给生活带来方便,智能手机具有自动调节屏幕亮度的功能,光照强度变大时屏幕变亮,反之变暗。如图所示,电路元件、中一个为定值电阻,另一个为光敏电阻其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮,反之变暗”这一功能,若图中灯泡电阻不变,则关于该电路的说法正确的是( )
A. 光敏电阻应为 B. 光照增强时电源的输出功率变大
C. 光照增强时电源的路端电压变小 D. 光照增强时和小灯泡的总功率变小
3. (单选)如图所示的电路中,电源的电动势为,内阻为,为定值电阻且为滑动变阻器,四个电表均为理想电表,还有电容器和理想二极管。闭合开关,将滑动变阻器的滑动触头向右滑动的过程中,分别表示对应电压表和电流表的示数变化量绝对值。关于该过程下列说法正确的是( )
A. 示数变大、示数变大、示数变小、示数变小
B. 电源的输出功率增大,电源的效率增大
C. 的值不变,的值不变
D. 电容器所带电荷量减小
4. (单选)在如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,,滑动变阻器的取值范围为,所有电表均为理想电表。闭合开关,在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中,电压表、电压表、电流表示数的变化量分別为、、。下列说法正确的是( )
A. 大于
B. 不变,增大
C. 的功率先增大后减小,最大值为
D. 电源的输出功率先增大后减小,最大值为
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10.2 闭合电路的欧姆定律
考点一 电路的串并联 1
题组1:串并联电路的分析与计算 1
题组2:混联电路的分析与计算 2
考点二 两种U-I图像的比较与应用 3
题组1:电源的U-I图像 3
题组2:两种U-I图像的综合 6
考点三 闭合电路的功率和效率 8
题组1:闭合电路的功率和效率 8
考点四 闭合电路的动态分析 10
题组1:闭合电路的动态分析 10
10.2 闭合电路的欧姆定律
考点一 电路的串并联
题组1:串并联电路的分析与计算
1. (单选)将一个内阻为、满偏电流为的电流表,改装成量程为的电流表,则需要( )
A. 串联一个阻值约为的电阻 B. 串联一个阻值约为的电阻
C. 并联一个阻值约为的电阻 D. 并联一个阻值约为的电阻
【答案】C
【解析】把电流表改装成的电流表需要并联一个分流电阻,分流电阻阻值为: ;故 C正确,ABD错误;故选C.
2. (单选)如图所示的电路中,和为理想电流表,示数分别为和,;当、两点间加一恒定的电压后,下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 将、换成理想电压表,其示数之比为
D. 将、换成理想电压表,其示数之比为
【答案】C
【解析】电源接在、两点时,电路图如下所示,
并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,图中,故A、B错误;将、换成理想电压表,、和成为串联电路,,,故C正确,D错误。
题组2:混联电路的分析与计算
3. (单选)如图所示,,,,。则当断开和闭合时,电流表可视为理想电表的示数分别为( )
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】C
【解答】先用电流分支法将电路图进行简化,
第一支线:由经电阻到。
第二支线:由经电阻到再到。
第三支线:由经电阻到再经到。
以上三条支线并联。且在、间接有开关,简化图如图所示:
当开关断开时,电路中与串联再与、并联,由串并联电路规律可知;当开关闭合时,被短路,、、并联, 。
故选C。
4.在如图所示的电路中,,两端的电压,电压表和电流表均为理想电表。电路稳定后,求:
电流表、电压表的示数;
电容器极板所带的电荷量。
【答案】根据电路图可以看出,、、串联后与并联,上无电流通过,、、串联后与并联的等效电阻
由欧姆定律,可得电流表的示数
电压表的示数等于两端电压,中电流
电压表的示数
电容器两极板之间的电压
电容器极板所带的电荷量。
考点二 两种U-I图像的比较与应用
题组1:电源的U-I图像
1. (单选)如图所示为某一电源的图线,则由图可知( )
A. 电源电动势为 B. 电源内阻为
C. 电源短路时电流为 D. 路端电压为时,电路中电流为
【答案】A
【解析】根据闭合电路欧姆定律可知,可见图像的纵轴截距即为电源的电动势,图像斜率的绝对值即为电源的内电阻,由图像可得:电动势,内阻,故A正确,B错误;
C.当外电阻为时,电源短路,则短路电流 ,故C错误;
D.当时,由可得,,故D错误。
故选A。
2. (单选)电源路端电压与电流关系的函数图象,把此电源接在右图示的电路中,其中,。则下列正确的是( )
A. 此电源电动势为,内阻为
B. 若在,间连一个理想电流表,其读数是
C. 若在,间连一个理想电压表,其读数是
D. 若在,间连一电容为的电容器,则电容器所带电荷量是
【答案】C
【解析】A.由左图可得:电源的电动势,内阻为,故A错误;
B.若在、间连一个理想电流表,则外电路的连接关系是:与并联后与串联,电路中总电流为
解得:
电流表的读数为,故B错误。
C.若在、间连一个理想电压表,其读数是,代值解得:,故C正确。
D.若、间连一电容为的电容器,则电容器板间电压为:
故电容器所带电量是,故D错误。
故选:。
3. (单选)如图所示,直线、分别为电源、的路端电压与电源电流的关系图像,将一定值电阻分别接到、两电源上,功率相等。则( )
A. 电源、效率相同
B. 电源的内阻更大
C. 若将定值电阻换为大于的电阻,电源的输出功率大于电源的输出功率
D. 若将定值电阻换为小于的电阻,电源的功率大于电源的功率
【答案】C
【解答】A.当将一定值电阻分别接到、两电源上时,由图像可得:
;
由图像可知,电源的电动势较小,而的电动势较大,而此时两电路的电流相同,端电压相同,故由电源的效率:,由表达式可知,由于电源的电动势较大,故其效率较低,故A错误;
B.由图像的斜率含义表示电源的内阻,故由图可知由于图线的斜率较大,故其内阻较大,故B错误;
C.若将定值电阻换为大于的电阻,则可得图像为:
由图像可知,由图可知,电源的电路中两端的电压小于电路中两端的电压,同时,电源的电路中电流小于电路中电流,故由电源的输出功率:,可知,电源的输出功率大于电源的输出功率,故C正确;
D.若将定值电阻换为小于的电阻,可得图像可得:
由图可知,此时由于电阻较小,故可知电路的电流较大,电路的电流较小,且电源的电动势较小,而电源的电动势较大,由数学关系及电源的功率可知,无法比较电源的功率和电源的功率大小,故D错误。
题组2:两种U-I图像的综合
4. (多选)如图所示的图象中,直线为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻连接成闭合电路,由图象可知( )
A. 的阻值为
B. 电源电动势为,内阻为
C. 电源的输出功率为
D. 电源内部消耗功率为
【答案】AD
【解析】:A、由图象Ⅱ可知,外电阻,故A正确。
B、由图象Ⅰ可知,电源电动势,短路电流,电源内阻,故B错误。
C、由两图象的交点坐标,可得电源的路端电压为,干路电流为,电源的输出功率为,故C错误。
D、电源内部消耗功率为,故D正确。
故选:。
5. (单选)在图甲的电路中,是可变电阻,是定值电阻,电源内阻不计。实验时调节的阻值,得到各组电压表和电流表数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的图像如图乙中所示。则下列说法正确的是
A. 点位置的滑动变阻器的滑片在最右端 B. 电源的电动势为
C. 线的斜率绝对值等于的阻值 D. 线的斜率绝对值等于的阻值
【答案】D
【解析】A.根据图像,点位置电压表示数不为,故A点位置的滑动变阻器的滑片在不在最右端,故A错误;
B.根据电路图,由闭合电路欧姆定律有,从图乙中可以看出图像过点、,代入公式,解得:,E=2.5V,故B错误;
C.的斜率表示电路中的电流为时,接入电路的电阻,故C错误;
D.由可知线的斜率绝对值表示的电阻,故 D正确。
故选D。
6. (多选)图甲是某实验小组的同学通过实验作出的电源的路端电压与电流的关系图象,图乙是该实验小组的同学通过实验作出的小灯泡的图像。下列说法中正确的是( )
A. 电源的电动势约为
B. 电源的内阻约为
C. 电源的路端电压为时,电源效率约为
D. 将小灯泡接在电源两端组成闭合回路,此时小灯泡消耗的功率约为
【答案】AD
【解析】解:、根据闭合电路的欧姆定律可得:,根据图甲可知,该电源的电动势为,内电阻,故A正确、B错误;
C、电源的路端电压为时,电源效率为:,故C错误;
D、将小灯泡接在电源两端组成闭合回路,在图乙中作出电源的图线,与小灯泡的图线交点表示灯泡的实际电流和实际电压,则有:,,此时小灯泡消耗的功率为:,故D正确。
故选:。
考点三 闭合电路的功率和效率
题组1:闭合电路的功率和效率
1. (多选)如图所示,为定值电阻,为可变电阻,为电源电动势,为电源内电阻,且。以下说法中正确的是( )
A. 当时,获得最大功率
B. 当时,获得最大功率
C. 当时,获得最大功率
D. 当从逐渐变大时,电源的输出功率变大
【答案】BC
【解析】把看作电源内阻,当时,获得最大功率,故B正确,A错误;
根据可知,当时,电路中总电流最大,所以此时获得最大功率,故C正确;
外电阻从逐渐增大,电源的输出功率的变化关系为先增大再减小,当外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,由于,外电阻先小于电源内阻,当逐渐变大时,电源的输出功率先变大后变小,故D错误.
2. (单选)某型号酒精测试仪的简化电路如图所示。传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为,内阻为,为定值电阻,电路中的电表均为理想电表。当一位涉嫌酒驾者对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A. 电压表示数变大,电流表示数变小
B. 酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C. 酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D. 电压表示数增量的绝对值与电流表示数增量的绝对值之比变小
【答案】B
【解析】当对着测试仪吹气时,酒精气体浓度增大,传感器的电阻减小,根据可知,电流表示数增大,根据可知,电压表示数减小,A错误
电源的效率,
当酒精气体浓度增大时,传感器的电阻减小,电源的效率降低,B正确
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,由于与电源内阻之间的关系未知,因此当酒精气体浓度增大,传感器的电阻减小,减小,电源的输出功率有可能减小,有可能增大,也有可能先增大后减小,C错误
根据可知,,即电压表示数增量的绝对值与电流表示数增量的绝对值之比不变,D错误。
3. (单选)如图甲所示,电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下述说法中正确的是( )
A. 图乙中
B. 电源的电动势,内阻
C. 滑动变阻器消耗功率最大时,定值电阻也消耗功率最大
D. 调整滑动变阻器的阻值,可以使电源的输出电流达到
【答案】B
【解答】、将看成电源的内阻,由图乙知,当时,滑动变阻器消耗的功率最大,因,可得电源的内阻
最大功率为,解得电源的电动势
滑动变阻器接入电路的有效阻值为与阻值为时消耗的功率相等,则有,解得,故A错误,B正确;
C、当时,电路中电流最大,定值电阻消耗的功率最大,此时,滑动变阻器消耗功率不是最大,故C错误;
D、当时,电路中电流最大,且最大值为,所以,调整滑动变阻器的阻值,不可以使电源的输出电流达到,故D错误。
故选:。
考点四 闭合电路的动态分析
题组1:闭合电路的动态分析
1. (多选)如图所示的电路中,电源电动势为,内阻为,电表均为理想电表。闭合开关后,若减小的阻值,则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数一定变小 B. 电压表的示数一定变小
C. 电源的输出功率一定减小 D. 两端的电压一定减小
【答案】BD
【解析】、减小的阻值,电路的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知,电路中总电流增大,由,得路端电压减小,所以电流表的示数一定增大,电压表的示数一定减小,A错误,B正确;
C、根据数学知识分析得知,当电源的外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,由于不知外电阻与内电阻的大小关系,所以当电源的负载电阻减小,输出功率不一定减小,也可能增大,C错误;
D、上的电压,增大,其他量不变,则一定减小,故D正确。
故选:。
2. (多选)信息化时代,智能手机的普遍使用给生活带来方便,智能手机具有自动调节屏幕亮度的功能,光照强度变大时屏幕变亮,反之变暗。如图所示,电路元件、中一个为定值电阻,另一个为光敏电阻其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮,反之变暗”这一功能,若图中灯泡电阻不变,则关于该电路的说法正确的是( )
A. 光敏电阻应为 B. 光照增强时电源的输出功率变大
C. 光照增强时电源的路端电压变小 D. 光照增强时和小灯泡的总功率变小
【答案】AC
【解析】若是光敏电阻,则照射的光照强度增大时,阻值减小,则电路总电阻减小,总电流增大,电源内电压升高,路端电压减小,两端电压减小,流过的电流减小,流过和小灯泡的电流增大,小灯泡的实际功率变大,小灯泡变亮,因此光敏电阻应为。由于、、三者的电阻大小未知,、选项无法判断。答案选AC。
3. (单选)如图所示的电路中,电源的电动势为,内阻为,为定值电阻且为滑动变阻器,四个电表均为理想电表,还有电容器和理想二极管。闭合开关,将滑动变阻器的滑动触头向右滑动的过程中,分别表示对应电压表和电流表的示数变化量绝对值。关于该过程下列说法正确的是( )
A. 示数变大、示数变大、示数变小、示数变小
B. 电源的输出功率增大,电源的效率增大
C. 的值不变,的值不变
D. 电容器所带电荷量减小
【答案】C
【解析】A.将滑动变阻器的滑动触头向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值增大,根据“串反并同”规律可知, 示数变小, 示数变大、 示数变大、示数变小,故A错误;
B.因 ,所以外电阻大于,滑动变阻器的滑动触头向右滑动的过程中,外电阻增大,电源的输出功率减小,电源的效率为 ,
因 示数变大,即 增大,所以电源的效率增大,故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律有 ,
所以 , ,即 的值不变, 的值不变,故C正确;
D.由题图可知, 右侧电势比左侧电势高,所以电容器右极板带正电,左极板带负电, 两端电压减小,因二极管具有单向导电性,所以电容器无法放电,电容器所带电荷量不变,故D错误。
故选C。
4. (单选)在如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,,滑动变阻器的取值范围为,所有电表均为理想电表。闭合开关,在滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中,电压表、电压表、电流表示数的变化量分別为、、。下列说法正确的是( )
A. 大于
B. 不变,增大
C. 的功率先增大后减小,最大值为
D. 电源的输出功率先增大后减小,最大值为
【答案】C
【解析】将和等效为电源内阻,则等效电源的电动势,
等效内阻,
等效电路如图
A.则当滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中,变大,总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,读数变小,则读数变大,因,可知 小于 ,选项A错误;
B.因为不变,而,可知不变,选项B错误;
C.将等效为新电源的内阻,内阻为,当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大,则当滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中,电阻从增加到,可知 的功率先增大后减小,当时功率最大,最大值为,选项C正确;
D.当滑动变阻器的滑片在端时,电源的外电阻为 ,当滑动变阻器的滑片在端时,电源的外电阻为 ,电源的内阻 ,则滑动变阻器的滑片从端滑到端的过程中,电源的输出功率一直减小,选项D错误。
故选C。
学科网(北京)股份有限公司
$$