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7-2闭合电路欧姆定律及其应用一、选择题1．(2012·海南琼海一模)如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0＝r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是()A．电路中的电流变大B．电源的输出功率先变大后变小C．滑动变阻器消耗的功率变小D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小[答案]AC[解析]当r内＝R外时，电源输出功率最大；当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，外电路电阻减小，当滑片位于b端时，电源的输出功率最大，选项A对而B错；当把定值电阻R0看做电源内阻时，当滑动变阻器的滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的功率最大，由a端向b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率变小，选项C对；此过程中，由P＝I2R0知，定值电阻R0上消耗的功率变大。选项D错。2．(2012·浙江瑞安十校联考)如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图象。用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为()[答案]B[解析]根据U－I图象可知，电源电动势E＝6V，内阻r＝0.5Ω；当路端电压为U＝4.8V时，干路电流I＝6V－4.8V0.5Ω＝2.4A，外电路电阻R＝UI＝2Ω，计算四个选项中，外电路的电阻分别为1Ω、2Ω、9Ω和4.5Ω，故选项B正确。3．(2012·长沙名校模考)如图虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限流器的电流IIc时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R1＝0)转变为正常态(一个纯电阻，且R1＝3Ω)，以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流Ic＝1.2A，限流电阻R2＝6Ω，小灯泡L上标有“6V6W”的字样，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则()A．灯泡L短路前通过R2的电流为47AB．灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C．灯泡L短路后通过R1的电流为4AD．灯泡L短路后通过R2的电流为23A[答案]BD[解析]在灯泡短路前，超导部件R1处于超导态，限流电阻R2被短路，通过R2的电流为0，A选项错误；当灯泡短路后，假设超导部件R1仍处于超导态，则通过R1的电流为I＝Er＝4A，此时IIc可知假设不成立，超导部件R1由超导状态转为正常态，此时通过R1的电流大小为I1＝23×Er＋R1R2R1＋R2＝43A，通过R2的电流大小为I2＝13×Er＋R1R2R1＋R2＝23A，BD选项正确，C选项错误。4．(2012·湖北襄阳期中)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路．当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为()A．32WB．44WC．47WD．48W[答案]A[解析]电动机不转动，说明无机械能输出，它消耗的电能全部转化为内能，此时的电动机就相当于一个纯电阻，根据电表读数可知，电动机内阻RM＝2.00.50Ω＝4Ω；当电动机恢复正常运转时，为非纯电阻用电器，它消耗的电能等于内部电阻产生的热能和输出的机械功率之和，所以P出＝P总－P热＝(2.0×24.0－2.02×4)W＝32W。5．(2012·泉州五校质检)如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小。根据分析，发生的故障可能是()A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路[答案]A[解析]等效电路如图所示，若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、电流表的电流都减小、故A选项正确。若R2断路，总外电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B选项错。若R3短路或R4短路，总外电阻减小，总电流增大，A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D选项错。6．(2012·辽宁沈阳四校协作体)如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是()A．电流表读数变小，电压表读数变大B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减小D．电源的总功率变大[答案]A[解析]滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，变阻器两端的电压增大，电容器C极板间电压也增大，根据关系式Q＝CU可知，电容器C上电荷量增大，选项C错；滑动变阻器接入电路的阻值增大时，外电路电阻R增大，干路电流减小，路端电压U＝E－Ir增大，所以电流表读数变小，电压表读数变大，选项A正确，小灯泡处于干路，根据P＝I2RL可知，灯泡的实际功率P减小，所以小灯泡L变暗，选项B错；干路电流I变小，电源的总功率P总＝EI也变小，选项D错。7．(2012·九江模考)如图所示，电阻R1、R2、R3均为定值电阻，R4为滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是()A．电表A1、V1示数均减小，电表A2、V2示数均增大B．电源的效率增大C．电流表A1示数的改变量小于电流表A2示数的改变量D．电压表V1示数的改变量大于电压表V2示数的改变量[答案]BC[解析]将电路简化成如图所示的电路，当滑动变阻器的滑片向右移动时，整个电路的总电阻增大，则干路电流减小，路端电压增大，即电流表A1示数减小，又由于R1、R2为定值电阻，则电压表V1示数减小；而路端电压增大，则电压表V2示数增大，且V2示数的增加量大于V1示数的减小量；对于定值电阻R3，由于电压表V2示数增大，则经过定值电阻R3的电流增大，而干路总电流减小，则通过电阻R4的电流减小，且通过电阻R4的电流的减小量大于干路总电流的减小量，即电流表A1示数的改变量小于电流表A2示数的改变量；电源效率η＝11＋rR，外电路的总电阻越大，电源效率越高。8．(2012·苏州调研)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时()A．L1的电压为L2电压的2倍B．L1消耗的电功率为0.75WC．L2的电阻为12ΩD．L1、L2消耗的电功率的比值大于4∶1[答案]BD[解析]L1的电流是L2电流的2倍，根据伏安特性曲线可知此时L1和L2的电阻不等，L1的电压与L2的电压不存在2倍关系，A错；由伏安特性曲线可得，开关闭合后L1的电压为3.0V，所以L1消耗的电功率为P＝UI＝0.25×3W＝0.75W，B对，流过L2的电流为0.125A，由伏安特性曲线可读出此时L2电压约为0.3V，再根据欧姆定律R＝UI计算可得R2约为2.4Ω，C错；根据P＝UI计算可得，D对。二、非选择题9．如图所示，图象a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图象b是一定值电阻的伏安特性曲线．将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路，若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这个定值电阻的阻值为________Ω。现有4个这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干个进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是________W。[答案]650[解析]由图象可得，定值电阻R＝152.5Ω＝6Ω，电源电动势E＝U＋Ir＝15V＋2.5×2V＝20V；用3只电阻并联作为外电阻时，外电阻等于2Ω，输出功率最大，Pmax＝E24r＝50W。10．在如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数为4.5V，试求：(1)电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻；(3)当电键K接c时，通过R2的电流。[答案](1)1A4V(2)6V2Ω(3)0.5A[解析](1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式P＝I2R可得通过电源电流I2＝PR2＝1A再根据P＝U2R电源两端电压U1＝PR2＝4V(2)K接a时，有E＝U1＋I1rK接b时，R1和R2串联，R外＝R1＋R2＝6Ω通过电源电流I2＝U2R1＋R2＝0.75A这时有：E＝U2＋I2r解得：E＝6V，r＝2Ω(3)当K接c时，R2、R3并联，R23＝R2R3R2＋R3＝2ΩR总＝R1＋r＋R23＝6Ω总电流I3＝E/R总＝1A通过R2的电流I′＝12I3＝0.5A11．(2012·上海华师大附中八校联考)如图所示，电源内阻r＝1Ω，R1＝2Ω，R2＝6Ω，灯L上标有“3V1.5W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移到最右端时，电流表示数为1A，灯L恰能正常发光。(1)求电源的电动势；(2)求当P移到最左端时，电流表的示数；(3)当滑动变阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？[答案](1)6V(2)2A(3)2Ω2W[解析](1)电源的电动势E＝UL＋IR1＋Ir＝3V＋1×2V＋1×1V＝6V。(2)当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I＝ER1＋r＝2A。(3)灯L电阻RL＝U2P＝6Ω设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联等效电阻R3L＝R3·RLR3＋RL由闭合电路欧姆定律，I＝ER1＋r＋R3L，又U3＝IR3L，所以P3＝U23R3＝16R3R23＋4R3＋4＝16R3R3－22＋8R3＝16R3－22R3＋8当R3＝2Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W。12．(2012·西安名校三检)如图所示的电路中，电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，R4＝18Ω，R3为滑动变阻器，A、B为变阻器两个端点，滑动触头P在B端时，电流表的读数为2.5A，电源的输出功率为28.125W，电源总功率为33.75W。(1)求电源电动势和内电阻；(2)当滑动触头P处在R3的中点时，电流表的读数为0.9A，则R3的阻值是多少？[答案](1)9V2Ω(2)18Ω[解析](1)当滑动触头P处在B端时，R3和R4均被短路，电路如图甲所示。根据并联电路的分流原理，通过R1的电流I1＝R2R1I2＝36×2.5A＝1.25A干路中电流I＝I1＋I2＝1.25A＋2.5A＝3.75A又因P总＝P出＋I2r，即33.75W＝28.125W＋(3.75A)2r解得r＝0.4Ω外电阻R＝R1·R2R1＋R2＝2Ω电源电动势E＝IR＋Ir＝9V(2)当触头处在R3的中点时，电路如图乙所示，变阻器R3的上半部分被短路，由于两并联支路上的电压相等得(RxR3Rx＋R4＋R2)I2′＝R1I1′又I1′R1＝E－(I2′＋I1′)r解得I1′＝1.35A，Rx＝9Ω所以R3＝2Rx＝18Ω13．(2012·浙江五校联考)A、B是水平放置的平行板电容器，当A、B两板直接接到电源两极时，一电子从A板由静止飞到B板时的速度为v0，电源内阻r＝1Ω，R1＝4Ω，现若按图示连接，当开关S断开时，电子从A板由静止飞到B板的过程中，通过两板的中点C的速度为12v0，当开关S断开时，电子从A板由静止飞向B板经C点时的速度为33v0，求R2和R3的阻值。[答案]R2＝10ΩR3＝10Ω[解析]当A、B两板直接接到电源两极时，电子从A运动到B，由动能定理得，eE＝12mv20，当开关S闭合时，电子从A运动到C，由动能定理得，eU＝12m(v02)2，当开关S断开时，电子从A运动到C，由动能定理得，eU′＝12m(33v0)2可得U＝14E，U′＝13E当开关S断开时，电容器C两端的电压为：UC′＝2U′＝23E而E＝UC′＋UC′R3(R1＋r)，解得：R3＝10Ω即当开关S闭合时，电容器C两端的电压为：UC＝2U＝12E，而E＝UC＋(UCR3＋UCR2)(R1＋r)，解得：R2＝10Ω。更多试题下载：（在文字上按住ctrl即可查看试题）高考模拟