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第25課 閉合電路的歐姆定律及其應用 1．閉合電路中電阻的串聯(lián)、并聯(lián) (1)(多選)(2016江蘇單科，4分)如圖所示的電路中，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關S，下列說法正確的有(　　) A．路端電壓為10 V B．電源的總功率為10 W C．a(chǎn)、b間電壓的大小為5 V D．a(chǎn)、b間用導線連接后，電路的總電流為1 A 答案：AC 解析：由題圖可知外電路的總電阻為10 Ω，回路總電阻為12 Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律可求干路電流I＝＝1 A，所以路端電壓為U外＝IR外＝10 V，故A項正確。電源的總功率 P＝IE＝12 W，故B項錯誤。根據(jù)并聯(lián)電路的特點可以求出流過a、b電流均為0.5 A，所以Uba＝0.5(15－5) V＝5 V，故C項正確。a、b間用導線連接后，根據(jù)電路的連接可求得外電路電阻為R外＝2 Ω＝7.5 Ω，回路總電阻為9.5 Ω，回路總電流為I＝≈1.3 A，故D項錯誤。 2．閉合電路的功率及電源的效率問題 (2)(多選)(經(jīng)典題，6分)直流電路如圖所示，在滑動變阻器的滑片P向右移動時，電源的(　　) A．總功率一定減小 B．效率一定增大 C．內(nèi)部損耗功率一定減小 D．輸出功率一定先增大后減小 答案：ABC 解析：由電路圖可知，當滑動變阻器滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，電路總電阻變大，電源電動勢不變，由閉合電路的歐姆定律可知，電路總電流I變小。 電源電動勢E不變，電流I變小，電源總功率P＝EI減小，故A項正確。 電源的效率η＝＝，電源內(nèi)阻r不變，滑動變阻器阻值R變大，則電源效率增大，故B項正確。 電源內(nèi)阻r不變，電流I減小，電源內(nèi)部損耗功率PQ＝I2r減小，故C項正確。 當滑動變阻器阻值與電源內(nèi)阻相等時，電源輸出功率最大，由于不知道最初滑動變阻器接入電路的阻值與電源內(nèi)阻的大小關系，因此無法判斷電源輸出功率如何變化，故D項錯誤。 3．兩類U－I圖像的比較與應用 a．利用閉合電路U－I圖像求解電路問題 (3)(經(jīng)典題，6分)圖為測量某電源電動勢和內(nèi)阻時得到的U－I圖線。用此電源與三個阻值均為3 Ω的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8 V。則該電路可能為(　　) 答案：B 解析：根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir，由題目給出的U－I圖線可知該電源的電動勢E為6 V，內(nèi)阻r為 Ω＝0.5 Ω。此電源與三個均為3 Ω的電阻連接成電路時測的路端電壓為4.8 V，對A圖，I＝＝4 A，路端電壓U＝IR外＝4 V。對B圖，I＝＝2.4 A，路端電壓U＝IR外＝4.8 V。對C圖，I＝≈0.63 A中，路端電壓約為U＝5.68 V。對D圖，I＝＝1.2 A，路端電壓U＝5.4 V，故B項正確。 b．利用導體U－I圖像求解電路問題 (4)(經(jīng)典題，6分)為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開關，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U－I圖像應是(　　) 答案：C 解析：燈絲電阻隨電壓的增大而增大，在圖像上某點到原點連線的斜率應越來越大。故C項正確。 (5)(2017浦東新區(qū)二模，3分)如圖(a)所示電路中，當滑動變阻器R的觸頭從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖(b)所示。不考慮電表對電路的影響，則(　　) A．定值電阻R0為2 Ω B．電源內(nèi)阻r為10 Ω C．電源電動勢E為3.4 V D．定值電阻R0的最大電功率為0.9 W 答案：D 解析：定值電阻R0兩端的電壓隨電流的增大而增大，由圖線的斜率得R0＝ Ω＝10 Ω，故 A項錯誤。電壓表V2測得的是路端電壓，上方圖線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，r＝ Ω＝2 Ω，故B項錯誤。當電流為0.1 A時，電壓表V2的讀數(shù)為3.4 V，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電源電動勢為E＝U＋Ir＝3.6 V，故C項錯誤。當滑動變阻器的阻值為0時，電路電流最大，為0.3 A，定值電阻R0的最大功率P＝I2R0＝0.9 W，故D項正確。 4．含電容器電路的分析 a．利用Q＝CU求解含容電路中電容器帶電量 (6)(2016全國Ⅱ，6分)阻值相等的四個電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路。開關S斷開且電流穩(wěn)定時，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2。Q1與Q2的比值為(　　) A. B. C. D. 答案：C 解析：當S斷開時，等效電路如圖(a)所示，可知R總＝R，I總＝，UC＝I總R＝E，故Q1＝EC。當S閉合時，等效電路如圖(b)所示(一個電阻被短接)，可知R總′＝R，I總′＝，UC′＝I總′R＝E，故Q2＝EC。解得＝，故C項正確。 b．利用E＝判斷含容電路中電容器內(nèi)電場強度的變化 (7)(2014天津理綜，6分)如圖所示，電路中R1、R2均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略，平行板電容器C的極板水平放置，閉合電鍵S，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。如果僅改變下列某一個條件，油滴仍能靜止不動的是(　　) A．增大R1的阻值 B．增大R2的阻值 C．增大兩板間的距離 D．斷開電鍵S 答案：B 解析：增大R1的阻值，穩(wěn)定后電容器兩板間的電壓升高，帶電油滴所受電場力增大，將向上運動，故A項錯誤。電路穩(wěn)定后，電容器相當于斷路，無電流通過電阻R2，故R2兩端無電壓，所以，增大R2的阻值，電容器兩板間的電壓不變，帶電油滴仍處于靜止狀態(tài)，故B項正確。增大兩板間的距離，由于兩板間的電壓不變，電場強度減小，帶電油滴所受電場力減小，將向下運動，故C項錯誤。斷開電鍵S后，電容器放電，最后兩板間的電勢差為0，帶電油滴只受重力作用，將向下運動，故D項錯誤。