2021高考物理教科版一轮复习学案 作业：第八章 第2讲 闭合电路欧姆定律 WORD版含解析.docx

1、第2讲闭合电路欧姆定律一、串、并联电路的特点1特点对比串联并联电流II1I2InII1I2In电压UU1U2UnUU1U2Un电阻RR1R2Rn2.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大自测1一个量程为0150 V的电压表，内阻为20 k，把它与一个大电阻串联后接在110 V电路的两端，电压表的读数是5 V这个外接电阻是()A240 B420 k C240

2、 k D420 答案B二、电源闭合电路的欧姆定律1电源(1)电动势计算：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E；物理含义：电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压(2)内阻：电源内部导体的电阻2闭合电路欧姆定律(1)内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电阻之和成反比；(2)公式：I(只适用于纯电阻电路)；(3)其他表达形式电势降落表达式：EU外U内或EU外Ir；功率表达式：EIUII2r.3路端电压与外电阻的关系(1)一般情况：UIRR，当R增大时，U增大；(2)特殊情况：当外电路断路时，I0，UE；当外电路短路时，

3、I短，U0.自测2电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 时，路端电压为4.0 V，若在外电路中分别并联一个6.0 的电阻和串联一个6.0 的电阻，则两种情况下的路端电压分别约为()A4.3 V3.72 V B3.73 V4.3 VC3.72 V4.3 V D4.2 V3.73 V答案C三、电路中的功率1电源的总功率(1)任意电路：P总IEIU外IU内P出P内(2)纯电阻电路：P总I2(Rr).2电源内部消耗的功率P内I2rIU内P总P出3电源的输出功率(1)任意电路：P出IUIEI2rP总P内(2)纯电阻电路：P出I2R.(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系当Rr时，电源的输出功率最大

4、为Pm.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大自测3 (2020辽宁沈阳市第一次质检)某同学将一闭合电路电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图1中的a、b、c所示，则下列判断正确的是()图1A直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线B曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线C曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线D电源的电动势E3 V，内电阻r2 答案C解析由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式PEEI，PrI2r可知，a是直线，表示的是电源消耗的总功率PE随电流I变化的图线，b是抛物线

5、，表示的是电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以A、B错误，C正确；由题图可知，当短路时电流为2 A，总功率PEEI6 W，则可知电源电动势为：E3 V，则内电阻为r 1.5 ，故D错误.1动态电路的特点断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小，导致电路电压、电流、功率等的变化2动态分析的方法(1)程序法：电路结构的变化R的变化R总的变化I总的变化U端的变化固定支路变化支路(2)极限法：即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论例1 (2019吉林“五地六校”合作体联考)在图2所示的电路中，

6、R1、R2是定值电阻，当滑动变阻器滑片向上移动时()图2A电压表示数变大，电流表示数变小B电压表示数变小，电流表示数变大C电压表示数变大，电流表示数变大D电压表示数变小，电流表示数变小答案B解析根据题意，由题图可知，电流表与滑动变阻器串联而电压表与滑动变阻器并联，当向上移动滑片时滑动变阻器接入电路的阻值变小，再根据结论“串反并同”，可知电流表示数变大而电压表示数变小，B选项正确变式1 (多选)(2019福建福州市期末)如图3所示，电源电动势E和内阻r一定，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小)闭合开关，当照射到R3的光照强度变化时，R2功率变大，以下判断正确

7、的是()图3A电流表示数一定变小B电压表示数一定变小CR3的功率一定变大D照射到R3的光照强度一定增加答案BD解析由于R2功率变大，根据PI2R可知R2的电流增大，根据“串反并同”可得R3的阻值减小，照射到R3的光照强度一定增加，电路总电阻减小，电路总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，所以电压表示数减小，电流表示数增大，故B、D正确，A错误；R3的阻值减小，通过R3的电流增大，根据PI2R可知，R3的功率无法确定变化，故C错误1电源的效率100%100%.2纯电阻电路P总EI，P出R，100%100%.3电源的最大输出功率P出UII2RRP出与外电阻R的函数关系可用如图4所示图像表示，由

8、图像可以看出：图4(1)当Rr时，输出功率最大，Pm.(2)当R“接近”r时，P出增大，当R“远离”r时，P出减小(3)当P出UR2，故R1接在电源上时，电源的效率高，A正确，B错误；由题图可知，R2与电源的内阻相等，R1R2，所以R2接在电源上时，电源的输出功率大，C正确，D错误1电路简化把电容器所在的支路视为断路，简化电路时可以去掉，求电荷量时再在相应位置补上2电容器的电压(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压(2)电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻无电压，相当于导线3电容器的电荷量及变化(1)利用QUC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2；(2)如果变化前后极板

9、带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Q1Q2|；(3)如果变化前后极板带电的电性相反，通过所连导线的电荷量为Q1Q2.例4(2016全国卷17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图10所示电路开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()图10A. B. C. D.答案C解析S断开时等效电路图如图甲所示甲电容器两端电压为U1RE；S闭合时等效电路图如图乙所示乙电容器两端电压为U2RE，由QCU得，故选项C正确变式4 (多选)(2019广东珠海市质量监测)如图11所示，直流电路中，R1、R2是定值

10、电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止现用强光照射电阻R3时()图11A电源的总功率减小BA板的电势降低C液滴向上运动D电容器所带电荷量增加答案CD解析电路稳定时电容器两板间的电压等于R1两端的电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，电源的总功率PEI增大，R1两端的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，故A错误，C正确；电容器的电压增大，电容不变，由QCU知，电容器所带电荷量增加，故D正确；由于电路中的电流增大，R1两端的电势差增大，又因为R1下端接地，

11、电势为零，所以R1上端电势升高，A板的电势也升高，故B错误1故障特点(1)断路特点：表现为路端电压不为零而电流为零；(2)短路特点：用电器或电阻发生短路，表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零2检测方法(1)电压表检测：如果电压表示数为零，则说明可能在并联路段之外有断路，或并联路段短路；(2)电流表检测：当电路中接有电源时，可用电流表测量各部分电路上的电流，通过对电流值的分析，可以确定故障的位置在运用电流表检测时，一定要注意电流表的极性和量程；(3)欧姆表检测：当测量值很大时，表示该处断路；当测量值很小或为零时，表示该处短路在运用欧姆表检测时，被检测元件应从电路中拆下来；(4)假设法：

12、将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理例5如图12所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原因可能是()图12AR1短路BR2断路CR2短路DR3短路答案D解析A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B错误因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的观察电路中电阻的连接形式，只有

13、R3短路符合条件，故选项A、C错，D正确1. (多选)在如图1所示的UI图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI图线用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知()图1A电源的电动势为3 V，内阻为0.5 B电阻R的阻值为1 C电源的输出功率为4 WD电源的效率为50%答案ABC解析由图线可知，电源的电动势为3 V，内阻为r0.5 ；由图线可知，电阻R的阻值为1 ，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I2 A，路端电压UIR2 V(可由题图读出)，电源的输出功率为PUI4 W，电源的效率为100%66.7%，故选项A、B、C正确，D错误2(2019贵

14、州遵义市调研)如图2所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图2A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大答案A解析由变阻器R0的滑动端向下滑动可知，R0接入电路的有效电阻减小，R外减小，由I可知I增大，由U内Ir可知U内增大，由EU内U外可知U外减小，故电压表示数减小由U1IR1可知U1增大，由U外U1U2可知U2减小，由I2可知电流表示数减小，故A正确3. (多选)如图3所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法

15、中正确的是()图3A当R2R1r时，R2获得最大功率B当R1R2r时，R1获得最大功率C当R20时，R1获得最大功率D当R20时，电源的输出功率最大答案AC解析在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1r的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图所示)，R2的电功率是等效电源的输出功率显然当R2R1r时，R2获得的电功率最大，故A项正确；讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据PI2R知，电路中电流越大，R1上的电功率就越大(P1I2R1)，所以，当R20时，R1获得的电功率最大，故B项错误，C项正确；讨论电源的输出功率时，R1R2为外电

16、阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R20时，电源输出功率不一定最大，故D项错误4如图4所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是()图4A电流表、电压表的读数均变小B电源内阻消耗的功率变大C液滴将向上运动D电源的输出功率变大答案C解析当灯泡L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1两端的电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C两端的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上运动，C正确；由

17、于C两端的电压增大，R2、R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误；因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误；由于电源的内、外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误5.如图5所示的电路中，闭合开关S，灯L1、L2正常发光由于电路突然出现故障，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(电源内阻不计)()图5AR1断路 BR2断路CR3短路 DR4短路答案A解析等效电路图如图所示，出现故障后，发现灯L1变亮，灯L2变暗，说明L1两端的电压变大，L2两端的电压变小，可能是R1断路，此时示数减小，故A正确；如果R2断路，则灯L2变亮

18、，灯L1变暗，与条件不符，故B错误；若R3短路或R4短路，电流表示数变大，故C、D错误6(2019江西赣州市上学期期末)如图6所示是汽车蓄电池与车灯、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 ，电表可视为理想电表只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V，再接通S2，启动电动机时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是()图6A2 A B8 A C50 A D58 A答案C解析只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：EUIr12 V100.05 V12.5 V，R灯 1.2 ，再接通S2后，流过启动电动机的电流为：I电动机 A8 A50 A，故选C.7. (多选)(20

19、19贵州安顺市上学期质量监测)如图7所示，曲线C1、C2分别是纯电阻电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线由该图可知下列说法中正确的是()图7A两条图线的交点表示内、外电路消耗的总功率为4 WB电源的内电阻为1 C电源输出功率最大值为4 WD电源的效率最大可达50%答案BC解析根据题图可以知道，曲线C1、C2的交点的位置，此时电路的内、外功率相等，由于内、外电路的电流是相等的，所以此时电源的内阻和外电路总电阻大小是相等的，内、外电路消耗的功率相等，总功率为8 W，即此时电源的输出功率是最大的，由题图可知电源输出功率最大值为4 W，所以A错误，C正确；根据PI2RI2r可知，当输出功率最

20、大时，P4 W，I2 A，所以Rr1 ，所以B正确；电源的效率100%100%100%100%100%，R越大，效率越大，只当rR时，电源的效率才是50%，但不是效率的最大值，选项D错误8.如图8，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某灯泡L1的UI图线的一部分，用该电源和灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()图8A此电源的内阻为 B灯泡L1的额定电压为3 V，额定功率为6 WC把灯泡L1换成阻值恒为1 的纯电阻，电源的输出功率将变小D由于灯泡L1的UI图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用答案B解析由题图知，电源的内阻为r 0.5 ，A错误；因为

21、灯L1正常发光，故灯L1的额定电压为3 V，额定功率为PUI32 W6 W，B正确；正常工作时，灯L1的电阻为R11.5 ，换成R21 的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，C错误；灯泡是纯电阻，适用欧姆定律，其UI图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化，故D错误9(2019山东枣庄市上学期期末)如图9甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙

22、所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是()图9AC、D两点之间的高度差将变大BA、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小CA、B两点之间的高度差不变D在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大答案A解析因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差为外电压，将减小；C、D两点高度差类似于内电压，将变大，故A正确，C错误；A与D，C与B高度差的总和为电动势，故应不变，故B错误；电子从A处经D、C至B处，非静电力做功WEq，将不变，故D错误10.如

23、图10所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 ，一个标有“6 V12 W”的灯泡与一个绕线电阻为2 的电动机串联开关闭合后，电路中的灯泡正常发光，则电动机输出的机械功率为()图10A36 W B44 WC48 W D60 W答案A解析电路中灯泡正常发光，所以UL6 V，则电路中电流为I A2 A，电动机两端的电压UMEIrUL30 V21 V6 V22 V，则电动机输出的机械功率P出P电P热UMII2RM222 W222 W36 W.11. (多选)如图11所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，内阻不计，下列说法正确的是()图11A开关S断开时，a、b两点电

24、势相等B开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大答案BC解析S断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等，由题图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1C2，由QCU知此时Q1Q2.当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I2 A，此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V、U2IR212 V，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1C1U13.6105 C、Q2C

25、2U23.6105 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，B、C正确，D错误12如图12所示，电源的电动势为E、内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接，当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是()图12A电压表读数增大、电流表读数减小B电压表读数减小、电流表读数增大CR1的电功率减小D电源的输出功率增大答案C解析当滑片由中点向b端滑动时，R接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，所以定值电阻R1的电功率减小，选项C正确；电路中总电流减小，由UEIr可知路端电压增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，R

26、1两端的电压减小，故并联部分电压增大，由欧姆定律可知电流表示数增大，选项A、B错误；因不知内、外电阻的大小，所以不能确定电源的输出功率如何变化，选项D错误13. (多选)如图13所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态下列措施下，关于P的运动情况的说法正确的是()图13A保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C断开S后，增大A、B板间距离，P向下运动D断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止答案ABD解析保持S闭合，电源的路端电压不变，增大A、B板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电荷量不变，由E得，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故A正确；保持S闭合，电源的路端电压不变，电容器两端的电压不变，减小A、B板间距离，由E可知，板间场强增大，微粒所受电场力增大，微粒将向上运动，故B正确；断开S后，电容器的电荷量Q不变，由E得，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C错误，D正确