1、闭合电路的欧姆定理强化训练（全）一：【典型例题】 吴子牛 编问题 1：闭合电路的欧姆定律的基本应用问题：例题 1如图所示电路中，电源的总功率是 40W， 4R1， 62，a、b 两点间的电压是 4.8V，电源输出的功率是 37.6W。求电源的内电阻和电动势。解析外电路是由 21R与 并联再与 3串联组成的。 21R与 并联的总电阻为4.6R21aba、b 两点间的电压就是并联电路两端的电压，所以流过干路的电流为 A4.8UIa rIPP2E出内出6.0.37Ir2出电动势V24E变式 1如图甲所示电路中， 10R321，S 断开时，电压表示数为 16V；S 闭合时，电压表示数为 10V。若电压
2、表可视为理想的，求：（1）电源电动势和内电阻各为多大？（2）闭合 S 前后 R消耗的功率分别多大？（3）若将原电路改为图乙所示的电路，其他条件不变，则 S 断开和闭合时电压表的示数分别为多大？ 解析 （1）在图甲中，当断开 S 时， 3R中电流可视为零（因理想电压表内阻可视为无限大） ， 3R两端电压可视为零，故电压表指示的是电源的路端电压。又此时外电路是21、串联，所以，电路中总电流为： A8.016UI2由闭合电路欧姆定律得： r8.016IrUE当闭合 S 时，电压表指示的是 2R两端电压，外电路结构是： 31R与 并联，再跟2R串联，此时电路中总电流为： A10RUI2外电路总电阻为：
3、531由 )r(IE得：15联立两式，解得 E=20V，r=5。（2）闭合 S 前后， 1R消耗的功率分别为： W4.608.IP21525)(（3）若将原电路改为图乙所示电路，则断开 S 时，外电路由 31R、 串联组成，电压表指示的是 1R两端的电压，此时总电流为： A8.0510rEI3电压表示数为： VIU闭合 S 时，外电路结构是 2R、 并联再与 3串联，电压表示数是 21R、 组成的并联电路两端的电压，此情况下，外电路总电阻为： 15R321总电流为：A0rEI故电压表示数为：V51.2U问题 2：电路的动态分析问题例题 2如图所示电路中， 4321L、 是四只相同的电灯。当滑动
4、变阻器的滑键下滑时，各灯的亮度怎样变化？解析当滑动变阻器的滑键下滑时，变阻器的阻值减小，使得电路的总电阻减小；根据 rREI可知电流 I 增大，根据 IrEU可知路端电压减小；则由 11L2LR/UP可知， 1L将变暗。又因为 12LI，而 I 增大， 1L减小，所以 2I增大，则由22IP可知， 将变亮。又因为 23R，而 U 减小， 2增大，所以3LU减小；则由 33LR/P可知， 将变暗。又因为 324LII，而 增大，33LLR/UI减小，所以 4LI增大，则由 44L2RIP可知， 4灯将变亮。变式 2：（2006 年天津卷）如图所示的电路中，电池的电动势为 E，内阻为 r，电路中的
5、电阻 R1、R 2 和 R3 的阻值都相同。在电键 S 处于闭合状态下，若将电键 S1 由位置 1 切换到位置 2，则A. 电压表的示数变大B. 电池内部消耗的功率变大C. 电阻 R2 两端的电压变大D. 电池的效率变大答案：B变式 3：（2006 高考上海卷）在如图所示电路中，闭合电键 S，当滑动变阻器的滑动触头 P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用 I、U 1、U 2 和 U3 表示，电表示数变化量的大小分别用 I 、U 1、U 2 和 U3 表示。下列比值正确的是A. U1/I 不变，U 1/I 不变B. U2/I 变大，U 2/I 变大C. U2/I 变大，U
6、 2/I 不变D. U3/I 变大，U 3/I 不变答案：A、C、D【更多关于此类问题见后面分类探究】问题 3：闭合电路中的功率、电流、电阻的极值问题例题 3如图电路中，电阻 9R1， 152，电源电动势 E=12V，内电阻 r=1。求：（1）当电流表示数为 0.4A 时，变阻器 3的阻值多大？（2） 3R阻值多大时，它消耗的电功率最大？（3） 阻值多大时，电源的输出功率最大？解析由电路图可知， 32R和 并联后再与 R1 串联，电流表的示数是表示通过电阻2R的电流，根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案。（1）设干路电流为 I，根据并联电路的分流原理：LI32外电路的总电阻
7、 321R由闭合电路欧姆定律得 rEI由、式求得 03（2）设阻值为 时，它消耗的功率最大为 3P，此时电路总外阻为321R干路电流 rEII323RP由、得： )12R36(25)361(25323 当3R6时消耗的功率最大，即 3（3）设阻值为 时，电源输出功率最大为 mP)rE(P2m当外电路的总电阻 R=r 时，电源输出功率最大，因为 Rr，所以，当 R 越接近 r 时输出功率最大。故只有当 0R3时，R 接近 r，此时电源输出功率最大。变式 4如图所示，已知电源电动势 E=12V，r=0.5， 21， 32，滑动变阻器 5R3，其滑动触头为 P。（1）当滑动触头 P 滑动到什么位置时
8、，干路中电流最小？最小电流是多少？（2）当滑动触头在什么位置时，电源输出功率最大？是多少？解析解：（1）设 P 上方的电阻为 xR，则等效电路如图所示，则外电阻为)R)(Rx32x110)3R(2582x其中 5R0x， 3x时，R 有最大值为5.210Rmax干路中电流最小值为A45.201rEI当 P 上方电阻为 3 时，干路中电流最小，最小值是 4A。（2） 10)(52x，且 x当 Rx时，R 有最小值， 6.10)3(25R2min，由电源输出功率，随外电阻变化关系可知，外电阻越接近内阻，电源输出功率越大，所以当 P 在最上端时，电源外电阻最小，且接近内阻 r，所以此时输出功率最大。
9、最大输出功率W2.56.1).502(IPmin2ax二：【分类探究】一、 电路的动态变化分析：（1）开关的断开、闭合引起1.如图所示，闭合开关 S，电流表和电压表的示数变化情况是( )A电流表示数增大，电压表示数减小B电流表示数减小、电压表示数增大C两表示数同时增大D两表示数同时减小2.如图所示电路中，当开关 S 闭合时，电流表和电压表读数的变化是( )A.两表读数均变大B.两表读数均变小C.电流表读数增大，电压表读数减小D.电流表读数减小，电压表读数增大（2）滑动变阻器变化1.如图，电源有一定内阻，当变阻器滑片向上移动时，则 ( )A电压表示数将变大，灯 L 将变暗B电压表示数将变大，灯
10、L 将变亮C电压表示数将变小，灯 L 将变暗D电压表示数将变小，灯 L 将变亮2.如图所示的电路中，A、B、C、D 是四只相同的灯泡.当滑动变阻器的滑动片向下滑动时，下列说法正确的是 ( )A.A 灯变亮B.B 灯变亮 C.C 灯变亮D.D 灯变亮3.如图所示，当电路里滑动变阻器 R2的滑动触头 P 向下滑动时（ ）A.电容器 C 两极板间的电场强度增大B.电压表的读数减小C.R1消耗的功率减小D.R2消耗的功率增大4.如图所示的电路中，当变阻器 R3的滑动头 P 向 b 端移动时 （ ）A.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.
11、电压表示数变小，电流表示数变小二：动态分析5 (04甘肃 )如图所示电路，当滑动变阻器滑片自a向b滑动时，以下关于表1、表2的性质和灯泡发光情况的判断中正确的是( )A.表l是电流表,示数变大;表2是电压表,示数变大,灯泡变亮B.表1是电流表,示数变小;表2是电压表,示数变小,灯泡变暗C.表1是电压表,示数变小;表2是电流表,示数变小,灯泡变亮D.表1是电压表,示数变大;表2是电流表,示数变大,灯泡变暗6 (05北京市 )如图所示电路，电源两端的电压一定，开关s 1 闭合，s 2 断开。如果使电压表和电流表的示数均增大，则下列操作一 定可行的是( )A.滑动变阻器的滑片P向右移 B.滑动变阻器
12、的滑片P向左 移C.滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关s 2D.滑动变阻器的滑片P不动，断开开关s 1 7 (05泰安市 )如图所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关后，灯L能够发光，当滑片P向左滑动过程中，下列判断正确的是( )A电压表示数变小，电流表示数变大B电压表示数变大，电流表示数变小 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8 (05河北省 )如图所示的电路中，电源电压不变当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，下列判断正确的是( )A.电流表示数变大，电压表示数变小B.电流表示数变小，电压表示数不变C.电流表示数变小，电压表示数变大D.电流表示数变大，电压
13、表示数不变 9 (04连云港 )如图所示的两个电路中，电源电压相等且保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P都向右移动时，灯泡L1和L 2的亮度变化情况是（ ）AL 1变暗，L 2亮度不变 BL 1、L 2都变亮CL 1变亮，L 2变暗 DL 1、L 2都变暗10 (04江西南昌 )如图所示电路中，电源电压不变，闭合开关S 1、S 2，两灯都发光. 当把开关S 2断开时，灯泡L 1的亮度及电流表示数变化的情况是（ ）AL 1变亮，电流表示数变小 BL 1亮度不变，电流表示数变小CL 1变亮，电流表示数不变 DL 1亮度不变，电流表示数不变 11 (04广西桂林 )如图所示，电源电压不变，要使
14、电流表的示数最大，下列做法中正确的是 ( )AS l、S 2都断开 BS l断开S 2闭合CS l闭合S 2断开 DS l、S 2都闭合12 (05上海市 )在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，电路正常工作。过了一会儿，电流表的示数变大，且电压表与电流示数的比值不变，则下列判断中正确的是 （ ）A.电阻R断路，灯L变暗 B.电阻R短路，灯L变亮C.灯L断路，电压表的示数变小 D.灯L短路，电压表的示数变大13 (04泰州 )如图是小明同学用伏安法测定灯泡电阻的电路图，当他闭合开关S时，发现电流表的示数为零，而电压表的示数不为零，出现这种故障的原因可能是 （ ）A灯泡L短路 B开关
15、S接触不良C灯泡L断路 D变阻器R断路二：UI 图线问题1.如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的 U-I 图象，则下列说法中正确的是( )A.电动势 E1=E2，短路电流 I1I2 B.电动势 E1=E2.内阻 r1r2C 电动势 E1E2，内阻 r1r2D.当两电源的工作电流变量相同时，电源 2 的路端电压变化较大2、如图 6 所示，直线 A 为电源的路端电压 U 与电流 I 的关系图线，直线 B 是电阻 R 的两端电压 U 与电流 I 的关系图线，用该电源与电阻 R 组成闭合电路，电源的内电阻和电阻 R 分别是（ ）A2；1 B1；2 C0.5；1 D0.5；23.图(a)为一个电灯
16、两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知。两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故.参考这根曲线回答下列问题(不计电流表和电池的内阻).(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12V 的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻.(2)如图(b)所示，将两个这样的灯并联后再与10 的定值电阻串联，接在电动势为 8V 的电源上，求通过电流表的电流值以及每个灯的电阻值.三：【对应训练】基础练习1下列说法正确的是 ( )A电源被短路时，放电电流无穷大B外电路断路时，路端电压最高C外电路电阻减小时，路端电压升高D不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变2直流
17、电池组的电动势为 E，内电阻为 r，用它给电阻为 R 的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电动机两端的电压为 U，通过电动机的电流是 I，下列说法中正确的是 （ ）A电动机输出的机械功率是 UI B电动机电枢上发热功率为 I2RC电源消耗的化学能功率为 EI D电源的输出功率为 EI-I2r3A、B、C 是三个不同规格的灯泡，按图 2-34 所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为 E，内电阻为 r，将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，则三个灯亮度变化是（ ）A都比原来亮 B都比原来暗CA、B 灯比原来亮，C 灯变暗DA、B 灯比原来暗，C 灯变亮4如图 2-35 所示电路中，电源电动势
18、为 E，内阻为 r，电路中 O 点接地，当滑动变阻器的滑片 P 向右滑动时，M、N两点电势变化情况是（ ）A都升高 B都降低CM 点电势升高， N 点电势降低DM 点电势降低，N 点电势升高EM 点电势的改变量大于 N 点电势的改变量5如图 2-36 所示的电路中，电键 S1、S 2、S 3、S 4 均闭合，C 是极板水平放置的平行板电容器，极板间悬浮着一油滴 P，ABCP图 2-34R1 R3MOP N rE rR2图 2-35图 2-36欲使 P 向下运动，应断开电键( ) AS 1 BS 2 CS 3 DS 46如图 2-37 所示电路中，电源的总功率是40W，R 1=4，R 2=6，a
19、、b 两点间的电压是 4.8V，电源的输出功率是 37.6W。求电源的内电阻和电动势。强化训练1.电源电动势为 ，内阻为 r，向可变电阻 R 供电.关于路端电压，下列说法中正确的是 ( ) A因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B因为 U=IR，所以当 R 增大时，路端电压也增大C因为 U=IR，所以当 I 增大时，路端电压也增大D因为 U=-Ir，所以当 I 增大时，路端电压下降2一个电源分别接上 8 和 2 的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为 （ ）A1 B2 C4 D83.如图 2-38 所示电路中，电池内阻符号为 r，电键 S 原来是闭合的.当 S 断开时，电流表 ( )
20、Ar=0 时示数变大，r0 时示数变小Br=0 时示数变小，r0 时示数变大Cr=0 或 r0 时，示数都变大Dr=0 时示数不变，r0 时示数变大4.甲、乙、丙三个灯泡，按图 2-39 方式连接到电池组上，如果丙灯泡处发生短路，某同学对电路各部分发生的变化作了如下推测(设各灯灯丝不被烧毁):丙灯两端电压为零，电池组的路端电压为零，甲灯变得更亮，乙灯变得更亮，其中 ( ) A只有、正确 B只有、止确C只有、正确 D只有、正确5.如图 2-40 所示，电源的电动势和内阻分别为 E、r ，在滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 移动的过程中，电流表、电压表的示数变化情况A电流表先减小后增大，电压表
21、先增大后减小B电流表先增大后减小，电压表先减小后增大C电流表一直减小，电压表一直增大D电流表一直增大，电压表一直减小6.如图 2-41 所示电路中，电阻 R1=8.当电键 S 断开时，电压表的示数为 5.7V，电流表的示数为 0.75A，电源总功率是 9W；当电键S 闭合时，电压表的示数为 4V.若电键断开和闭合时电源内部损耗的电功率之比是 9:16，求电源的电动势和电阻 R2、R 3.7.如图 2-42 所示是对蓄电池组进行充电的电路 .A、B 两端接在充电机的输出端上，蓄电池组的内阻 r=20，指示灯 L 的规格为R11 R2R3E rab图 2-37图 2-38图 2-39图 2-40图
22、 2-41图 2-42“6V，3W”.当可变电阻 R 调到 20时，指示灯恰能正常发光，电压表示数为 52V(设电压表内阻极大)，试求:(1)蓄电池组的总电动势.(2)充电机的输出功率.(3)对蓄电池组的输入功率.(4)充电机的充电效率. 提速训练1如图 2-43 所示所示电路，电流表 A1和 A2为两个相同的毫安表，当电路两端接入某一恒定电压的电源时，A 1的示数为 3mA ,A2的示数为 2mA。现将 A2改接在 R2所在支路上，如图中虚线所示，再接入原来的恒定电压电源，那么，关于 A1与 A2的示数情况，以下说法正确的是（ ）AA 1 示数增大，A 2 示数增大BA 1 示数增大，A 2
23、 示数减小CA 1 示数增大，A 2 示数不一定减小DA 1 示数不一定增大，A 2 示数也不一定增大 2如图 2-44 甲所示，E=18V ，内电阻可忽略，电阻 R1=6，R 2=3，电容器的电容C1=6F，C 2=3F ，当电键 K 断开时，电容器 C1上的带电量为多少？当电键 K 闭合后，电容器 C1上的带电量变化多少？如果将电路图换成图 2-44 乙所示， R3=R1，电容器 C1上的带电量变化多少？高考链接1.如图 2-45 电路，a、b、c 分别表示电流表或电压表，电表都是理想的，则下列各组电表示数中可能的是( ) Aa=1A，b=2V，c=0.5ABa=2V ，b=0.5A，c=
24、1ACa=0 .5A，b=1A，c=2VDa=2V，b=1A，c=0.5A2.如图 2-46 所示，抛物线 C1、C 2 分别是纯电阻直流电路中，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错误的是( ) A电源的电动势为 4VB电源的内电阻为 1C电源输出功率最大值为 8WD电源被短路时，电源消耗的最大功率可达 16W参考答案课堂同步:1BD 2BCD 3C 4BE 5B 620V 0.6课后巩固: 1.D 2.C 3.D 4.A 5.A 6. =12V，R 2=8，R 3=3.6 7. (1)36V (2)31W (3)23W (4)74.2%AA2R1R2 A1图 2-43CEKR1RC1 bac图 2-44 甲d C1EK R3R1bac dR2图 2-44 乙图 2-45图 2-46
