闭合电路欧姆定律练习
第八章 电路
第四讲 闭合电路欧姆定律
一.本节高考考点及要求
1.电源电动势和内电阻 II 2.闭合电路欧姆定律 I
二.基础回顾
一、电动势
电源定义:把其它能量转化为电能的装置。 作用:给电路提供持续的电压。 2.电动势的含义:
描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。在数值上就等于电源 时两极间电压。用符号E表示。
(1)电动势由电源自身决定,与外电路 关
(2)电源的电动势等于内、外电路上的电压之和,关系式为E=U+U′ 二、闭合电路欧姆定律
1.闭合电路欧姆定律:电路中的电流和电源电动势成正比,跟电路中的总电阻成反比。 表达式为:常常写成:E=IR+Ir 2.路端电压:
路端电压变化规律
如图所示电路。闭合电键,滑线变阻器阻值R逐渐减小,对应伏特表读数U逐渐 ,U的理论变化范围为 。原因是:电源存在 ,随着R变小,电流 ,因电源内阻损失的电压U′,外电路电电压
变化流程为: R↑→I↓→U′↓→U↑
当R→∞时,I= (断路时)、U′= 、U= R↓→I↑→U′↑→U↓
当R=0时,I=
E
(电路中最大电流)U′= 、U= r
13.在闭合电路中的能量转化关系
电源总功率(电路消耗总功率):P总= 外电路消耗功率(电源输出功率):P出= 内电路消耗功率(一定是发热功率):P内= 纯电阻电路中,电源输出功率随外电路电阻变化关系:
P出=UI=
EEE2
·=(R )·R rR rR r
P讨论:当R= 时,输出功率有极大值:P出= ;
电源输出功率与外阻关系图象如图所示,R<r时,R增大输出功率 ,R=r时输出功率 ,R>r时,R增大,输出功率 。
R
三.例题精讲
例1.如图2所示,当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)
解:滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,外电路电
1
E
阻增大,由I 得总电流(I1)减小,电源内部降压U
R r
减小,由U=E-U 得路端电压U4增加,由U1=I R1得电阻R1
电压U1减小,由U2=U4-U1得AB间电压U2增加,再由I2
U2
R2
得R2支路电流I2增加,最后由I3=I1-I2得滑动变阻器中电流I3减小。
例2. 如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当电键S接位置1时,电流表的示数为0.20A.那么当电键S接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值
A.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A
解:电键接2后,电路的总电阻减小,总电流一定增大,所以不可能是0.19A.电源的路端电压一定减小,原来路端电压为2V,所以电键接2后路端电压低于2V,因此电流一定小于0.25A.所以只能选C。
例3.在图示的电路中,若R1=4Ω,R3=6Ω,电池内阻r=0.6Ω,则电源总功率为40W,输出功率为37.6W,求电源电动势和电阻R2 解:根据题目给出条件可知:电源内电路发热功率I2r=40-37.6=2.4W 电路电流强度I=2A
同电源总功率:εI=40, 得 ε=20V 即外电路总电阻:
R=
根据闭合电路欧姆定律ε=IR+Ir 即: 20=2×(2.4+R2)+2×0.6,解得 R2=7Ω
例4.如图所示电路,电源的内阻r=0.4Ω,电阻R1=R2=R3=4Ω,开关S合上时,电流表A的示数为1.5A,电压表V的示数为2V,求开关S断开后电压表V的示数。(电压表和电流表内阻的影响不计) 解答:开关S闭合时等效电路如图:
U3=I3R3=1×4=4(V) U4=U3-U2=4-2=2(V) I4=I1+I2=1(A)
R2 R3
2
E=U3+(I3+I4)r=4+(1+1)×0.4=4.8(V) S断开时等效电路如图
四.跟踪练习
1.如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象,则下述说法正确的是( ) A.电动势E1=E2,发生短路时的电流强度I1>I2 B.电动势E1=E2,内阻r1>r2 C.电动势E1=E2,内阻r1<r2
D.当两个电源工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
2.关于电源和直流电路的性质,下列说法正确的是( ) A.电流总是由高电势流向低电势
B.电源短路时,电路电流为无穷大,路端电压为零 C.外电路断路时,路端电压为最大,外电阻为零 D.外电路总电阻值增大时,路端电压也增大
3.如图,A、B两灯电阻相同,当滑动变阻器的滑动端P向下滑动时( )
A、通过电源的电流减小 B、电阻R中的电流减小
B
C、电灯A将变暗一些 P A
R
D、电灯B将变暗一些
4.如图电路中,电阻R1=10Ω,R2=8Ω,电源内阻r≠0.当S接R1时,电压表示数为2V,当S接R2时,电压表示数可能为 ( )
A.2.2V B.1.9V
C.1.6V D.1.3V
5、如图所示,直线A和B分别为电源a、b的路端电压和电流的关系图像,设两个电源的内阻分别为ra和rb,若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上,通过R0的电流分别为Ia、Ib,则( )
A、ra=rb, Ia=Ib B、ra>rb, Ia>Ib
A
B
C、ra>rb, Ia=Ib D、ra>rb, Ia<Ib
6.如图所示,电池组的电动势为ε,内电阻为r,R0为定值电阻,R为变阻器,已知R0>r.为使R0上消耗的电功率最大,应将变阻器阻值调整到( ).
(A)R0 (B)R0+r (C)R0-r (D)0
7.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P随总电流I变化的图线,抛物线OBC为同一电源内部消耗的功率Pr随总电流I变化的图线,则当通过电源的电流为1A时,该电源的输出功率为( ) (A)1W (B)3W (C)2W (D)2.5W
8、如图所示的电路中,电源电动势为12V,内电阻为1Ω,R1=1
R1
Ω,R2=6Ω,电动机线圈电阻为0.5Ω,若开关闭合后通过电源的
R2
r
电流为3A,则R1上消耗的电功率为________W,电动机消耗电功率为_________W
9.如图所示,E=10V,R1=4W,R2=6W,C=30μF,电池内阻可忽略。(1)闭合开关K,求稳定后通过R1的电流;(2)然后将开关K断开,求这以后流过R1的总电量。
10.如图所示的电路中,R1=3.5Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,电压表为理想电表,当开关S断开时,电压表示数为5.7V;当开关S闭合时,电压表示数为3.5V,求电源的电动势和内电阻
R1 R2
R3
11.如图所示,电阻R3=4 Ω,电表为理想表.开始时R1、R2、R3中都有电流通过,电压表示数为2 V,电流表示数为0.75 A.后来三个电阻中有一个发生断路,使电压表示数变为3.2 V,电流表示数变为0.8 A.
(1)哪个电阻断路?
(2)求电阻R1、R2的阻值各为多少? (3)电源电动势和内阻各为多少?
12.如图所示,变阻器R2的最大电阻是10 Ω,R3=5 Ω,电源的内电阻r=1 Ω,当电键S闭合,变阻器的滑片在中点位置时,电源的总功率为16 W,电源的输出功率为12 W.此时电灯R1正常发光,求:
(1)电灯阻值R1是多少?(设R1阻值恒不变) (2)当电 …… 此处隐藏:2032字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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