高中物理选修3-1导学案第二章 7 闭合电路的欧姆定律 下载本文

解析 由题图可知,电灯均为并联;当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,电灯两端的电压变小,故D正确.

1.(路端电压与负载的关系)(多选)对于电动势和内阻确定的电源的路端电压,下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)( ) A.U随R的增大而减小 C.当电路断开时,I=0,U=0 答案 BD

2.(闭合电路欧姆定律的应用)(多选)如图10所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5 V 2.5 W”的小灯泡L正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1 A,这时电阻R两端的电压为4 V.则下列说法正确的是( )

B.当R=0时,U=0 D.当R增大时,U也会增大

图10

A.电阻R的阻值为4 Ω B.电源的电动势为5 V C.电源的电动势为6 V D.电源的内阻为2 Ω 答案 ACD

解析 电阻R的阻值为R=

U24

= Ω=4 Ω. I21

当开关接a时,有E=U1+I1r, P12.5

又U1=5 V,I1== A=0.5 A.

U15

当开关接b时,有E=U2+I2r,又U2=4 V,I2=1 A, 联立解得E=6 V,r=2 Ω.

3.(电源的U-I图象的理解和应用) (多选)如图11所示为测电源电动势和内电阻时,依据

测量数据作出的路端电压与电流的关系图线,图中DC平行于横坐标轴,DE平行于纵坐标轴,由图可知,以下说法正确的是( )

图11

DE

A.比值表示外电路电阻

OEAC

B.比值表示电源内电阻

CDCO

C.比值表示电源电动势

AO

D.矩形OCDE的面积表示电源的输出功率 答案 ABD

解析 由图象可知,D点对应的路端电压大小可以用DE表示,电路电流可以用OE表示,UDDE

外电路电阻R==,故A正确;AC段表示电源内电压,CD表示电路电流,电源内阻

IDOEU内AC

r==,故B正确;电源的电动势E=U内+U外=AC+CO=AO,故C错误;电源的

ICD输出功率P=U外I=CO×OE=SOCDE,故D正确.

4.(闭合电路欧姆定律的应用)如图12所示电路中,电池组的电动势E=42 V,内阻r=2 Ω,定值电阻R=20 Ω,D是电动机,其线圈电阻R′=1 Ω.电动机正常工作时,理想电压表示数为20 V.求:

图12

(1)通过定值电阻R的电流; (2)电动机的电功率; (3)电动机的输出功率.

答案 (1)1 A (2)20 W (3)19 W

解析 (1)由E=UV+UR+r可得R和电源内阻的电压之和为:UR+r=E-UV

由欧姆定律可得电路电流为: E-UV42-20I== A=1 A

r+R2+20故通过定值电阻的电流为1 A.

(2)电动机为非纯电阻元件,故其功率为: P电=UVI=20×1 W=20 W (3)电动机的发热功率为: P热=I2R′=12×1 W=1 W 故电动机的输出功率为:

P机=P电-P热=20 W-1 W=19 W

一、选择题

考点一 闭合电路欧姆定律的理解与应用

1.(多选)纯电阻电路中,若E表示电动势,U表示外电压,U′表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示干路电流,则下列各式中正确的是( ) A.U′=IR C.U=E+Ir 答案 BD

2.如图1所示的电路中,把R由2 Ω改变为6 Ω时,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻应为( )

B.U′=E-U R

D.U=E

R+r

图1

A.4 Ω C.6 Ω 答案 D

解析 根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r),当R=2 Ω时,E=I(2 Ω+r);

B.8 Ω D.2 Ω

I

当R=6 Ω时,E=(6 Ω+r),解得r=2 Ω,故选D.

2

3.在如图2所示的电路中,当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的读数为3 V;当开关S1、S2均闭合时,电压表的读数为1.8 V,已知电压表为理想电表,外接电阻为R、电源内R

阻为r.由以上数据可知为( )

r

图2

5A. 32C. 3答案 D

解析 当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的示数等于电源的电动势,即E=3 V.当开关S1、S2均闭合时,U外=1.8 V,所以U内=E-U外=1.2 V,因U外=IR,U内=Ir,所以R∶r=U外∶U内=1.8∶1.2=3∶2,故选D.

4.(多选)如图3所示电路中,电源电动势E= 9 V、内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是( )

3B. 53D. 2

图3

A.当S断开时,UAC=9 V B.当S闭合时,UAC=9 V

C.当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0 D.当S断开时,UAB=0,UBC=0 答案 AC

解析 当S断开时,UAC与UBC都等于电源电动势,A正确,D错误;当S闭合时,UAC=UAB=

E

R=7.5 V,UBC=0,B错误,C正确. R+r

5.如图4所示,已知R1=R2=R3=1 Ω.当开关S闭合后,理想电压表的读数为1 V;当开关S断开后,理想电压表的读数为0.8 V,则电源的电动势等于( )

图4

A.1 V C.2 V 答案 C

U1R2R3

解析 当S闭合时,I== A=1 A,R外=+R1=1.5 Ω,故有E=I(1.5 Ω+r);当

R11R2+R3U′

S断开时,I′==0.8 A,R外′=R1+R3=2 Ω,故有E=I′(2 Ω+r),解得E=2 V,C

R1正确.

考点二 路端电压与负载的关系

6.(多选)电源电动势为E,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.当R增大时,路端电压也增大 C.当干路电流I增大时,路端电压也增大

D.因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压减小 答案 BD

7.在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图5所示.M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时( )

B.1.2 V D.4 V

图5

A.RM变大,且R越大,U增大越明显 B.RM变大,且R越小,U增大越明显 C.RM变小,且R越大,U增大越明显 D.RM变小,且R越小,U增大越明显