2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第16天 閉合電路的歐姆定律（含解析）新人教版選修1

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1、2022年高中物理 每日一題之快樂暑假 第16天 閉合電路的歐姆定律（含解析）新人教版選修1 考綱要求：Ⅱ 難易程度：★★☆☆☆ 如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。在滑動(dòng)變阻器觸頭由a滑向b的過程中。下列說法中正確的是 A．電流表示數(shù)減小 B．小燈泡L亮度增加 C．電源內(nèi)電阻消耗功率減小 D．電源輸出功率一定增加 【參考答案】C 【名師點(diǎn)睛】本題考查閉合電路歐姆定律及功率公式，在解題時(shí)要注意明確電源的輸出功率的極值問題的應(yīng)用，注意電源的總功率隨外電阻的變化而變化。 【知識(shí)補(bǔ)給】 閉合電路歐姆定律

2、 一、電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻 1．電動(dòng)勢 （1）定義：電動(dòng)勢在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。 （2）表達(dá)式：。 （3）物理意義：反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。 2．內(nèi)阻 電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，也有電阻，叫做電源的內(nèi)阻，它是電源的另一重要參數(shù)。 二、閉合電路歐姆定律 1．內(nèi)容：閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。 2． 3．路端電壓U與電流I的關(guān)系 （1）關(guān)系式：U=E–Ir。 （2）U–I圖象如圖所示。 ①當(dāng)電路斷路即I=0時(shí)，縱坐標(biāo)的截距為電源電動(dòng)勢。 ②當(dāng)外電路電

3、壓為U=0時(shí)，橫坐標(biāo)的截距為短路電流。 ③圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻。 三、電路中的功率及效率問題 1．電源的總功率 （1）任意電路：P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi)。 （2）純電阻電路：P總=I2(R+r)=。 2．電源內(nèi)部消耗的功率：P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總–P出。 3．電源的輸出功率 （1）任意電路：P出=UI=EI–I2r=P總–P內(nèi)。 （2）純電阻電路：P出=I2R=。 （3）輸出功率隨R的變化關(guān)系 ①當(dāng)R=r時(shí)，電源的輸出功率最大為； ②當(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越??； ③當(dāng)R

4、x時(shí)，每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1R2=r2； ⑤P出與R的關(guān)系如圖所示。 4．電源的效率 （1）任意電路：η=×100%=×100%； （2）純電阻電路：η=×100%。 因此在純電阻電路中R越大，η越大；當(dāng)R=r時(shí)，電源有最大輸出功率，但效率僅為50%。學(xué)% 特別提醒　當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí)，效率并不是最大，只有50%；當(dāng)R→∞時(shí)，η→100%，但此時(shí)P出→0，無實(shí)際意義。 如圖所示，電池組的電動(dòng)勢為E，內(nèi)電阻為r，R0為定值電阻，R為變阻器，已知R0>r。為使R0上消耗的電功率最大，應(yīng)將變阻器阻值調(diào)整到 A．R0

5、 B．R0+r C．0 D．R0–r 如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中的兩個(gè)不同電源的U–I圖象，則下述說法中正確的是 A．電動(dòng)勢E1=E2，發(fā)生短路時(shí)的電流I1r2 C．電動(dòng)勢E1=E2，內(nèi)阻r1

6、動(dòng)變阻器的滑片P向上端a滑動(dòng)過程中，兩表的示數(shù)情況為 A．電壓表示數(shù)增大，電流表示數(shù)減少 B．電壓表示數(shù)減少，電流表示數(shù)增大 C．兩電表示數(shù)都增大 D．兩電表示數(shù)都減少 用如圖所示的電路來測量電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的 U–I圖線，由圖可知 A．電池電動(dòng)勢的測量值為1.40 V B．電池內(nèi)阻的測量值為3.50 Ω C．外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40 A D．電壓表的示數(shù)為1.20 V時(shí)，電流表的示數(shù)I′=0.20 A 如圖所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫出的U–I圖象，下列關(guān)于這個(gè)圖象的說法中正確的是 A．縱軸截距表示待測電源的電動(dòng)勢，

7、即E=3.0 V B．橫軸截距表示短路電流，即I短=0.6 A C．根據(jù)r=，計(jì)算出待測電源內(nèi)電阻為5 Ω D．根據(jù)r=，計(jì)算出待測電源內(nèi)電阻為1 Ω 如圖所示電路中，電阻R1=R2=R3=10 Ω，電源內(nèi)阻r=5 Ω，電壓表可視為理想電表。當(dāng)開關(guān)S1和S2均閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為U1=10 V。 （1）電阻R2中的電流為多大？ （2）路端電壓為多大？ （3）電源的電動(dòng)勢為多大？ （4）當(dāng)開關(guān)S1閉合而S2斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為多大？ 【參考答案】 C 由閉合電路的歐姆定律可知，R0消耗的電功率P=I2R0，要使R0消耗的功率最大，則電流最大，應(yīng)將變阻器阻值調(diào)到最小為

8、零，故C正確。 C 根據(jù)U=E–Ir可知，直線的截距等于電動(dòng)勢，則電動(dòng)勢E1=E2；直線的斜率等于內(nèi)阻，則內(nèi)阻r1

9、動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻增大，與R2并聯(lián)的電阻增大，外電路總電阻R總增大，總電流I減小，路端電壓U=E–Ir增大，電壓表讀數(shù)增大，并聯(lián)部分的電阻增大，分擔(dān)的電壓增大，U2增大，流過R2的電流I2增大，電流表的讀數(shù)IA=I–I2，則減小，故BCD錯(cuò)誤，A正確。 【名師點(diǎn)睛】本題考查閉合電路的歐姆定律的數(shù)據(jù)處理，要明確圖象的意義，同時(shí)注意縱坐標(biāo)是否從零開始的，不能想當(dāng)然的將橫坐標(biāo)的截距當(dāng)作短路電流。 AD 由閉合電路歐姆定律可知U=E–Ir，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，縱軸截距為電源的電動(dòng)勢，則電動(dòng)勢為E=3.0 V，故A正確；圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻，即r=，故D正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)外電路電阻R=0時(shí)，外電路短路，短路電流為I短=，故B錯(cuò)誤。 （1）1 A （2）15 V （3）20 V （4）16 V （1）電阻R2中的電流 （2）外電阻 所以路端電壓為U=RI=15×1 V=15 V （3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得 E=I(R+r)，代入數(shù)據(jù)解得E=20 V （4）S1閉合而S2斷開，電路中的總電流 電壓表示數(shù)U′=I′(R1+R2)=0.8×20 V=16 V