(新高考)高考物理一轮复习课时加练第10章　微专题63　闭合电路欧姆定律 (含解析)

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微专题63　闭合电路欧姆定律
1．掌握闭合电路欧姆定律三个公式：E＝U外＋Ir，E＝I(R＋r)，E＝U内＋U外.2.动态电路分析方法：(1)按“部分→整体→部分”的顺序，逐一判断；(2)先分析串联电阻，后分析并联电阻；(3)先分析定值电阻，后分析可变电阻，分析每一电阻的电压和电流的变化情况.3.一个结论：当R外＝r时，电源的输出功率最大，为Pm＝.
1．(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路图如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时(　　)

A．车灯的电流变小
B．路端电压变小
C．电路的总电流变小
D．电源的总功率变大
答案　ABD
解析　汽车启动时，车灯变暗，I灯变小，U灯变小，路端电压变小，电机与灯并联，电路总电阻变小，则电路的总电流变大，故A、B正确，C错误；由P＝IE知电源的总功率变大，故D正确．
2.如图所示，一节干电池的电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω，外电路电阻为R，接通电路后，则(　　)

A．理想电压表读数一定是1.5 V
B．理想电流表读数可能达到2.0 A
C．电源每秒有1.5 J的化学能转化为电能
D．1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做功为1.5 J
答案　D
解析　电压表测量路端电压，读数小于电动势1.5 V，A错误；外电阻和内阻串联，根据闭合电路欧姆定律得I＝<1.5 A，B错误；电路的电流未知，无法求出每秒转化为电能的数值，C错误；根据电动势的定义可知，电动势为1.5 V，表明1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极非静电力做的功为1.5 J，D正确．
3．(多选)某实验小组用如图甲所示的电路完成了蓄电池的电动势E和内电阻r的测量，该小组的同学测量了多组数据，并根据测量的数据描绘了如图乙所示的图线．已知两电表均为理想电表，则下列说法正确的是(　　)

A．E＝1.40 V
B．r＝3.5 Ω
C．调节滑动变阻器使其阻值为零时，流过电源的电流为0.40 A
D．调节滑动变阻器使电压表的读数为1.20 V 时，电流表的读数I′＝0.20 A
答案　AD
解析　由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir知，当I＝0时， U＝E，A正确；U－I图线斜率的绝对值表示电源的内阻，即r＝||＝|| Ω＝1 Ω，B错误；纵轴的电压不是从零开始的，U－I图线的横截距不再表示U＝0时的短路电流，而是表示路端电压为1.00 V时的干路电流是0.40 A，C错误；因为||＝r为常数，则||＝1 Ω，所以I′＝0.20 A，D正确．
4．如图所示的电路中，闭合开关S，灯L1、L2正常发光．由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是(　　)

A．R1断路 B．R2断路
C．R3短路 D．R4短路
答案　A
解析　等效电路图如图所示．若R1断路，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，a、c部分电阻变大，L1两端电压变大，L1变亮；a、b部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、电流表的电流都减小，L2变暗，电流表的读数变小，故A正确．若R2断路，总电阻变大，总电流减小，a、c部分电路结构没变，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B错误．若R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，电流表中电流变大，与题意相矛盾，C、D错误．

5．(2023·广西河池市模拟)如图所示的电路中，电源电动势E＝12 V、内阻r＝6 Ω，定值电阻R1＝8 Ω、R2＝2 Ω，滑动变阻器R的调节范围为0～10 Ω，忽略导线的电阻．下列说法正确的是(　　)

A．定值电阻R2消耗的最大功率为2 W
B．滑片P位于正中央时定值电阻R1消耗的功率最大
C．电源的最大输出功率为4.5 W
D．当R＝10 Ω时，电源的效率最大
答案　D
解析　定值电阻R2消耗的功率为P2＝I2R2，当电路中的电流最大时定值电阻R2消耗的功率最大，当滑动变阻器的滑片P在最右端时电路的电阻最小，电流最大，由闭合电路欧姆定律得Im＝＝ A＝1.5 A，定值电阻R2消耗的最大功率为P2m＝4.5 W，故A错误；定值电阻R1消耗的功率为P＝，显然定值电阻R1两端的电压越大，消耗的电功率越大，由电路可知当滑片P位于最左端时，R1两端的电压最大，电功率最大，故B错误；当外电路的总电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，此时滑动变阻器与定值电阻R1并联的总电阻应为4 Ω，即R总＝＝4 Ω，解得R＝8 Ω，电源的最大输出功率为Pm＝＝ W＝6 W，故C错误；电源的效率η＝＝＝，当R外最大，即R为10 Ω时电源效率最大，故D正确．
6．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法中正确的是(　　)

A．电压表读数将变小
B．L1亮度不变，L2将变亮
C．L1将变亮，L2将变暗
D．电源内阻的发热功率将变小
答案　AB
解析　开关在位置1时，外电路总电阻R总＝R，电压表示数U＝E＝E，每个灯泡两端的电压U1＝U2＝E，电源内阻的发热功率为P热＝＝；开关在位置2时，外电路总电阻R总′＝R，电压表示数U′＝E＝E，灯泡L1两端的电压U1′＝E，灯泡L2两端的电压为U2′＝E，电源内阻的发热功率为P热′＝＝，综上所述，电压表读数变小，L1亮度不变，L2将变亮，电源内阻的发热功率将变大，故A、B正确，C、D错误．
7.如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，C为电容器(能承受的电压足够大)的电容，R0是阻值为10r的定值电阻，V为理想电压表，R为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，L为灯泡．闭合开关S，减弱光敏电阻R的光照强度，下列说法正确的是(　　)

A．灯泡的亮度变小
B．电压表的示数变小
C．光敏电阻R的功率一定减小
D．若电压表示数变化量为ΔU，则电容器的带电荷量减小10ΔUC
答案　D
解析　减弱光敏电阻R的光照强度，则光敏电阻阻值增大，则总电阻增大，干路电流减小，内电压和定值电阻分得的电压减小，灯泡两端电压增大，灯泡亮度变大，故A错误；干路电流减小，则内电压减小，路端电压增大，电压表示数变大，故B错误；除光敏电阻外，其他电阻均看作电源内阻，当光敏电阻与内阻等大时，电源输出功率最大，光敏电阻功率最大，但不知道初始灯泡和光敏电阻的阻值，无法判断光敏电阻阻值增大时其功率的变化情况，故C错误；若电压表示数变化量为ΔU，则内电压变化量大小也为ΔU，干路电流变化量大小为ΔI＝，定值电阻电压变化大小为ΔU′＝10rΔI＝10ΔU，电容器的带电荷量减小ΔQ＝CΔU′＝10ΔUC，故D正确．
8.如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接，则下列说法不正确的是(　　)

A．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2
B．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2
C．电源1和电源2的内阻之比是11∶7
D．电源1和电源2的电动势之比是1∶1
答案　A
解析　小灯泡与电源1连接时的电阻为R1＝＝ Ω，小灯泡与电源2连接时的电阻为R2＝＝ Ω，所以在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18∶25，A错误，符合题意；小灯泡与电源1连接时小灯泡消耗的功率为P1＝U1I1＝3×5 W＝15 W，小灯泡与电源2连接时小灯泡消耗的功率为P2＝U2I2＝5×6 W＝30 W，所以在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2，B正确，不符合题意；电源1的内阻为r1＝＝ Ω＝ Ω，电源2的内阻为r2＝＝ Ω＝ Ω，所以电源1和电源2的内阻之比是11∶7，C正确，不符合题意；由题图可得电源1和电源2的电动势都为10 V，则电源1和电源2的电动势之比是1∶1，D正确，不符合题意．
9．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用Ii和Ui (i＝1、2、3，下同)表示，电表示数变化量的大小分别用ΔIi和ΔUi表示．下列分析结论正确的是(　　)

A．I2、I3、U1示数均减小
B.、、的比值均不变
C.、的比值绝对值均变化
D.、的比值绝对值均不变
答案　D
解析　当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的有效电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，外电压增大，即I1减小，U2增大，U1减小，并联电路部分电压增大，即U3增大，I2增大，I3减小，A错误；表示电阻R1，不变；表示滑动变阻器的有效阻值，增大；而＝＝＋R2，因为减小，所以减小，B错误；根据闭合电路的欧姆定律得(＋I3)(r＋R1)＋U3＝E，化简得U3(＋1)＋I3(r＋R1)＝E，U3与I3是线性关系，所以其斜率不变，即不变，C错误；表示电阻R1，R1不变，所以U1与I1是线性关系，即不变；根据闭合电路的欧姆定律得U2＝E－I1r，所以的绝对值表示电源内阻，其比值不变，D正确．