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专题6　闭合电路欧姆定律的应用
题组1　闭合电路中的故障分析
1．灯泡L1和L2连接在如图1所示电路中，电键K闭合时，表V1、V2、A的读数分别为220V、110V、0.2A，则当V1和V2的读数都是220V，而A的读数为零时(　　)www.21-cn-jy.com
A．出故障的是L1，且L1断路
B．出故障的是L2，且L2短路图1
C．出故障的是L2，且L2断路
D．L1和L2都同时断路
2．如图2所示，a、b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不发光，用电压表检查电路时，测得Uab＝U，Ucd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是(　　)21*cnjy*com
A．变阻器短路图2
B．变阻器断路
C．a、c间灯泡断路
D．两个灯泡都断路
3.在如图3所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是(　　)
A．R1短路
B．R2断路图3
C．R3断路
D．R4短路
题组2　闭合电路中的动态分析问题
4．根据闭合电路欧姆定律，以下说法正确的是(　　)
A．外电路电阻越大，输出电流越大
B．外电路电阻越大，路端电压越大
C．电源短路时，输出电流无限大
D．电源断路时，路端电压无限大
5．在如图4所示的电路中，电源电动势为E.设电流表的示数为I，电压表的示数为U，电容器C所带的电荷量为Q.将滑动变阻器R1的滑动触头P向上移动，待电流达到稳定后，则与P移动前相比(　　)21教育网
A．若电源内阻不可忽略，则U减小图4
B．若电源内阻不可忽略，则I增大
C．若电源内阻不可忽略，则Q减小
D．若电源内阻可以忽略，则Q减小
6．如图5所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
图5
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
7.如图6所示电路中，电源电动势为E，内电阻r不能忽略．闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU，在这一过程中(　　)21cnjy.com
A．通过R1的电流增大，增大量为
B．R2两端的电压减小，减小量为ΔU
C．通过R2的电流减小，减小量小于
D．路端电压增大，增大量为ΔU
8.如图7所示的电路中，电源内阻不可忽略，L1、L2两灯均正常发光，R1为定值电阻，R为一滑动变阻器，P为滑动变阻器的滑片，若将滑片P向下滑动，则(　　)21·世纪*教育网
A．L1灯变亮图7
B．L2灯变暗
C．R1上消耗的功率变大
D．总电流变小
9．在如图8所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下移动，则正确的是(　　)
图8
A．电压表和电流表的示数都增大
B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．灯L1变亮，电压表的示数减小
D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增大
10.在如图9所示的电路中，电阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.当电键K断开时，电流表示数为0.25A，当K闭合时，电流表示数为0.36A．求：图92-1-c-n-j-y
(1)电键K断开和闭合时的路端电压U及U′；
(2)电源的电动势和内电阻；
(3)电键K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.
题组3　闭合电路中的图象问题
11．如图10所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图线．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有(　　)21·cn·jy·com
A．R接到a电源上，电源的效率较高图10
B．R接到b电源上，电源的输出功率较大
C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高
12．如图11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(　　)
图11
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
13．如图12所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)
图12
A．图线a是电压表V1的示数与I的关系图线
B．图线b的延长线一定过坐标原点O
C．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率
D．图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率
14．在如图13甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的，求：
　　　　甲　　　　　　　　　　乙
图13
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值．

详解答案
1．C　[表V1、V2、A的读数分别为220 V、110 V、0.2 A，说明电源电压为220 V，当V1和V2的读数都是220 V，说明电压表V2外有短路情况或与V2并联的部分有断路情况，由于电流表示数为零，说明电路中有断路情况，由此综合判断可知C对．]
2．B　[串联电路中灯泡不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断路位置电压为零，Uab＝U测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个变阻器，所以变阻器断路，B正确．]2·1·c·n·j·y
3．BC　[由于A灯串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B正确．假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，B灯中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确．]
4．B　[电源短路时，I＝，电源断路时，路端电压等于电动势．根据闭合电路欧姆定律I＝可知外电路电阻越大，输出电流越小，路端电压U＝E－Ir，外电路电阻越大，电路中的电流越小，所以路端电压越大，选B.]【来源：21·世纪·教育·网】
5．AC　[由电路图可知，R1与含电容电路是并联的，如果不考虑电源内阻，则路端电压是不变的，即电容器两端的电压不变，Q不变，故选项D是错误的．在电源内阻不能忽略的条件下，由闭合电路欧姆定律知，当电阻R1减小时，路端电压U减小，电容器两端的电压减小，Q减小，故选项A、C正确．]www-2-1-cnjy-com
6．B　[S断开，相当于总电阻变大，总电流减小，由U＝E－Ir知，路端电压增大，即电压表的读数变大，R3两端的电压U3＝E－Ir－IR1，因总电流减小，则U3增大，R3中的电流也增大，电流表的读数变大．]21*cnjy*com
7．A　[电阻R增大时，并联电阻变大，电路中总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，R2两端的电压U2变小，则电压表示数变大，对于回路有：E＝UV＋U2＋U′，UV＝I1R1，U2＝IR2，U′＝Ir.所以有：ΔU＝ΔU2＋ΔU′，故选A.]21世纪教育网版权所有
8．BC　[本题考查电路的动态变化，意在考查闭合电路中各物理量随外电阻变化的关系．由闭合电路欧姆定律可得，滑片P向下滑动，电路总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，所以L1、L2变暗，R1上消耗的功率变大，A、D错误，B、C正确．]
9．C　[由题图可知，电压表与滑动变阻器并联，电流表与滑动变阻器串联，灯泡L1与滑动变阻器串联，灯泡L2与滑动变阻器并联，电容器C与滑动变阻器并联，当滑片向下移动时，滑动变阻器的阻值减小，据结论“串反并同”可得：电流表示数增大而电压表示数减小，灯泡L2上的电流减小，变暗，灯泡L1上的电流增大，变亮，故C选项正确，A、B选项错误，电容器两端的电压减小，据Q＝CU，则带电荷量减小，故D选项错误．]
10．见解析
解析　(1)K断开时：U＝I(R2＋R3)＝3 V
K闭合时：U′＝I′R2＝2.88 V
(2)K断开时：外电路总电阻R＝＝6 Ω
K闭合时：外电路总电阻R′＝＝4.8 Ω
由闭合电路欧姆定律：
代入数据解得：
(3)K断开时：I＝＝0.5 A，所以P＝I2r＝0.3 W
K闭合时：I′＝＝0.6 A，所以P′＝I′2r＝0.432 W.
11．C　[由题图判断电源a的内阻大，在纯电阻电路中电源效率η＝×100%，内阻越大，效率越低；电源的输出功率P＝UI对应图线交点坐标的乘积，电阻的发热功率与图线交点横坐标的平方成正比，只有C正确．]【来源：21cnj*y.co*m】
12．ACD　[闭合电路的I—U图线，I是电路的总电流强度，U是路端电压，图象上图线与U轴交点的物理意义是电路电流强度为零，属断路，路端电压即电源电动势，图线与I轴交点的物理意义是路端电压为零，属电源短路，与I轴交点的坐标值即为短路电流，I＝，即r＝，可见图线的斜率的绝对值为电源的内阻．从坐标中看出图线1、2与U轴交于一点表明电动势E1＝E2，图线1的斜率比图线2的斜率小，表明r1＜r2，图线1与I轴交点坐标大于图线2与I轴交点坐标，表明I1＞I2.可见选项A、C正确；两个电源电动势相等，内阻r1＜r2，当电流变化量ΔI1＝ΔI2时，ΔI1r1＜ΔI2r2，即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源2路端电压变化量大．D选项正确．]【出处：21教育名师】
13．BCD　[图线a表示电流表的示数随电压表的示数的增大而减小，当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电阻变小，电流表的示数增大，电压表V1的示数增大，A错误；图线b是电压表V2的示数与I的关系图线，当电流表的示数为0时，电压表V1的示数也为0，所以图线b的延长线一定过坐标原点O，B正确；图线a、b的交点表示两电压表的示数相等，即滑动变阻器的电阻为0，所以图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率，等于电源的瞬时输出功率，C、D正确．]【版权所有：21教育】
14．(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
解析　(1)将AB延长后交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以E＝20 V，r＝＝ Ω＝20 Ω21教育名师原创作品
(2)滑片滑至右端时由题图乙知此时对应于B点，所以
U2＝4 V
Ur＝E－U2＝20 V－4 V＝16 V
由串联电路的电压分配与阻值成正比知r＝4R2，
所以R2＝＝5 Ω
(3)滑片滑到左端时由题图乙可知外电压为U外＝16 V，Ur＝E－U外＝20 V－16 V＝4 V
I总＝＝ A＝0.2 A
R外＝＝ Ω＝80 Ω
R1与R3并联后的总电阻为R3并＝80 Ω－5 Ω＝75 Ω，
又R3并＝即＝75 Ω，解得：R3＝300 Ω.

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