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專題6　閉合電路歐姆定律的應用
題組1　閉合電路中的故障分析
1．燈泡L1和L2連接在如圖1所示電路中，電鍵K閉合時，表V1、V2、A的讀數分別為220V、110V、0.2A，則當V1和V2的讀數都是220V，而A的讀數為零時(　　)www.21-cn-jy.com
A．出故障的是L1，且L1斷路
B．出故障的是L2，且L2短路圖1
C．出故障的是L2，且L2斷路
D．L1和L2都同時斷路
2．如圖2所示，a、b端接入電源，當滑動變阻器滑片P向下滑動時，電路中兩個燈泡都不發光，用電壓表檢查電路時，測得Uab＝U，Ucd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，則故障原因可能是(　　)21*cnjy*com
A．變阻器短路圖2
B．變阻器斷路
C．a、c間燈泡斷路
D．兩個燈泡都斷路
3.在如圖3所示的電路中，由于某一電阻發生短路或斷路，A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是(　　)
A．R1短路
B．R2斷路圖3
C．R3斷路
D．R4短路
題組2　閉合電路中的動態分析問題
4．根據閉合電路歐姆定律，以下說法正確的是(　　)
A．外電路電阻越大，輸出電流越大
B．外電路電阻越大，路端電壓越大
C．電源短路時，輸出電流無限大
D．電源斷路時，路端電壓無限大
5．在如圖4所示的電路中，電源電動勢為E.設電流表的示數為I，電壓表的示數為U，電容器C所帶的電荷量為Q.將滑動變阻器R1的滑動觸頭P向上移動，待電流達到穩定后，則與P移動前相比(　　)21教育網
A．若電源內阻不可忽略，則U減小圖4
B．若電源內阻不可忽略，則I增大
C．若電源內阻不可忽略，則Q減小
D．若電源內阻可以忽略，則Q減小
6．如圖5所示，E為內阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關，V與A分別為電壓表與電流表．初始時S0與S均閉合，現將S斷開，則(　　)
圖5
A．V的讀數變大，A的讀數變小
B．V的讀數變大，A的讀數變大
C．V的讀數變小，A的讀數變小
D．V的讀數變小，A的讀數變大
7.如圖6所示電路中，電源電動勢為E，內電阻r不能忽略．閉合S后，調整R的阻值，使電壓表的示數增大ΔU，在這一過程中(　　)21cnjy.com
A．通過R1的電流增大，增大量為
B．R2兩端的電壓減小，減小量為ΔU
C．通過R2的電流減小，減小量小于
D．路端電壓增大，增大量為ΔU
8.如圖7所示的電路中，電源內阻不可忽略，L1、L2兩燈均正常發光，R1為定值電阻，R為一滑動變阻器，P為滑動變阻器的滑片，若將滑片P向下滑動，則(　　)21·世紀*教育網
A．L1燈變亮圖7
B．L2燈變暗
C．R1上消耗的功率變大
D．總電流變小
9．在如圖8所示的電路中，當閉合開關S后，若將滑動變阻器的滑片P向下移動，則正確的是(　　)
圖8
A．電壓表和電流表的示數都增大
B．燈L2變暗，電流表的示數減小
C．燈L1變亮，電壓表的示數減小
D．燈L2變亮，電容器的帶電荷量增大
10.在如圖9所示的電路中，電阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，R3＝4Ω.當電鍵K斷開時，電流表示數為0.25A，當K閉合時，電流表示數為0.36A．求：圖92-1-c-n-j-y
(1)電鍵K斷開和閉合時的路端電壓U及U′；
(2)電源的電動勢和內電阻；
(3)電鍵K斷開和閉合時內阻上的熱功率P及P′.
題組3　閉合電路中的圖象問題
11．如圖10所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關系圖線；直線B為電源b的路端電壓與電流的關系圖線；直線C為一個電阻R的兩端電壓與電流的關系圖線．如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上，那么有(　　)21·cn·jy·com
A．R接到a電源上，電源的效率較高圖10
B．R接到b電源上，電源的輸出功率較大
C．R接到a電源上，電源的輸出功率較大，但電源效率較低
D．R接到b電源上，電阻的發熱功率和電源的效率都較高
12．如圖11為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的I—U圖象，則下述說法正確的是(　　)
圖11
A．電動勢E1＝E2，發生短路時的電流強度I1＞I2
B．電動勢E1＝E2，內阻r1＞r2
C．電動勢E1＝E2，內阻r1＜r2
D．當兩個電源工作電流變化量相同時，電源2的路端電壓變化較大
13．如圖12所示的電路中，不計電表內阻的影響，改變滑動變阻器的滑片位置，測得電壓表V1和V2隨電流表A的示數變化的實驗圖象如圖乙所示，則下列說法正確的是(　　)
圖12
A．圖線a是電壓表V1的示數與I的關系圖線
B．圖線b的延長線一定過坐標原點O
C．圖線a、b的交點的橫、縱坐標值的乘積等于電阻R0消耗的瞬時功率
D．圖線a、b的交點的橫、縱坐標值的乘積等于電源的瞬時輸出功率
14．在如圖13甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3是一滑動變阻器，當其滑片從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電流的變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片在變阻器的兩個不同端點得到的，求：
　　　　甲　　　　　　　　　　乙
圖13
(1)電源的電動勢和內阻；
(2)定值電阻R2的阻值；
(3)滑動變阻器的最大阻值．

詳解答案
1．C　[表V1、V2、A的讀數分別為220 V、110 V、0.2 A，說明電源電壓為220 V，當V1和V2的讀數都是220 V，說明電壓表V2外有短路情況或與V2并聯的部分有斷路情況，由于電流表示數為零，說明電路中有斷路情況，由此綜合判斷可知C對．]
2．B　[串聯電路中燈泡不發光，則可能是某處斷路，電壓表測斷路位置為電源電壓，測不斷路位置電壓為零，Uab＝U測量的是電源電壓，測得Ucd＝U，說明兩燈泡沒有斷路，Uac＝0，Ubd＝0，說明在兩燈泡之外有斷路情況，兩燈泡之間只有一個變阻器，所以變阻器斷路，B正確．]2·1·c·n·j·y
3．BC　[由于A燈串聯于干路中，且故障發生后，A燈變暗，故知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應為某一電阻斷路，排除選項A、D.假設R2斷路，則其斷路后，電路總電阻變大，總電流變小，A燈變暗，同時R2斷路必引起與之并聯的燈B中電流變大，使B燈變亮，推理結果與現象相符，故選項B正確．假設R3斷路，則也引起總電阻變大，總電流變小，使A燈變暗，同時R3斷路也必引起與之并聯的電路(即R1所在支路)中電流增大，B燈中分得的電流也變大，B燈變亮，故選項C正確．]
4．B　[電源短路時，I＝，電源斷路時，路端電壓等于電動勢．根據閉合電路歐姆定律I＝可知外電路電阻越大，輸出電流越小，路端電壓U＝E－Ir，外電路電阻越大，電路中的電流越小，所以路端電壓越大，選B.]【來源：21·世紀·教育·網】
5．AC　[由電路圖可知，R1與含電容電路是并聯的，如果不考慮電源內阻，則路端電壓是不變的，即電容器兩端的電壓不變，Q不變，故選項D是錯誤的．在電源內阻不能忽略的條件下，由閉合電路歐姆定律知，當電阻R1減小時，路端電壓U減小，電容器兩端的電壓減小，Q減小，故選項A、C正確．]www-2-1-cnjy-com
6．B　[S斷開，相當于總電阻變大，總電流減小，由U＝E－Ir知，路端電壓增大，即電壓表的讀數變大，R3兩端的電壓U3＝E－Ir－IR1，因總電流減小，則U3增大，R3中的電流也增大，電流表的讀數變大．]21*cnjy*com
7．A　[電阻R增大時，并聯電阻變大，電路中總電阻變大，干路電流變小，內電壓變小，R2兩端的電壓U2變小，則電壓表示數變大，對于回路有：E＝UV＋U2＋U′，UV＝I1R1，U2＝IR2，U′＝Ir.所以有：ΔU＝ΔU2＋ΔU′，故選A.]21世紀教育網版權所有
8．BC　[本題考查電路的動態變化，意在考查閉合電路中各物理量隨外電阻變化的關系．由閉合電路歐姆定律可得，滑片P向下滑動，電路總電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，所以L1、L2變暗，R1上消耗的功率變大，A、D錯誤，B、C正確．]
9．C　[由題圖可知，電壓表與滑動變阻器并聯，電流表與滑動變阻器串聯，燈泡L1與滑動變阻器串聯，燈泡L2與滑動變阻器并聯，電容器C與滑動變阻器并聯，當滑片向下移動時，滑動變阻器的阻值減小，據結論“串反并同”可得：電流表示數增大而電壓表示數減小，燈泡L2上的電流減小，變暗，燈泡L1上的電流增大，變亮，故C選項正確，A、B選項錯誤，電容器兩端的電壓減小，據Q＝CU，則帶電荷量減小，故D選項錯誤．]
10．見解析
解析　(1)K斷開時：U＝I(R2＋R3)＝3 V
K閉合時：U′＝I′R2＝2.88 V
(2)K斷開時：外電路總電阻R＝＝6 Ω
K閉合時：外電路總電阻R′＝＝4.8 Ω
由閉合電路歐姆定律：
代入數據解得：
(3)K斷開時：I＝＝0.5 A，所以P＝I2r＝0.3 W
K閉合時：I′＝＝0.6 A，所以P′＝I′2r＝0.432 W.
11．C　[由題圖判斷電源a的內阻大，在純電阻電路中電源效率η＝×100%，內阻越大，效率越低；電源的輸出功率P＝UI對應圖線交點坐標的乘積，電阻的發熱功率與圖線交點橫坐標的平方成正比，只有C正確．]【來源：21cnj*y.co*m】
12．ACD　[閉合電路的I—U圖線，I是電路的總電流強度，U是路端電壓，圖象上圖線與U軸交點的物理意義是電路電流強度為零，屬斷路，路端電壓即電源電動勢，圖線與I軸交點的物理意義是路端電壓為零，屬電源短路，與I軸交點的坐標值即為短路電流，I＝，即r＝，可見圖線的斜率的絕對值為電源的內阻．從坐標中看出圖線1、2與U軸交于一點表明電動勢E1＝E2，圖線1的斜率比圖線2的斜率小，表明r1＜r2，圖線1與I軸交點坐標大于圖線2與I軸交點坐標，表明I1＞I2.可見選項A、C正確；兩個電源電動勢相等，內阻r1＜r2，當電流變化量ΔI1＝ΔI2時，ΔI1r1＜ΔI2r2，即電源1內電壓變化量小于電源2內電壓變化量，所以電源2路端電壓變化量大．D選項正確．]【出處：21教育名師】
13．BCD　[圖線a表示電流表的示數隨電壓表的示數的增大而減小，當滑動變阻器的滑片向左滑動時，電阻變小，電流表的示數增大，電壓表V1的示數增大，A錯誤；圖線b是電壓表V2的示數與I的關系圖線，當電流表的示數為0時，電壓表V1的示數也為0，所以圖線b的延長線一定過坐標原點O，B正確；圖線a、b的交點表示兩電壓表的示數相等，即滑動變阻器的電阻為0，所以圖線a、b的交點的橫、縱坐標值的乘積等于電阻R0消耗的瞬時功率，等于電源的瞬時輸出功率，C、D正確．]【版權所有：21教育】
14．(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
解析　(1)將AB延長后交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處，所以E＝20 V，r＝＝ Ω＝20 Ω21教育名師原創作品
(2)滑片滑至右端時由題圖乙知此時對應于B點，所以
U2＝4 V
Ur＝E－U2＝20 V－4 V＝16 V
由串聯電路的電壓分配與阻值成正比知r＝4R2，
所以R2＝＝5 Ω
(3)滑片滑到左端時由題圖乙可知外電壓為U外＝16 V，Ur＝E－U外＝20 V－16 V＝4 V
I總＝＝ A＝0.2 A
R外＝＝ Ω＝80 Ω
R1與R3并聯后的總電阻為R3并＝80 Ω－5 Ω＝75 Ω，
又R3并＝即＝75 Ω，解得：R3＝300 Ω.

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