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1、【典型例题】问题1:闭合电路的欧姆定律的基本应用问题:考题1 如图所示电路中，电源的总功率是40W ,R14,R2 6 ,a、b两点间的电压是 4.8V，电源输出的功率是 37.6W。 求电源的内电阻和电动势。b解析外电路是由R1与R2并联再与R3串联组成的。R1与R2并联的总电阻为 Rab口 2.4R1 R246a、b两点间的电压就是并联电路两端的电压，所以流过干路的电流为2AI 企 4ARab 24-PeP出P内P出 I2r电动势变式：考R1 R2I2Pei40 37.640V 20V20.6所示电路中， 电压表示数为 16V ； S闭合时，电压表示数为10V。若电压表可视为理想的， 求：
2、（1）电源电动势和内电阻各为多大？ （2）闭合S前后R1消耗的功率分别多大？（3）若将原电路改为图乙所示的电路，其他条件不变，则S断开和闭合时电压 表的示数分别为多大？题R3210如图甲,S断开时,1i-*=1sL_!kJ解析（1）在图甲中，当断开 S时，R3中电流可视为零（因理想电压表内阻可视为 无限大），R3两端电压可视为零，故电压表指示的是电源的路端电压。又此时外电路是 R1、R2串联，所以，电路中总电流为：U16IA 0.8AR1 R21010由闭合电路欧姆定律得：E U lr 16 &当闭合S时，电压表指示的是 R2两端电压，外电路结构是：R1与R3并联，再跟R2串10 A 1A联，
3、此时电路中总电流为:R210-生 R215R1 R32R外电路总电阻为：由 E l（R r）得： E l（15 r） 联立两式，解得 E=20V , r=5 Qo（2）闭合S前后，R1消耗的功率分别为:R I2Ri 0.8210W6.4W I 22R )2R10.52 10W2.5W2(3)若将原电路改为图乙所示电路，则断开 S时，外电路由R1、r3串联组成，电压 表指示的是R1两端的电压，此时总电流为：IR1 R3 r20A 0.8A电压表示数为:U1 IR10.8 10V 8V闭合S时，外电路结构是R1、R2并联再与R3串联, 电路两端的电压，此情况下，外电路总电阻为：R1R 2RR1 R
4、2R315电压表示数是R1、R2组成的并联I总电流为：匹A 1A15 5故电压表示数为：U21R20.5 10V 5V210 10 5问题2:电路的动态分析问题考题3如图所示电路中，L2、L3、L4是四只相同的电灯。当滑动变阻器的滑键下滑时，各灯的亮 度怎样变化？解析当滑动变阻器的滑键下滑时，变阻器的阻I旦值减小，使得电路的总电阻减小；根据R r可知电流I增大，根据U E Ir可知路端电压减小；则由 Pl1 为IL 2 I IL1，而I增大，IL1减小 所以IL 2 又因为U L3 U Il2RL2，而U减小，L3将变暗。又因为i i ，而PL4 IL4RL4可知，L4灯将变亮。2U /Rl1
5、可知，L1将变暗。又因 lL2RL2可知，L2将变亮。Ul3 /RL3 可知,pl2减小，所以lL2增大，则由i增大，所以UL3减小；则由PL3lL3 UL3 /RL3减小，所以lL2增大,lL4增大，则由R1、R2和R3的阻值变式1: ( 2006年天津卷)如图所示的电路中，电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻都相同。在电键 S处于闭合状态下，若将电键S1由位置1切换到位置A. 电压表的示数变大B. 电池内部消耗的功率变大C. 电阻R2两端的电压变大D. 电池的效率变大答案：B变式2: (2006咼考上海卷)在如图所示电路中，闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的
6、示数都发生变化，电表的示数分别用I、Ui、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用 I、 Ui.A U2和厶U3表示。下列比值正确的是A. U i/I 不变，A Ui/ A I 不变B. U2/I 变大，A U2/ A I 变大C. U2/I变大，A U” A I不变D. U 3/I 变大，A U3/ A I 不变答案：A、C、D问题3:闭合电路中的功率、电流、电阻的极值问题考题4如图电路中，电阻 Ri 9, R215 ，电源电动势 E=12V，内电阻r=1 Q。求：(1) 当电流表示数为0.4A时，变阻器R3的阻值多大？(2) R3阻值多大时，它消耗的电功率最大？(3) R3阻值多大时，电
7、源的输出功率最大？解析由电路图可知，R2和R3并联后再与Ri串联，电流表的示数是表示通过电阻 R2 的电流，根据串并联电路的特点以及闭合电路欧姆定律可求出该题的答案。(1)设干路电流为I，根据并联电路的分流原理:r3I23LR2 R3R Ri外电路的总电阻R2R3R2R3IEI由闭合电路欧姆定律得Rr由、式求得R330(2)设阻值为R3时，它消耗的功率最大为 P3，此时电路总外阻为R RiR2 R 3R2 R3干路电流IER rR2R 2 R3IP3I3R3由、得:P3362 R325(Rj 12R336)25(R3 12)36 斗R3当R3时消耗的功率最大，即R3 6(3)设阻值为R3时，电
8、源输出功率最大为 PmE 2Pm () RR r当外电路的总电阻 R=r时，电源输出功率最大，因为 Rr，所以，当R越接近r时输出 功率最大。故只有当 R3时，R接近r，此时电源输出功率最大。变式：E=12V , r=0.5 Q,，其滑动触头为P。干路中电流最小？最考题 5如图所示，已知电源电动势R12, R23 ，滑动变阻器R35(1) 当滑动触头 P滑动到什么位置时， 小电流是多少？(2) 当滑动触头在什么位置时， 电源输出功率最大？是多少?解析解：(1 )设P上方的电阻为Rx，则等效电路如图所 示，则外电阻为c (R1 Rx)(R2 R3 Rx)R(R1 Rx)(R2 R3 Rx)(R1
9、 Rx)(R2 R3 Rx)R1 R 2 R3(2 Rx)(8 Rx)2 3 5225 (Rx 3)10艮其中 Rx 5,Rx25102.53R max 时，R有最大值为E12A 4Ar R 0.52.5干路中电流最小，最小值是2.干路中电流最小值为P上方电阻为3 Q时，R 25 (Rx 3)10，且 Rx 54A。(2)2R 25 (0 3)Rx 0时，R有最小值，min10.当电阻变化关系可知，外电阻越接近内阻，电源输出功率越大，所以当 外电阻最小，且接近内阻r，所以此时输出功率最大。1.6,由电源输出功率，随外P在最上端时，电源12最大输出功率Pmax|2%（丹）2 1.6W 52.2W
10、IRRAUBRERRI的S3I3Si、S2E UA. UB. UC. S3B. S2D. S4ER rA. SiA. 11C. * 2IiD 121314B. h I46.如图所示，当滑动变阻器的滑动片P向左端滑动时，以下说法正确的是（）A. 安培表的示数减小，伏特表的示数增大B. 安培表的示数增大，伏特表的示数减小.1,c.安培表和伏特表示数都减小门.尸 V -r_FD.安培表和伏特表示数都增大【模拟试题】（答题时间：30分钟）它们的外电阻相等UD.A和B的路端电压与其总电流3.在如图所示的电路中，开关水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴 后P会向下运动？（）C. U E Ir2.右图所
11、示为两个独立电路 关系图线，则（）A. 路端电压都为Ui时，B. 电流都是11时，两电源内电压相等C. 电路A的电动势大于电路 B的电动势D. A中电源的内阻大于 B中电流的内阻S4均闭合，C是极板 P,问断开哪个开关5.下图所示的两种电路中，电源相同，各电阻器阻值相等，各电流表的内阻相等且不可 忽略不计，电流表 A1、A2、a 3和A 4读出的电流值分别为丨1、丨2、丨3和|4，下列关系式中正 确的是（）1.若E表示电动势，U表示外电压， 阻，I表示电流，则下列各式中正确的是（U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电 ）4.如图所示，已知R1 R2 R3 1 。当开关S闭合后，电压表的
12、 读数为1V;当开关S断开后，电压表的读数为 0.8V，则电池的电动势 等于（）A. 1VB. 1.2VC. 2VD. 4V7如图所示电路，E=6V ,r=1 Q, Rl 4 , R2 11 ,R3 12 , 求：（1）当S断开时电流表与电压表的示数；（2）当S闭合时电流表与电压表的示数。8. 如图所示，R4为滑动变阻器，电阻的变化和长度成正比，A、B为两端点，R12，R2 R3 R46 ，电源内阻r 1当滑动变阻器的滑动头移到 A点时，电压表的读数为 5V。问:（1）当滑动头移到 B点时，电路消耗的总功率是多大？（2）当滑动头移到中点 C时，只4上消耗的功率是多大？（3）滑动头在A、B、C三
13、点时，电源的效率各是多少？丄 r Ri9. 如图所示的电路中，用电动势E=6V，内阻不计的电池组向电阻R020 ，额定电压U045V的灯泡供电。求：（1） 要使系统的效率不低于0 6，变阻器的阻值及它承受的 最大电流是多少？（2）处于额定电压下的灯泡和电池组的最大可能效率是多少？它 们同时适当选择的变阻器如何连接，才能取得最大效率？10. 在图1所示电路中，R2均为定值电阻，且只1 100 ， R2的阻值未知，R3是 一滑动变阻器，在其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压随电流 I的变化图线如图2所示。其中图线上的A、B两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的。 求：（1）电源的电动势和内电阻；（2）定值电阻R2的阻值；（3）滑动变阻器 R3的最大值；（4）上述过程中R1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。
