第2講閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．(2019·上海虹口區(qū)二模)用電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源對外電路供電，則(C)A．外電路斷開時(shí)，路端電壓為零B．電源短路時(shí)，路端電壓為最大值C．路端電壓增大時(shí)，流過電源的電流一定減小D．路端電壓增大時(shí)，電源的輸出功率一定增大[解析]本題考查路端電壓相關(guān)的問題。外電路斷開時(shí)，外電阻無窮大，電路電流為零，路端電壓等于電動(dòng)勢，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。電源短路時(shí)，外電阻等于零，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電流最大，路端電壓為零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。路端電壓增大時(shí)，由I＝eq\f(E－U,r)知，流過電源的電流減小，故選項(xiàng)C正確。電源的輸出功率P＝EI－I2r＝－r(I－eq\f(E,2r))2＋eq\f(E2,4r)，若I>eq\f(E,2r)，電源的電流減小時(shí)，電源的輸出功率增大；若I≤eq\f(E,2r)，電源的電流減小時(shí)，電源的輸出功率減小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(2020·重慶一診)如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S后，燈泡L1、L2不亮，用電壓表檢測電壓得到Ubc＝0，Ucd＝6V，若電路中只有一處斷路，則發(fā)生斷路的是(B)A．L1燈 B．L2燈C．R D．電源[解析]本題考查電路的故障分析。Ubc＝0，由于R的分壓為零，通過R中的電流為零，也就是說R沒有斷路，而Ucd＝6V，即L2的分壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R的分壓，運(yùn)用閉合電路中分壓的知識可知，此時(shí)L2的電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R的電阻，所以是L2斷路(可近似看成電阻無限大)，故B正確。3．(2019·山東棗莊模擬)如圖甲所示，一個(gè)簡單的閉合電路由內(nèi)、外兩部分電路構(gòu)成。已知內(nèi)電路的電源是一個(gè)化學(xué)電池，電池的正、負(fù)極附近分別存在著化學(xué)反應(yīng)層，反應(yīng)層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢低處移到電勢高處，在這兩個(gè)地方，電勢會(huì)沿電流方向“躍升”。這樣整個(gè)閉合電路的電勢高低變化情況如圖乙所示，圖乙中各點(diǎn)位置的高低表示電路中相應(yīng)各點(diǎn)電勢的高低，D點(diǎn)的高度略低于C點(diǎn)。若減小外電路電阻R，則下列說法正確的是(A)A．C、D兩點(diǎn)之間的高度差將變大B．A、D兩點(diǎn)之間的高度差和C、B兩點(diǎn)之間的高度差之和將變小C．A、B兩點(diǎn)之間的高度差不變D．在電子從A點(diǎn)經(jīng)D、C移動(dòng)至B點(diǎn)的過程中，非靜電力做功將變大[解析]本題考查對電源電動(dòng)勢的定性分析。因電動(dòng)勢不變，減小外電路電阻R，電路中的電流增大，內(nèi)電壓變大，外電壓減小，A、B兩點(diǎn)的高度差類似于外電壓，減小；C、D兩點(diǎn)高度差類似于內(nèi)電壓，變大，故A正確，C錯(cuò)誤。A與D、C與B高度差之和類似于電動(dòng)勢，不變，故B錯(cuò)誤。電子從A處經(jīng)D、C至B處，非靜電力做功W＝Eq，不變，故D錯(cuò)誤。4．(2020·北京西城區(qū)模擬)在如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，閉合開關(guān)S，燈泡L正常發(fā)光。兩電表均為理想電表。在滑片P向右移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是(D)A．電流表的示數(shù)變小 B．電源的總功率變小C．燈泡L的亮度變大 D．電壓表的示數(shù)變小[解析]本題考查動(dòng)態(tài)電路分析。在滑片P向右移動(dòng)的過程中，電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，電源輸出電流I變大，電流表的示數(shù)變大，電源的總功率P＝EI變大，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由于滑動(dòng)變阻器與燈泡和電壓表都是并聯(lián)，在滑片P向右移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻變小，根據(jù)“串反并同”可知，與其并聯(lián)的支路中電流、電壓都減小，則燈泡中電流變小，電壓表示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。5．(2019·四川瀘州一中三診)如圖所示電路中的電源為恒流源或恒壓源(不管外電路的電阻如何變化，它都能夠提供持續(xù)的定值電流或定值電壓)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變化量的絕對值為ΔU，電流表的示數(shù)變量的絕對值為ΔI，則下列說法正確的是(C)A．若電源為恒壓源時(shí)，V示數(shù)增大，A示數(shù)減小B．若電源為恒壓源時(shí)，V示數(shù)不變，A示數(shù)增大C．若電源為恒流源時(shí)，V示數(shù)增大，A示數(shù)減小，eq\f(ΔU,ΔI)＝R1D．若電源為恒流源時(shí)，V示數(shù)增大，A示數(shù)增大，eq\f(ΔU,ΔI)＝R2[解析]本題考查電源恒流或恒壓下的動(dòng)態(tài)分析。滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的阻值增大。若電源為恒壓源時(shí)，電壓表的示數(shù)不變，電阻增大，電流變小，電阻R2兩端的電壓減小，并聯(lián)部分的電壓增大，流過電阻R1的電流增大，因總電流減小，電流表的示數(shù)減小，故A、B錯(cuò)誤；若電源為恒流源時(shí)，電路中總電流不變，變阻器向上滑動(dòng)，總電阻增大，電壓表的示數(shù)增大，因總電流不變，電阻R2兩端的電壓不變，并聯(lián)部分的電壓增大，電阻R1中的電流增大，總電流不變，所以電流表的示數(shù)減小，電阻R2兩端電壓不變，電阻R1兩端電壓的變化量等于電壓表示數(shù)的變化量ΔU，因總電流不變，所以電流表的示數(shù)的變化量等于電阻R1中的電流的變化量，所以有eq\f(ΔU,ΔI)＝R1，故C正確，D錯(cuò)誤。6．(2019·陜西咸陽期末)如圖所示，電源的電動(dòng)勢E＝2V，內(nèi)阻r＝2Ω，兩個(gè)定值電阻阻值均為8Ω，平行板電容器的電容C＝3×10－6FA．開關(guān)斷開時(shí)，兩極板間的電壓為eq\f(4,3)VB．開關(guān)斷開時(shí)，電容器所帶電荷量為4×10－6C．開關(guān)接通時(shí)，電容器所帶電荷量為4×10－6D．開關(guān)接通時(shí)，兩極板間的電壓為eq\f(2,3)V[解析]本題考查含容電路的動(dòng)態(tài)分析問題。開關(guān)斷開時(shí)，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R2＋r)＝0.2A，兩極板之間的電壓U＝IR2＝1.6V，電容器帶電荷量Q＝CU＝3×10－6×1.6C＝4.8×10－6C，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；開關(guān)接通時(shí)，兩個(gè)電阻并聯(lián)后等效電阻R＝4Ω，由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(1,3)A，兩極板之間的電壓U＝IR＝eq\f(4,3)V，電容器帶電荷量Q＝CU＝3×10－6×eq\f(4,3)C＝4×10－6C，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。7．(2019·寧夏銀川市模擬)如圖甲所示為某一小燈泡的U－I圖線，現(xiàn)將兩盞這樣的小燈泡并聯(lián)后再與一個(gè)4Ω的定值電阻R串聯(lián)，接在內(nèi)阻為1Ω、電動(dòng)勢為3V的電源兩端，如圖乙所示，則(C)A．通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.6WB．通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.6WC．通過每盞小燈泡的電流約為0.2A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.2WD．通過每盞小燈泡的電流約為0.3A，此時(shí)每盞小燈泡的電功率約為0.4W[解析]由題圖甲可以看出，當(dāng)通過小燈泡的電流為0.2A時(shí)，對應(yīng)燈泡兩端的電壓為1V，此時(shí)小燈泡的電阻為eq\f(1V,0.2A)＝5Ω，兩小燈泡并聯(lián)后的電阻R并＝2.5Ω，燈泡兩端電壓U并＝eq\f(R并,R總)E＝eq\f(2.5,7.5)×3V＝1V，恰好符合串聯(lián)電路電壓關(guān)系，則每盞小燈泡的功率PL＝0.2W，則A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確，同理，可知B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．(2020·天津市武清區(qū)第一次月考)如圖所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r，平行板電容器兩金屬板水平放置，開關(guān)S是閉合的，兩板間一質(zhì)量為m，電荷量大小為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，G為靈敏電流計(jì)。則下列說法正確的是(A)A．若電阻R2斷路，油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，G中有從b到a的電流B．在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有從a到b的電流C．在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，油滴仍然靜止，G只有從a到b的電流D．在將S斷開時(shí)，油滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，G中無電流通過[解析]若電阻R2斷路，則外電路電阻變大，總電流變小，路端電壓變大，R1兩端電壓變小，所以電容器兩端的電壓變大，根據(jù)Q＝CU，可知電容器要充電，所以G中有從b到a的電流，由于電壓增大，所以電容器兩極板間的電場強(qiáng)度會(huì)變大，導(dǎo)致油滴向上加速運(yùn)動(dòng)，故A對；在將滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，回路中總電阻變大，總電流變小，所以電容器兩端的電壓變大，根據(jù)Q＝CU，可知電容器要充電，故G中有從b到a的電流，由于電壓變大，所以電容器中的電場強(qiáng)度變大，所以油滴要加速向上運(yùn)動(dòng)，故B、C錯(cuò)；在將S斷開后，電容器放電，板間場強(qiáng)減小，油滴受到的電場力減小，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有從a到b的電流，故D錯(cuò)。二、多項(xiàng)選擇題：在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)是符合題目要求的。9．(2019·貴州安順期末)如圖所示，曲線C1、C2分別是純電阻電路中，內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的曲線。由該圖可知下列說法中正確的是(BC)A．兩條圖線的交點(diǎn)表示內(nèi)、外電路消耗的總功率為4WB．電源的內(nèi)阻為1ΩC．電源輸出功率最大值為4WD．電源的效率最大可達(dá)50%[解析]本題考查電功率圖象、電功率的計(jì)算、電源效率等。兩條圖線的交點(diǎn)表示內(nèi)、外電路消耗的電功率相等，都是4W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)電路中電流為2A時(shí)內(nèi)電路消耗電功率I2r＝4W，解得電源內(nèi)電阻為r＝1Ω，選項(xiàng)B正確；曲線C2為外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線，電源輸出功率最大值為4W，選項(xiàng)C正確；外電路電阻越大，電路中電流I越小，路端電壓U＝E－Ir越大，電源效率η＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)越高，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。10.(2020·河南洛陽高一月考)如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)，三個(gè)小燈泡完全相同且外電路變化時(shí)每個(gè)燈泡兩端的電壓都不會(huì)越過其額定電壓，開始時(shí)只有S1閉合，當(dāng)S2也閉合后，下列說法中正確的是(AD)A．燈泡L1變亮B．燈泡L2變亮C．電容器C的電荷量增加D．閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左[解析]本題考查含容電路的動(dòng)態(tài)分析。根據(jù)電路可知，S1閉合、S2斷開時(shí)，L1、L2串聯(lián)，則兩燈一樣亮，因L3與電容器串聯(lián)后接到電源兩端，則L3不亮，電容器兩端電壓等于電源電動(dòng)勢E；當(dāng)S2也閉合后，電路總阻值變小，流過L1的電流變大，L1兩端電壓變大，L2兩端電壓變小，則燈L1變亮，L2變暗；因電容器此時(shí)與燈L1并聯(lián)，則電容器兩端電壓變小，電容器上的電荷量變少，電容器對外放電。又知電容器左極板與電源正極相連，帶正電，則閉合S2瞬間流過電流表的電流方向自右向左，綜上所述，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，A、D正確。11．(2020·河南洛陽高一月考)某種小燈泡的U－I圖線如圖甲所示，三個(gè)完全相同的這種小燈泡連接成如圖乙所示的電路，四個(gè)電表均為理想電表。現(xiàn)閉合開關(guān)S，電壓表V1的示數(shù)為4V，以下說法正確的是(AB)A．電壓表V2的示數(shù)為1.0VB．電源的輸出功率為3.0WC．電流表A2的示數(shù)為0.60AD．電源的電動(dòng)勢一定為8V，內(nèi)阻為5Ω[解析]本題考查U－I圖線、閉合電路歐姆定律、電功率的簡單計(jì)算。圖中等效電路為燈泡L2與L3并聯(lián)后與燈泡L1串聯(lián)，電壓表V1測L1兩端電壓，示數(shù)為4.0V，由U－I圖象可得干路電流為0.6A，根據(jù)并聯(lián)電路特點(diǎn)得另外兩個(gè)燈泡的電流均為0.3A，再根據(jù)U－I圖象得到燈泡L2與L3并聯(lián)部分電路的電壓為1.0V，故電壓表V2的示數(shù)為1.0V，電流表A2的示數(shù)為0.30A，故選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電源路端電壓為U＝4V＋1V＝5V，干路電流為I＝0.6A，故輸出功率為P＝UI＝5×0.6W＝3W，選項(xiàng)B正確；電源路端電壓為U＝E－Ir，只有一組數(shù)據(jù)，無法求解電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12.如圖所示，電源的電動(dòng)勢E＝6V，內(nèi)阻r＝1Ω，電阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，電容器的電容C＝3.6μF，二極管D一般是由硅或者鍺管組成，具有單向?qū)щ娦裕铝信袛嗾_的是(BC)A．開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)和開關(guān)S1、S2均閉合時(shí)，電容器兩端電壓均為4VB．開關(guān)S1閉合，S2斷開，當(dāng)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，電容器上電荷量變化了1.8×10－6C．開關(guān)S1、S2閉合，待電路穩(wěn)定以后斷開S1，流過R1的電荷量為9.6×10－6D．開關(guān)S1、S2閉合，待電路穩(wěn)定以后斷開S1，流過R1的電荷量為1.44×10－5[解析]設(shè)開關(guān)S1閉合、S2斷開時(shí)，電容器兩端的電壓為U1，干路電流為I1，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I1＝eq\f(E,R1＋r)＝eq\f(6,3＋1)A＝1.5A，U1＝I1R1＝1.5×3V＝4.5V，Q1＝CU1＝3.6×10－6×4.5C＝1.62×10－5C；閉合開關(guān)S2后，電容器兩端電壓為U2，干路電流為I2，根據(jù)閉合電路歐姆定律有I2＝eq\f(E,\f(R1R2,R1＋R2)＋r)＝eq\f(6