闭合电路欧姆定律
知识梳理:
1、闭合电路欧姆定律:
(1)电动势、内电压、外电压三者之间的关系
将电源和用电器连接起来,就构成_________。用电器、导线组成_________;电源内部是
_________。内电路的电阻叫做电源的_________,当电路中有电流通过时,内电路两端的电
压叫_________,用U 内表示。电源外部的电路叫_________,外电路两端的电压叫_________,
也叫_________,用U 外表示。则E=U内+U外, 即在闭合电路中,电源电动势等于内、外电压之
和。
(2)注:①用电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指路端电压, 不是内电路两端的电压, 也
不是电源电动势, 所以U 外
②当电源没有接入电路时, 因无电流通过内电路, 所以U 内=0,此时E=U外, 即电源电动势等于没
有接入电路时的路端电压.
(2)定律内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
(3)定律公式:I =E 注:只适用于外电路为纯电阻的闭合电路 R +r
(4)常用的变形: U 外=E -Ir
2、路端电压与负载的关系
(1)公式:对纯电阻电路U 外=IR =E -Ir =E -E r R +r
注:当外电路断开时,R=∞,Ir =0,U 外=E ,此为直接测量电动势的依据。
当外电路短路时,r=0,I =E (称为短路电流),U 外=0 r
(2)路端电压U 外与外电阻R 之间的关系
①当外电阻R 增大时,电流I 减小;内电压Ir 减小,由U 外=E -Ir 可知路端电压U 外增大
②当外电阻R 减小时,电流I 增大;内电压Ir 增大,路端电压U 外减小。
(3)路端电压与电流的关系图象
注:图象中横轴上截距的值为短路电流 E
等于I 0=E ; 纵轴的截距等于电源的电动势 r
E. 直线的斜率的绝对值等于电源的内阻,
即r =E ∆U ==tanθ. θ越大,I 0∆I
I/A 表明电源的内阻越大
典型例题:
【例1】如图所示,电源的电动势是6V ,内电阻是0.5Ω, 小电动
机M 的线圈电阻为0.5Ω,限流电阻R 0为3Ω,若电压表的示数
为3V ,试求:
⑴电源的功率和电源的输出功率
⑵电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率
【解析】⑴在串联电路中, 电压表读R 0两端的电压, 由欧姆定律得
I=U 3V ==1A 电源的总功率:P 总=EI=6W R 03Ω
由能量转化和守恒定律得:P 输出=P总-Pr=6-12×0.5=5.5W
⑵电源的输出功率为电动机和限流电阻获得功率之和,
P 输出=PM +PO P O =I2R O =3W
P M = P输出- PO =5.5-3=2.5W 有P M =P机+PMr
得P 机=PM -P Mr =2.5-I2r=2.5-0.5=2W
【例2】如图所示的电路中,R 1和R 2是定值电阻,在滑动变阻器R 的滑动片P 从下端a 逐渐滑到上端b 的过程中,电阻R 1上消耗的电功率 ( )
A 、 一定是逐渐减小 B 、有可能逐渐减小
C 、有可能先变小后变大 D 、一定是先变小后变大
【解析】R 1为定值电阻,由P 1=I2R 1可知R 1消耗功率由干路电流I 决定,而干路电流的变化则由R 、R 2部分电路总电阻变化引起,设该部分的总电阻为R P ,则
(R R =R P ap
ap +R 2+R pb +R 2)⋅R Pb
由极限定理可得:R ap +R2+RPb =R+R2=定值
当(R ap +R2)=RPb 时,(R ap +R2)·R Pb =最大值
此时R P 最大。
讨论:若R ≤R 2,则P 在向上移动过程中,R P 一定减小。
由闭合电路欧姆定律I=E 一定增大,R 1消耗变大。 r +R 1+R P
若R >R 2,则P 在向上移动过程中,R P 先变大,当取得最大值后,R P 再减小,这样回路中电流先变小,再变大,R 1消耗的功率也先变小,再变大。
【答案】C
【例3】如图所示的电路中,R 1、R 2均为定值电阻,且R 1=10Ω,
R 2的阻值未知,R 3是一个滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最
右端的过程中,测得电源的路端电压U 随电流I 的变化图线如图
所示,其中图线上的A 、B 两点是滑片在变阻器两个不同的端点
时分别得到的。求:
⑴电源的电动势和内电阻; ⑵定值电阻R 2的阻值;
⑶滑动变阻器R 3的最大值;
⑷上过程中R 1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。
【解析】⑴由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir
将图象中A 、B 两点的电压和电流代入和得
E=16+0.2r E=4+0.8r 联立解得E=20V
r=20Ω
⑵当R 3的滑键自左向右滑时,R 3阻值变小,使电路总电阻变小,而总电流变大。由此可知,图线上的A 、B 两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑键位于最右端时,R 3=0,R 1被短路,外电路总电阻即为R 2,故由B 点的U 、I 值可求出R 2。
R 2=U B 4==5Ω I B 0. 8
⑶当滑键在最左端时,其阻值最大,并对应着图线上的A 点,故由A 点的U 、I 值可求出此时外电路总电阻,再根据串、并联电路的规律可求出R 3的最大值。
R 总=R R U A 16==80Ω 又R 总=13+R 2 I A 0. 2R 1+R 3
代入数值解得滑动变阻器的最大值R 3=300Ω
⑷当R 1消耗的功率最大时,它两端电压最大,由U R1=E-I(R 2+ r)知,这时电路的总电流I 应最小,故应把滑动变阻器的阻值调到最大,再结合上面求出的有关数据,便不难得出R 1消耗的最大功率。
当R 3=300Ω时,I=E
R 1R 3+R 2+r R 1+R 3=20=0. 2A 100⨯300+5+20100+300
此时R 1两端的电压为:U 1=I·R 1R 3=0. 2⨯75=15V R 1+R 3
U 12152
==2. 25W 则R 1消耗的最大功率为P 1m =R 1100
E 2202
又当R 外=r时,电源输出功率最大,即有 P m ===5W 4r 4⨯20
练习题:
一、选择题:
1、若用E 表示总电动势,U 表示外电压,U /表示内电压,R 表示外电路总电阻,r 表示内电阻,I 表示总电流强度,考察下列各关系式
⑴U /=IR ⑵U /=E-U ⑶E=U+Ir ⑷I=E/(R+r) ⑸U=ER/(R+r) ⑹U=E+Ir 上述关系式中成立的是( )
A 、⑴⑵⑶⑷ B 、⑵⑶⑷⑸ C 、⑶⑷⑸⑹ D 、⑴⑶⑸⑹
2、下列关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A 、 电源短路时,电源的内电压等于电动势
B 、 电源短路时,路端电压为零
C 、 电源断路时,路端电压最大
D 、 电源的负载增加时,路端电压增大
3、单位电荷绕闭合电路一周,如外电路是纯电阻电路,外电路中产生的热量仅决定于( )
A 、 电流强度的大小,且与电流强度的平方成正比
B 、 电源电动势的大小,且与电动势的大小成正比
C 、 路端电压的大小,且与路端电压的大小成正比
D 、 各部分电阻值的大小,且与电阻值成反比
4、如图所示A 灯与B 灯的电阻相同,当滑动变阻器R 的滑动
片P 向上滑动时,两灯亮度变化是( )
A 、A 灯变亮,B 灯变亮 B 、A 灯变暗,B 灯变亮
C 、A 灯变暗,B 灯变暗 D 、A 灯变亮,B 灯变暗
5、在图所示的电路中,R 2为定值电阻,R 1为滑动变阻器,当滑动
变阻器的滑片P 向左滑动时( )
A 、 电流表示数变大,电压表示数变小
B 、 电流表示数变小,电压表示数变大
C 、 电流表和电压表示数都变小
D 、 电流表和电压表示数都变大
6、如图所示的电路中,调节滑动变阻器,电压表的读数由6V 变为5V ,电流表读数的变化量为0.5A ,则下列说法中正确的是:( )
A 、 电流表的读数变小了,电源的内阻为10Ω
B 、 电流表的读数变大了,电源的内阻为20Ω
C 、 电流表的读数变大了,电源的内阻为2Ω
D 、由于不知道电流表的具体读数,因此无法计算电源的内阻
一、填空题:
7、在图所示的电路中,R 1=18Ω,R 2=10Ω,当a 、b 两点间接理想
的电流表时,其读数为0.5A ,当a 、b 两点间接理想的电压表时,
其读数为3.6V ,则该电源的电势为 V ,内电阻为 Ω。
8、电动势为3V 、内电阻为1Ω的电源只给一个额定电压为3V 的
小灯泡供电,若小灯泡两端的实际电压为2.5V ,忽略温度对灯泡电
阻的影响,则此时小灯泡的实际功率是 W ,小灯泡的额定功率是 Ω。
9、如图所示电路,当变阻器滑动触头向下滑动时,请讨论电路中各电流表、电压表的示数的变化情况,其中:
电流表A 1的读数将
电流表A 2的读数将
电流表A 3的读数将
电压表V 1的读数将
电压表V 2的读数将
电压表V 3的读数将
三、计算题:
10、如图所示,电源电动势E=10V,内电阻r=2Ω,R 1=28Ω,R 2=30Ω,R 3=60Ω,电容C=4×10-8F ,试求:
⑴开关S 断开和闭合时电容器所带电量之比
⑵开关S 闭合后通过R 3的电量
11、有一电动势为30V 、内电阻为1Ω的电源,将它与一盏额定电压为6V 、额定功率为12W 的小灯泡及一台线圈电阻为2Ω的电动机串联成闭合电路,小灯泡恰好正常发光,求电动机的输出功率。
12、手电筒的两节干电池用了很久后,小灯泡只能发出很微弱的光了。把这两节干电池取出来,用电压表测量,每一节干电池两端的电压都很接近于1.5V ,把它们装入电子钟里,电子钟能正常工作,试用闭合电路欧姆定律来解释这个现象。
根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,电池用久了,内阻r 较大,由于小灯泡的电阻较小,电流I 较大,所以路端电压U 较低,小灯泡只能发出微弱的光;用电压表测量或装入电子钟,由于电流I 很小,内阻上的电压很小,路端电压仍接近于电源电动势。
家庭作业:
1、如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触点向下移动时,各灯的亮度变化情况是:( )
A 、A 、B 、C 三灯都变亮 B 、A 、B 灯变亮,C 灯变暗
C 、A 灯变亮, B 、C 灯变暗 D 、A 、C 灯变亮,B 灯变暗
2、在如图所示的电路中,开关S 闭合后,和未闭合开关S 前相
比较三个电表的读数变化情况是:( )
A 、 V 变大、A 1变大、A 2变小
B 、 V 变大、A 1变小、A 2变大
C 、 V 变小、A 1变大、A 2变小
D 、 V 变小、A 1变小、A 2变大
3、一个电源对外电路负载电阻R 供电,电源电动势为E ,内阻为r ,要让负载电阻R 获得尽可能大的电压,R 和r 的大小关系为 ;要使R 中的电流尽可能大,R 和r 的大小关系为 ;要使R 消耗的功率尽可能大,R 和r 的大小关系为 。
4、如图所示电路,变阻器R 1的最大值为4Ω,此时它的有效电阻
为2Ω,定值电阻R 2=6Ω,电源内阻r =1Ω。当开关闭合时,电源
消耗的总功率为16W ,输出功率为12W ,这时灯正常发光。求:
⑴电灯的电阻;
⑵当开关断开时,要使灯仍能正常发光,R 1的滑片应当移到什么位
置?并求出此时电源的输出功率和电源的效率?
知能提高:
1.如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中V 为电压表(其电阻足够大),定值电阻R =7.0Ω。在电键未接通时,V 的读数为6.0V ;接通电键后,V 的读数变为
5.6V 。那么,电池组的电动势和内电阻分别等于( )
A.6.0V ,0.5Ω B.6.0V ,1.25Ω C.5.6V ,1.25Ω D.5.6V ,0.5Ω
2.将内阻为0.5Ω的电池组用电阻为0.75Ω的导线,与标有“6V ,7.2W ”的小灯泡串联,就可以使这个小灯泡正常发光,由此可知,所用电池组的电动势是( )
A .6 V B.7.5V C.9V D.
10.5V
3.如图所示,电阻R 1=20Ω,电动机的绕组R 2=10Ω。当电键打开时,电流表的示数是0.5A ,当电键合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I 和电路消耗的电功率应是 ( )
A .I =1.5A B.I <1.5A C.P =15W D.P <15W
4.已知如图,电源内阻不计。为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法:( ) A .增大R 1 B.增大R 2
C .增大R 3 D.减小R 1
5.如图所示,甲、乙为两个独立电源
的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线,下列说法中正确的是( )
A .路端电压都为U 0时,它们的外电阻相等
B .电流都是I 0时,两电源的内电压相等
C .电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D .电源甲的内阻小于电源乙的内阻
6.将一个电动势为3 V,内阻不能忽略的电池两端接一电阻
R ,当有1 C的电荷通过电阻R 时,在R 上产生的热量( )
A .大于3 J B .小于3 J C .等于3 J D .内阻未知,无法确定
7.下列关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A .电源短路时,电源的内电压等于电动势 B .电源短路时,路端电压为零
C .电源断路时,路端电压最大 D.电源的负载增加时,路端电压也增大
8.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V ,40W ”的灯泡,下列说法正确的是( )
A .接在110 V的电路上时的功率为20 W
B .接在110 V的电路上时的功率为10 W
C .接在440 V的电路上时的功率为160W
D .接在220 V的电路上时的功率为40 W
二、填空题:
9.如图所示,A 灯的额定功率为15W ,A 灯与B 灯 额定电压相同,在外加电压改变时设两盏灯的电阻保持不变,当K 1与K 2都断开时,电压表读数U =12V;当K 1闭合,K 2断开时,电压表读数U 1=11V;当K 1、K 2都闭合时,电压表读数U 2=9V时,则B 灯的额定功率为________W。
10.将两只电压表V 1和V 2串联后接在某一内阻较大的电源两端,电压表V 1的示数是22V ,电压表V 2的示数是130V ,而单独将电压表V 2接到这个电源两端,它的示数为150V ,那么电源的电动势为________。
三、计算题:
11. 用电动势为8V ,内电阻2Ω的电池组成连接两根各1Ω的电
阻线,向某用电器(纯电阻)供电,如下图所示,该用电器可获得
3W 的电功率,求通过该用电器的电流和它两端的电压。
12. 如图所示,A 1和A 2是两块相同的电流表,V 1和V 2是两块相同
的电压表。电流表A 1的示数是1.4mA ,电压表V 1和V 2的示数分别是
0.8V 和0.6V 。试求:
(1)电流表A 2示数;
(2)电压表和电流表的内阻之比。
13.如图所示电路中,电源电动势E =50V,内阻r=5Ω,电阻R 1=R 2=30Ω。若再接入一个电阻R 3,电压表示数为40V ,不计电压表对电路的影响,问:R 3应接
在什么位置上?(画出电路图表示)R 3的阻值多大?
14.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在
线圈两端加电压为0.3V ,电流为0.3A 。松开转轴,在线圈两端加电压为2 V 时,电流为0.8 A ,电动机正常工作。求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少? 电动机的机械功率是多少?
15.实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律,其中U 表示棒两端的电势差,k =0.02A/V。现将该棒与一个可变电阻器R 串联在3
一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V 的电源上。求:(1)当串联的可变电阻器阻值R 多大时,电路中的电流为0.16A ?(2)当串联的可变电阻器阻值R 多大时,棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5?
16.如图所示,电源的电动势E =24 V,内阻r =1 Ω,电阻R =2 Ω,M 为直流电动机,其电阻r ′=1 Ω,电动机正常工作时,其两端所接电压表读数为U V =21 V,求电动机转变机械能的功率是多大?
17.如图所示,电解槽A 和电炉B 并联接到电源上,电源内阻r =1 Ω,电炉电阻R =19 Ω,电解槽电阻r =0.5 Ω,当S 1闭合、S 2断开时,电炉消耗的功率为648 W ;S 1、S 2都闭合时,电炉消耗的功率475 W.(电炉电阻不变) ,试求:
(1)电源电动势.
(2)S1、S 2都闭合时,流过电解槽的电流大小.
(3)S1、S 2都闭合时,电解槽电能转化成化学能的功率.
闭合电路欧姆定律
知识梳理:
1、闭合电路欧姆定律:
(1)电动势、内电压、外电压三者之间的关系
将电源和用电器连接起来,就构成_________。用电器、导线组成_________;电源内部是
_________。内电路的电阻叫做电源的_________,当电路中有电流通过时,内电路两端的电
压叫_________,用U 内表示。电源外部的电路叫_________,外电路两端的电压叫_________,
也叫_________,用U 外表示。则E=U内+U外, 即在闭合电路中,电源电动势等于内、外电压之
和。
(2)注:①用电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指路端电压, 不是内电路两端的电压, 也
不是电源电动势, 所以U 外
②当电源没有接入电路时, 因无电流通过内电路, 所以U 内=0,此时E=U外, 即电源电动势等于没
有接入电路时的路端电压.
(2)定律内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
(3)定律公式:I =E 注:只适用于外电路为纯电阻的闭合电路 R +r
(4)常用的变形: U 外=E -Ir
2、路端电压与负载的关系
(1)公式:对纯电阻电路U 外=IR =E -Ir =E -E r R +r
注:当外电路断开时,R=∞,Ir =0,U 外=E ,此为直接测量电动势的依据。
当外电路短路时,r=0,I =E (称为短路电流),U 外=0 r
(2)路端电压U 外与外电阻R 之间的关系
①当外电阻R 增大时,电流I 减小;内电压Ir 减小,由U 外=E -Ir 可知路端电压U 外增大
②当外电阻R 减小时,电流I 增大;内电压Ir 增大,路端电压U 外减小。
(3)路端电压与电流的关系图象
注:图象中横轴上截距的值为短路电流 E
等于I 0=E ; 纵轴的截距等于电源的电动势 r
E. 直线的斜率的绝对值等于电源的内阻,
即r =E ∆U ==tanθ. θ越大,I 0∆I
I/A 表明电源的内阻越大
典型例题:
【例1】如图所示,电源的电动势是6V ,内电阻是0.5Ω, 小电动
机M 的线圈电阻为0.5Ω,限流电阻R 0为3Ω,若电压表的示数
为3V ,试求:
⑴电源的功率和电源的输出功率
⑵电动机消耗的功率和电动机输出的机械功率
【解析】⑴在串联电路中, 电压表读R 0两端的电压, 由欧姆定律得
I=U 3V ==1A 电源的总功率:P 总=EI=6W R 03Ω
由能量转化和守恒定律得:P 输出=P总-Pr=6-12×0.5=5.5W
⑵电源的输出功率为电动机和限流电阻获得功率之和,
P 输出=PM +PO P O =I2R O =3W
P M = P输出- PO =5.5-3=2.5W 有P M =P机+PMr
得P 机=PM -P Mr =2.5-I2r=2.5-0.5=2W
【例2】如图所示的电路中,R 1和R 2是定值电阻,在滑动变阻器R 的滑动片P 从下端a 逐渐滑到上端b 的过程中,电阻R 1上消耗的电功率 ( )
A 、 一定是逐渐减小 B 、有可能逐渐减小
C 、有可能先变小后变大 D 、一定是先变小后变大
【解析】R 1为定值电阻,由P 1=I2R 1可知R 1消耗功率由干路电流I 决定,而干路电流的变化则由R 、R 2部分电路总电阻变化引起,设该部分的总电阻为R P ,则
(R R =R P ap
ap +R 2+R pb +R 2)⋅R Pb
由极限定理可得:R ap +R2+RPb =R+R2=定值
当(R ap +R2)=RPb 时,(R ap +R2)·R Pb =最大值
此时R P 最大。
讨论:若R ≤R 2,则P 在向上移动过程中,R P 一定减小。
由闭合电路欧姆定律I=E 一定增大,R 1消耗变大。 r +R 1+R P
若R >R 2,则P 在向上移动过程中,R P 先变大,当取得最大值后,R P 再减小,这样回路中电流先变小,再变大,R 1消耗的功率也先变小,再变大。
【答案】C
【例3】如图所示的电路中,R 1、R 2均为定值电阻,且R 1=10Ω,
R 2的阻值未知,R 3是一个滑动变阻器,在其滑片从最左端滑至最
右端的过程中,测得电源的路端电压U 随电流I 的变化图线如图
所示,其中图线上的A 、B 两点是滑片在变阻器两个不同的端点
时分别得到的。求:
⑴电源的电动势和内电阻; ⑵定值电阻R 2的阻值;
⑶滑动变阻器R 3的最大值;
⑷上过程中R 1上得到的最大功率以及电源的最大输出功率。
【解析】⑴由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir
将图象中A 、B 两点的电压和电流代入和得
E=16+0.2r E=4+0.8r 联立解得E=20V
r=20Ω
⑵当R 3的滑键自左向右滑时,R 3阻值变小,使电路总电阻变小,而总电流变大。由此可知,图线上的A 、B 两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑键位于最右端时,R 3=0,R 1被短路,外电路总电阻即为R 2,故由B 点的U 、I 值可求出R 2。
R 2=U B 4==5Ω I B 0. 8
⑶当滑键在最左端时,其阻值最大,并对应着图线上的A 点,故由A 点的U 、I 值可求出此时外电路总电阻,再根据串、并联电路的规律可求出R 3的最大值。
R 总=R R U A 16==80Ω 又R 总=13+R 2 I A 0. 2R 1+R 3
代入数值解得滑动变阻器的最大值R 3=300Ω
⑷当R 1消耗的功率最大时,它两端电压最大,由U R1=E-I(R 2+ r)知,这时电路的总电流I 应最小,故应把滑动变阻器的阻值调到最大,再结合上面求出的有关数据,便不难得出R 1消耗的最大功率。
当R 3=300Ω时,I=E
R 1R 3+R 2+r R 1+R 3=20=0. 2A 100⨯300+5+20100+300
此时R 1两端的电压为:U 1=I·R 1R 3=0. 2⨯75=15V R 1+R 3
U 12152
==2. 25W 则R 1消耗的最大功率为P 1m =R 1100
E 2202
又当R 外=r时,电源输出功率最大,即有 P m ===5W 4r 4⨯20
练习题:
一、选择题:
1、若用E 表示总电动势,U 表示外电压,U /表示内电压,R 表示外电路总电阻,r 表示内电阻,I 表示总电流强度,考察下列各关系式
⑴U /=IR ⑵U /=E-U ⑶E=U+Ir ⑷I=E/(R+r) ⑸U=ER/(R+r) ⑹U=E+Ir 上述关系式中成立的是( )
A 、⑴⑵⑶⑷ B 、⑵⑶⑷⑸ C 、⑶⑷⑸⑹ D 、⑴⑶⑸⑹
2、下列关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A 、 电源短路时,电源的内电压等于电动势
B 、 电源短路时,路端电压为零
C 、 电源断路时,路端电压最大
D 、 电源的负载增加时,路端电压增大
3、单位电荷绕闭合电路一周,如外电路是纯电阻电路,外电路中产生的热量仅决定于( )
A 、 电流强度的大小,且与电流强度的平方成正比
B 、 电源电动势的大小,且与电动势的大小成正比
C 、 路端电压的大小,且与路端电压的大小成正比
D 、 各部分电阻值的大小,且与电阻值成反比
4、如图所示A 灯与B 灯的电阻相同,当滑动变阻器R 的滑动
片P 向上滑动时,两灯亮度变化是( )
A 、A 灯变亮,B 灯变亮 B 、A 灯变暗,B 灯变亮
C 、A 灯变暗,B 灯变暗 D 、A 灯变亮,B 灯变暗
5、在图所示的电路中,R 2为定值电阻,R 1为滑动变阻器,当滑动
变阻器的滑片P 向左滑动时( )
A 、 电流表示数变大,电压表示数变小
B 、 电流表示数变小,电压表示数变大
C 、 电流表和电压表示数都变小
D 、 电流表和电压表示数都变大
6、如图所示的电路中,调节滑动变阻器,电压表的读数由6V 变为5V ,电流表读数的变化量为0.5A ,则下列说法中正确的是:( )
A 、 电流表的读数变小了,电源的内阻为10Ω
B 、 电流表的读数变大了,电源的内阻为20Ω
C 、 电流表的读数变大了,电源的内阻为2Ω
D 、由于不知道电流表的具体读数,因此无法计算电源的内阻
一、填空题:
7、在图所示的电路中,R 1=18Ω,R 2=10Ω,当a 、b 两点间接理想
的电流表时,其读数为0.5A ,当a 、b 两点间接理想的电压表时,
其读数为3.6V ,则该电源的电势为 V ,内电阻为 Ω。
8、电动势为3V 、内电阻为1Ω的电源只给一个额定电压为3V 的
小灯泡供电,若小灯泡两端的实际电压为2.5V ,忽略温度对灯泡电
阻的影响,则此时小灯泡的实际功率是 W ,小灯泡的额定功率是 Ω。
9、如图所示电路,当变阻器滑动触头向下滑动时,请讨论电路中各电流表、电压表的示数的变化情况,其中:
电流表A 1的读数将
电流表A 2的读数将
电流表A 3的读数将
电压表V 1的读数将
电压表V 2的读数将
电压表V 3的读数将
三、计算题:
10、如图所示,电源电动势E=10V,内电阻r=2Ω,R 1=28Ω,R 2=30Ω,R 3=60Ω,电容C=4×10-8F ,试求:
⑴开关S 断开和闭合时电容器所带电量之比
⑵开关S 闭合后通过R 3的电量
11、有一电动势为30V 、内电阻为1Ω的电源,将它与一盏额定电压为6V 、额定功率为12W 的小灯泡及一台线圈电阻为2Ω的电动机串联成闭合电路,小灯泡恰好正常发光,求电动机的输出功率。
12、手电筒的两节干电池用了很久后,小灯泡只能发出很微弱的光了。把这两节干电池取出来,用电压表测量,每一节干电池两端的电压都很接近于1.5V ,把它们装入电子钟里,电子钟能正常工作,试用闭合电路欧姆定律来解释这个现象。
根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,电池用久了,内阻r 较大,由于小灯泡的电阻较小,电流I 较大,所以路端电压U 较低,小灯泡只能发出微弱的光;用电压表测量或装入电子钟,由于电流I 很小,内阻上的电压很小,路端电压仍接近于电源电动势。
家庭作业:
1、如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触点向下移动时,各灯的亮度变化情况是:( )
A 、A 、B 、C 三灯都变亮 B 、A 、B 灯变亮,C 灯变暗
C 、A 灯变亮, B 、C 灯变暗 D 、A 、C 灯变亮,B 灯变暗
2、在如图所示的电路中,开关S 闭合后,和未闭合开关S 前相
比较三个电表的读数变化情况是:( )
A 、 V 变大、A 1变大、A 2变小
B 、 V 变大、A 1变小、A 2变大
C 、 V 变小、A 1变大、A 2变小
D 、 V 变小、A 1变小、A 2变大
3、一个电源对外电路负载电阻R 供电,电源电动势为E ,内阻为r ,要让负载电阻R 获得尽可能大的电压,R 和r 的大小关系为 ;要使R 中的电流尽可能大,R 和r 的大小关系为 ;要使R 消耗的功率尽可能大,R 和r 的大小关系为 。
4、如图所示电路,变阻器R 1的最大值为4Ω,此时它的有效电阻
为2Ω,定值电阻R 2=6Ω,电源内阻r =1Ω。当开关闭合时,电源
消耗的总功率为16W ,输出功率为12W ,这时灯正常发光。求:
⑴电灯的电阻;
⑵当开关断开时,要使灯仍能正常发光,R 1的滑片应当移到什么位
置?并求出此时电源的输出功率和电源的效率?
知能提高:
1.如下图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中V 为电压表(其电阻足够大),定值电阻R =7.0Ω。在电键未接通时,V 的读数为6.0V ;接通电键后,V 的读数变为
5.6V 。那么,电池组的电动势和内电阻分别等于( )
A.6.0V ,0.5Ω B.6.0V ,1.25Ω C.5.6V ,1.25Ω D.5.6V ,0.5Ω
2.将内阻为0.5Ω的电池组用电阻为0.75Ω的导线,与标有“6V ,7.2W ”的小灯泡串联,就可以使这个小灯泡正常发光,由此可知,所用电池组的电动势是( )
A .6 V B.7.5V C.9V D.
10.5V
3.如图所示,电阻R 1=20Ω,电动机的绕组R 2=10Ω。当电键打开时,电流表的示数是0.5A ,当电键合上后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,电流表的示数I 和电路消耗的电功率应是 ( )
A .I =1.5A B.I <1.5A C.P =15W D.P <15W
4.已知如图,电源内阻不计。为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法:( ) A .增大R 1 B.增大R 2
C .增大R 3 D.减小R 1
5.如图所示,甲、乙为两个独立电源
的路端电压与通过它们的电流I 的关系图线,下列说法中正确的是( )
A .路端电压都为U 0时,它们的外电阻相等
B .电流都是I 0时,两电源的内电压相等
C .电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D .电源甲的内阻小于电源乙的内阻
6.将一个电动势为3 V,内阻不能忽略的电池两端接一电阻
R ,当有1 C的电荷通过电阻R 时,在R 上产生的热量( )
A .大于3 J B .小于3 J C .等于3 J D .内阻未知,无法确定
7.下列关于闭合电路的说法中,错误的是( )
A .电源短路时,电源的内电压等于电动势 B .电源短路时,路端电压为零
C .电源断路时,路端电压最大 D.电源的负载增加时,路端电压也增大
8.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V ,40W ”的灯泡,下列说法正确的是( )
A .接在110 V的电路上时的功率为20 W
B .接在110 V的电路上时的功率为10 W
C .接在440 V的电路上时的功率为160W
D .接在220 V的电路上时的功率为40 W
二、填空题:
9.如图所示,A 灯的额定功率为15W ,A 灯与B 灯 额定电压相同,在外加电压改变时设两盏灯的电阻保持不变,当K 1与K 2都断开时,电压表读数U =12V;当K 1闭合,K 2断开时,电压表读数U 1=11V;当K 1、K 2都闭合时,电压表读数U 2=9V时,则B 灯的额定功率为________W。
10.将两只电压表V 1和V 2串联后接在某一内阻较大的电源两端,电压表V 1的示数是22V ,电压表V 2的示数是130V ,而单独将电压表V 2接到这个电源两端,它的示数为150V ,那么电源的电动势为________。
三、计算题:
11. 用电动势为8V ,内电阻2Ω的电池组成连接两根各1Ω的电
阻线,向某用电器(纯电阻)供电,如下图所示,该用电器可获得
3W 的电功率,求通过该用电器的电流和它两端的电压。
12. 如图所示,A 1和A 2是两块相同的电流表,V 1和V 2是两块相同
的电压表。电流表A 1的示数是1.4mA ,电压表V 1和V 2的示数分别是
0.8V 和0.6V 。试求:
(1)电流表A 2示数;
(2)电压表和电流表的内阻之比。
13.如图所示电路中,电源电动势E =50V,内阻r=5Ω,电阻R 1=R 2=30Ω。若再接入一个电阻R 3,电压表示数为40V ,不计电压表对电路的影响,问:R 3应接
在什么位置上?(画出电路图表示)R 3的阻值多大?
14.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在
线圈两端加电压为0.3V ,电流为0.3A 。松开转轴,在线圈两端加电压为2 V 时,电流为0.8 A ,电动机正常工作。求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少? 电动机的机械功率是多少?
15.实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律,其中U 表示棒两端的电势差,k =0.02A/V。现将该棒与一个可变电阻器R 串联在3
一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V 的电源上。求:(1)当串联的可变电阻器阻值R 多大时,电路中的电流为0.16A ?(2)当串联的可变电阻器阻值R 多大时,棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5?
16.如图所示,电源的电动势E =24 V,内阻r =1 Ω,电阻R =2 Ω,M 为直流电动机,其电阻r ′=1 Ω,电动机正常工作时,其两端所接电压表读数为U V =21 V,求电动机转变机械能的功率是多大?
17.如图所示,电解槽A 和电炉B 并联接到电源上,电源内阻r =1 Ω,电炉电阻R =19 Ω,电解槽电阻r =0.5 Ω,当S 1闭合、S 2断开时,电炉消耗的功率为648 W ;S 1、S 2都闭合时,电炉消耗的功率475 W.(电炉电阻不变) ,试求:
(1)电源电动势.
(2)S1、S 2都闭合时,流过电解槽的电流大小.
(3)S1、S 2都闭合时,电解槽电能转化成化学能的功率.