1、 第第 45 节节 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 1.【2019 年物理江苏卷】如图所示的电路中，电阻 R=2断开 S 后，电压表的读数为 3V；闭合 S 后，电压表的读数为 2V，则电源的内阻 r为 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】A 【解析】 【详解】开关 s 断开时有：3VE ，开 s 闭合时有：2 E R Rr ，其中2R ，解得：1r ， 故 A 正确。 2.2016 年年上海上海卷卷 13.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此 （A）电动势是一种非静电力 （B）电动势越大，表明电源储存的电能越多 （C）电动势的大小是非静电力做功能力的反映
2、（D）电动势就是闭合电路中电源两端的电压 【答案】C 【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其它形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势 越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项 A、B 错误而选项 C 正确；闭合电路 中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项 D 错误。 3.2012 年物理上年物理上海卷海卷 17直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电源的（ ） （A）总功率一定减小 （B）效率一定增大 （C）内部损耗功率一定减小 （D）输出功率一定先增大后减小 答案：ABC 解析：当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流
3、变小，内部消耗 的功率 P=I2r 一定减小，C 正确；总功率 P=EI 一定减小，A 正确；而内电压降低，外电压升高，电源 A V 的效率 E U EI UI 增大，B 正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的 关系，因此 D 不对 4.2013 年上海卷年上海卷 24如图，电路中三个电阻 Rl、R2和 R3的阻值分别为 R、2R 和 4R。当电键 S1断开、S2闭合时，电源输出功率为 P0；当 S1闭 合、S2断开时，电源输出功率也为 P0。则电源电动势为 ； 当 S1、S2都断开时，电源的总功率为 。 答案： RPE 0 3 P0。 解析：当电键 S1断开、S2
4、闭合时，电路中电流 I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R /(R+r)2.。当 S1闭合、S2断 开时，电路中电流 I2=E/ (4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。联立解得：r=2R，RPE 0 3。当 S1、S2都 断开时，电路中电流 I3=E/ (7R+r)，电源的总功率为 P=EI3= P0。. 5. 2014 年年物理物理上海卷上海卷 15.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻 I 和 II 串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时 I 和 II 阻值相等，保持 I 温度不变，冷却或加热 II，则 II 的电功率在 （ ） A加热时变大，冷却时变小 B加热时
5、变小，冷却时变大 C加热或冷却时都变小 D加热或冷却时都变大 【答案】C 【解析】将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出 功率最大，即热敏电阻 II 的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C 项正确。 6. . 2016 年年江苏江苏卷卷 8如图所示的电路中，电源电动势为 12 V，内阻为 2 ，四个电阻的阻值已在图 中标出。闭合开关 S，下列说法正确的有( ) A路端电压为 10 V B电源的总功率为 10 W Ca、b 间电压的大小为 5 V Da、b 间用导线连接后，电路的总电流为 1 A 【答案】AC 【解析】设四个电阻的等
6、效电阻为 R路，由 1 R路= 1 15 5 + 1 5 15 得 R 路=10 ，由闭合电路欧姆 定律知，1A 210 12V R E I，设路端电压为 U，则 U=IR路=1 A10 =10 V，选项 A 正确；电源 的总功率 P=EI=12 W，选项 B 错误；设电源负极电势为 0 V，则 a 点电 S2 R1 R2 R3 S1 15 5 15 5 12V 2 S 5 5 15 15 a b S 12V 2 U I 0 E r R S 图 1 图 2 势a=0.5 A5 -0=2.5 V， b点电势b=0.5 A15 -0=7.5 V， 则a、 b两点的电势差Uab=a-b=2.5 V-
7、7.5 V=-5 V，所以 a、b 间电压的大小为 5V，选项 C 正确；当将 a、b 两点用导线连接后，由于导线没有电阻， 此时 a、b 两点电势相等，其等效电路图如图所示其中一个并联电路的等效电阻为 3.75，显然总电阻 为 9.5，电流 I= E R总= 24 19 A，故选项 D 错误。 7.2018 年海南卷年海南卷 10如图，三个电阻 R1、R2、R3的阻值均为 R，电源的内阻rR，c 为滑动变阻 器的中点。 闭合开关后， 将滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动，下列 说法正确的是 （ CD ） AR2消耗的功率变小 BR3消耗的功率变大 C电源输出的功率变大 D电源内阻消耗的
8、功率变大 解析：等效电路如图示。 滑动变阻器的滑片由 c 点向 a 端滑动，并联电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小， R1上的电压增大，并联电压减小。R3支路的电阻增大，电流减小，R3消耗的功率变小，选项 B 错误； 因为总电流增大，所以 R2支路的电流增大， R2消耗的功率变大，选项 A 错误；因为总电流增大，则电源内阻消耗的功率变大，D 正确；当外 电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大，外电阻偏离电源的内 电阻越大，电源的输出功率越小。原来外电阻大于 1.5R，滑动变阻器的 滑片由 c 点向 a 端滑动，并联电阻减小，总电阻减小，但仍大于内电阻， 所以电源输出的功率变大，
9、选项 C 正确。故选 CD。 8.2018 年北京卷、年北京卷、23 （18 分） 如图 1 所示，用电动势为 E、内阻为 r 的电源，向滑动变阻器 R 供电。改变变阻器 R 的阻值，路端 电压 U 与电流 I 均随之变化。 （1）以 U 为纵坐标，I 为横坐标， 在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U - I 图像的示意图，并说明 U - I 图像与两 坐标轴交点的物理意义。 （2）a请在图 2 画好的 U - I 关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源 的输出功率； b请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 （3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：
10、电源电动势在数值上等于内、外电路 电势降落之和。 解： （1）U - I 图像如答图 3 所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为 短路电流。 （2）a如答图 3 所示。 c b R1 a R3 R2 a b c R1 R2 R3 b电源输出的电功率 2 22 2 () 2 EE PI RR rRr Rr R 当外电路电阻 R = r 时， 电源输出的电功率最大， 为： 2 max 4 E P r （3）电动势定义式 W E q 根据能量守恒，在图 1 所示电路中，非静电力做功 W 产生的电能等于在外电路和内电路产生的电 热，即： 22 WI rtI RtIrqIRq EIrIRUU 内外 答图 3 UR IR E I短 U I 0
