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1、第2节闭合电路的欧姆定律1.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是(C)A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.滑动变阻器消耗的功率变小D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小解析:等效电路图如图所示.滑片从a端滑向b端,其接入电路的阻值RPb减小,电路中电流变大,电压表示数减小,电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大,选项A,B,D错误;把电阻R当做电源内电阻(等效电源),则R内=2r,RPb减小,且RPbC2,则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差B.若将变阻器滑动触头P向右
2、滑动,则电容器C2上带电量增大C.C1上带电量为零D.再将开关S打开,然后使电容器C2两极板间距离增大,则静电计张角也增大解析:由于静电计的两个电极是彼此绝缘的,电压表是由电流表改装成的,电路稳定后,电路中没有电流,电压表两端没有电压,而电容器C2充电,两端存在电压.所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势差,故A错误;电路稳定后,电容器C2的电压等于电源的电动势,保持不变,将变阻器滑动触头P向右滑动,电容器C2的电压不变,电量不变,故B错误;由于电压表两端没有电压,电容器C1没有被充电,电量为零,故C正确;将开关S打开,电容器的电量Q不变,板间距离增大,电容C减小,由公式C=分析可知,板间
3、电压增大,静电计张角增大,故D正确.12.(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,电路达到稳定后,平行金属板中带电质点P恰好处于静止状态.不考虑电流表和电压表对电路的影响,二极管视为理想二极管,R1,R2,R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则(BC)A.带电质点P将向下运动B.电源的输出功率将变大C.电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比一定不变D.电压表V读数变化量的绝对值等于电压表V2的读数变化量的绝 对值解析:当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,R4接入电路的阻值减小,则电路总电流变大,R1两端电压变大,则R3及其并联支路的电压
4、减小,电容器两端电压减小,电容器本该放电,但是由于二极管的单向导电性,使得电容器两端的电荷量不变,电场强度不变,则带电质点P仍静止,选项A错误;因当电源外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大,因R1,R2,R3三个电阻的阻值相等且与电源的内阻r的阻值也相等,可知外电路电阻大于内阻,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,外电路电阻减小,向内电阻接近,故电源的输出功率变大,选项B正确;若只将ab部分等效为电源的外电路,而将ab左侧的部分等效为内电路,其等效内阻为r,则根据闭合电路的欧姆定律可知,电压表V2与电流表A的读数变化量的绝对值之比为=r,可知为定值,不变,选项C正确;由电路图可知U=U1+UR
5、2+U2,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,U减小,U2减小,U1增大,UR2增大,则电压表V读数变化量的绝对值小于电压表V2的读数变化量的绝对值,选项D错误.13.如图(甲)所示为某元件R的UI特性曲线,把它连成图(乙)所示电路.已知电源电动势E=5 V,内阻r=1.0 ,定值电阻R0=4 .闭合开关S后,求:(1)该元件的电功率;(2)电源的输出功率.解析:(1)把电源和R0看成等效电源,该电源的UI图像如图所示,元件R与电源组成闭合电路时,R中电流IR=0.4 A,电压UR=3.0 V,则PR=URIR=3.00.4 W=1.2 W.(2)由于P出=R0+PR,则P出=(0.424+1.2) W=1.84 W.答案:(1)1.2 W(2)1.84 W14.(2018四川乐山模拟)如图所示,已知蓄电池的电动势为E=6 V,内阻r=2 ,R1=2 ,R2为一可变电阻,则R2为何值时,R2上消耗的功率最大?并求此时的最大功率值.解析:用题图中虚线框所围的部分替代电源时,其电动势也相应替换.等效电动势E等于其负载电阻R2断开时A,B两点间的电压,故E=E=6 V=3 V,等效内电阻为r=1 ,当外电路电阻等于等效电源内阻时,电源输出功率最大,故R2=1 时,R2上消耗的功率最大.这样,R2上消耗的最大功率P2max= W=2.25 W.答案:1 2.25 W