“闭合电路欧姆定律”题型归类分析

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1、“闭合电路欧姆定律”题型归类分析（湖北省十堰市东风汽车公司一中康明利）闭合电路欧姆定律是高中电学的核心内容，是进行电路分析和计算的主要依据，也是历年高考的热点.下面通过例题对闭合电路欧姆定律的题型进行归类分析，希望对同学们有所启发.一、电路的动态分析R0PAVR1rER2图1一个闭合电路就是一个整体，当某一局部电路发生变化时，会使整个电路的总电阻发生变化，随之会引起一系列连锁反应：干路中的总电流变化→电源的内电压变化→路端电压变化→各支路的电压及电流变化.这时，可根据串并联电路的特点、闭合电路欧

2、姆定律和部分电路欧姆定律进行分析.例1．如图1所示，当可变电阻R0的滑动片向右移动时，下列判断正确的是：A．电压表的读数变小B．电流表的读数变小C．电压表的读数增大D．电流表的读数增大分析与解：由图可知，当滑动片P向右移动时，R0变大，使整个外电路的电阻R变大，根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)可知电路总电流I减小，路端电压U=E–Ir增大，则电压表的读数变大，选项C正确.根据串联电路的特点，R2两端的电压U2=U–IR1，因U↑、I↓，则U2↑，通过电阻R2的电流I2=U/R2变大.根据并

3、联电路的特点，通过R0的电流I0=I–I2，因I↓、I2↑，则I0↓，电流表的读数变小，选项B正确.故本题的正确选项为B、C.点评：电路动态分析的基本思路是：“部分→整体→部分”，即从某个电阻的变化入手，由串并联规律先判断外电路总电阻的变化情况，然后由闭合电路欧姆定律判断总电流和路端电压的变化情况，最后由部分电路的欧姆定律判断各支路的电流、电压变化情况.二、功率计算RP0PmR1R=rR2P0图21．电源的输出功率：P出=IU=IE–I2r对于外电路是纯电阻的电路，电源的输出功率：P出＝电源的输

4、出功率随外电阻的变化关系如图2所示，则：①当R＝r时，P出max＝②一个输出功率（除最大功率外）P对应于两个不同的外电阻R1和R2，且.③当Rr时，R↑→P出↓.2．电源的效率：η＝则R↑→η↑，当R＝r时，电源的输出功率最大，但效率仅为50％.例2．如图3所示，已知电源的内阻r=2Ω，定值电阻R1=0.5Ω，求：R1R2SEr图3（1）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？（2）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电源的输出功率最大？（3）当滑动变阻器

5、R2的阻值为多大时，变阻器消耗的功率最大？分析与解：（1）因为R1是定值电阻，其功率P1=I12R1，所以当R2=0时，I1最大，则电阻R1的功率P1最大.（2）当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，即R1+R2=r，R2=r–R1=2Ω–0.5Ω=1.5Ω时,电源的输出功率最大.（3）将电阻R1等效到电源内部，此时电源的输出功率就等于变阻器R2消耗的功率，等效电源的输出功率最大时，变阻器消耗的功率也最大.即R2=R1+r=0.5Ω+2Ω=2.5Ω时，变阻器消耗的功率最大.点评：由R=r时电源输出

6、功率最大的理论处理上述问题时，可将某定值电阻充当电源的内阻来处理.例3．如图4所示，电源的电动势E=24V，内阻r=1Ω,电阻R=2Ω,M为直流电动机，其电枢电阻r/=1Ω,电动机正常工作时，其两端所接电压表读数为UV=21V，求电动机转变机械能的功率是多大？RMVE图4r分析和解：由闭合电路欧姆定律可得：E=UV+I(R+r)，则：由能量守恒可知电动机输出的机械功率为：P机=IUV–I2r/=(1×21–12×1)W=20W点评：含电动机的直流电器，已不再是纯电阻电路，此时欧姆定律已不适用.电

7、动机在正常工作时，除了少部分电能转化为内能外，大部分电能转化为机械能，这时电功大于电热，求机械功率或其它形式功率要用能的转化和守恒定律解决.三、含有电容器的电路电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，电路有充电放电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件，在电容器处电路可看作是断路.分析和计算含有电容器的直流电路时，关键是准确地判断和求出电容器两端的电压，其具体方法是：1．确定电容器和哪个电阻并联，该电阻两端的电压即为电容器两端的电压.ER2R

8、1CS图52．当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时，此电路两端的电压即为电容器两端的电压，而与电容器串联的电阻可看成导线.例4．如图5所示，E=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,电池内阻可忽略.（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流.（2）然后将开关S断开，求这以后通过R1的电量.分析：电容器稳定后相当于断路，S断开前电容器相当于和R2并联，S断开后，电容器相当于直接接到电源上.S断开前后通过R1的电量即为前后两状态下电容器带电量之差.解：（1）电容器稳定后相当于断路，则：.