1、第 4 节 电源的电动势和内阻_闭合电路欧姆定律1世界上最早的电池叫伏打电池。2电源是将其他形式的能转化为电势能的装置。3电动势是表征电源将其他形式的能转化为电势能的本领的物理量，其大小等于电源未接入电路时两极间的电势差。4闭合电路欧姆定律的表达式 I ，此式仅适用于ER r纯电阻电路，其中 R 和 r 分别指外电阻和内电阻。5公式 EUUUIr 适用于任何电路。6几节电动势为 E0、内阻为 r0 的电池串联后总电动势EnE 0，总内阻 rnr 0。一、电源的电动势和内阻1电源将其他形式的能转化为电势能的装置。2电动势(1)大小：数值上等于不接入电路时电源两极间的电势差。(2)符号：E，单位：
2、伏特，用 V 表示。(3)物理意义：表征电源将其他形式的能转化为电能的本领。(4)几种电池的电动势干电池 铅蓄电池 硅光电池 银锌蓄电池1.5_V 2.0 V 约 0.5 V 约 1.5 V3电源的内阻电源内部电路的电阻。二、闭合电路欧姆定律1闭合电路组成(1)电路Error!(2) Error!电 阻(3) Error!电 压2闭合电路欧姆定律(1)内容：在外电路为纯电阻的闭合电路中，电流的大小跟电源的电动势成 正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。(2)公式：I 。ER r(3)适用范围：纯电阻电路。(4)一般电路的常用公式及变形：EU U UIr 或 UEIr。3路端电压与电流的关系UEI
3、r，反映了路端电压随电流的变化关系。用图像表示为如图 241 所示。图 241(1)横轴上的截距表示短路电流。(2)纵轴上的截距表示电动势。(3)斜率的绝对值表示内阻。4纯电阻电路中路端电压与 R 的关系(1)当外电阻 R 增大时，电流 I 减小，内电压 Ir 减小，路端电压增大。(2)当外电阻 R 减小时，电流 I 增大，内电压 Ir 增大，路端电压减小。(3)外电路断开时，路端电压等于电源电动势。电源两端短路时，R0，此时 I 叫Er做短路电流。1自主思考判一判(1)在电源内部，电荷移动过程中，电场力做负功，电荷的电势能增加。( )(2)电动势相同的电池，内阻也一定相同。( )(3)电源的
4、电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大。( )(4)闭合电路的欧姆定律对含有电动机的电路也适用。( )(5)电压表直接接在电源两端时测量的是内电压，电压表的示数小于电动势。( )(6)外电阻变化可以引起内电压的变化，从而引起内电阻的变化。( )2合作探究议一议(1)电动势和电势差的物理意义有何不同？提示：电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，它是电源的特征量。电势差是反映电势能转化为其他形式能的本领的物理量，它表示电场的性质。(2)在如图 242 所示的电路中，开关 S 闭合前与闭合后电压表的读数有变化吗？电压表在开关闭合前后测的是哪部分两端的电压？图 242提示：
5、开关闭合前与闭合后电压表的读数会发生变化，示数比原来小。当开关断开时，电压表测的是电源的电动势，但是当开关闭合时，电压表测的是 R 两端的电压。对电动势概念的理解1对电动势的理解电动势的大小由电源自身的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。不同电源的电动势一般不同。2电源电动势与电势差的区别和联系电势差 电动势意义表示电场力做功将电能转化为其他形式的能的本领大小表示非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领大小定义UAB ，数值上等于将单位电荷量WABq的正电荷从导体一端移到另一端电场力所做的功E ，数值上等于将单位电荷量的正Wq电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功单位 伏特(V) 伏特
6、(V)正负含义电流流过电阻，电势降落，沿电流方向为正，逆电流方向为负一般地，在中学 E 取正值，不讨论负电动势问题决定因素由电源及导体的电阻和连接方式决定 仅由电源本身决定测量方法将电压表并联在被测电路两端将内阻很大的电压表并联于电源两端，且外电路断开3电池的串联n 个完全相同的电池串联时，总电动势：E 总 nE，总内阻：r 总 nr。1关于电源电动势，下列说法正确的是( )A电源两极间的电压一定等于电源电动势B电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势C所有电源的电动势都是相同的D2 号电池比 5 号电池的电动势大解析：选 B 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，即使当电源接入
7、电路时，电动势也不变，因为电动势是描述电源将其他形式的能转化为电能的本领，故 A错误、B 正确；不同电源的电动势可能不相同，如干电池的电动势为 1.5 V，铅蓄电池的电动势为 2 V，选项 C 错误；2 号电池与 5 号电池的电动势相同，选项 D 错误。2下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是( )A同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化B1 号干电池比 7 号干电池大，但电动势相同C电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大D电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同解析：选 B 电动势的大小由非静电力性质
8、决定，与外电路及电池体积无关，故 A 错，B 对；电动势在数值上等于搬运 1 C 电荷量把其他形式的能转化为电能的数值， C 选项由于没确定多少电荷量，所以不对；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，而电压是电势差的大小，D 错。3下列有关电动势的说法正确的是( )A电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C非静电力做功越多，电动势就越大DEW /q 只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定解析：选 D EW/q 是电动势的定义式而非决定式，不能说电动势和 W 成正
9、比，和q 成反比，故 A 错误；虽然电动势的单位跟电压的单位一致，但电动势是和非静电力做功对应的物理量，而电压是和静电力做功对应的物理量，故 B 错误；非静电力做功还和移动的电荷量有关，故选项 C 错误；由电动势的定义可知 D 选项正确。闭合电路欧姆定律的理解及应用闭合电路中的几个关系式关系 说明EUU 内IER rUE Ir(U、I 间关系 )U ERR r(U、R 间关系)(1)I 和 U E 只适用于外电路为ER r RR r纯电阻的闭合电路(2)由于电源的电动势 E 和内电阻 r 不受 R 变化的影响，从 I 不难看出，随着 R 的ER r增加，电路中电流 I 减小(3)UEIr 既适
10、用于外电路为纯电阻的闭合电路，也适用于外电路为非纯电阻的闭合电路典例 如图 243 所示电路中，电源电动势 E12 V，内阻 r2 ，R 14 ，R 26 ， R33 。图 243(1)若在 C、D 间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)若在 C、D 间连一个理想电流表，其读数是多少？思路点拨解析 (1)若在 C、D 间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有 I1 A1 A。ER1 R2 r 124 6 2理想电压表读数为 UVI 1R2 6 V。(2)若在 C、D 间连一个理想电流表，这时电阻 R2 与 R3 并联，并联电阻大小 R23 2 R2R3R2 R3 636 3根据闭合电路欧
11、姆定律，有 I2 A1.5 A。ER1 R23 r 124 2 2理想电流表读数为 I I2 1.5 A1 A。R2R2 R3 66 3答案 (1)6 V (2)1 A解决闭合电路问题的一般步骤(1)认清电路中各元件的连接关系，画出等效电路图。(2)根据串、并联电路的特点或部分电路欧姆定律求各部分电路的电压和电流。(3)求总电流 I：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用闭合电路的欧姆定律直接求出，若内、外电路上有多个未知电阻，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流 I；当以上方法都行不通时，可以应用联立方程求出 I。(4)当外电路含有非纯电阻元件时( 如电动机、电解槽等)，不
12、能应用闭合电路的欧姆定律求解干路电流，也不能应用部分电路欧姆定律求解该部分的电流，若需要时只能根据串、并联的特点或能量守恒定律计算得到。 1. (多选) 在如图 244 所示电路中，电源电动势 E 和内阻 r 均为定值，当外电路电阻R 发生变化时，回路电流 I、路端电压 U、内电压 U都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是( )图 244解析：选 AB 由闭合电路欧姆定律有 I ER rUEIrE r E ER r RR rUIr E rR r根据式可知，I 随 R 的增大单调递减，但不是线性变化，故 A 正确。将式变形可得 U E，利用数学知识可知 B 正确，D 错误。根据式可知
13、，C 错误。11 rR2如图 245 所示的电路中，当开关 S 接 a 点时，标有“5 V 2.5 W”的小灯泡 L 正常发光，当开关 S 接 b 点时，通过电阻 R 的电流为 1 A，这时电阻 R 两端的电压为 4 V。求：图 245(1)电阻 R 的阻值；(2)电源的电动势和内阻。解析：(1)电阻 R 的阻值为 R 4 。U2I2 41(2)当开关接 a 时，有 EU 1 I1r，又 U15 V ，I1 A0.5 A。P1U1 2.55当开关接 b 时，有 EU 2I 2r，又 U24 V ，I 21 A ，联立解得 E6 V，r2 。答案：(1)4 (2)6 V 2 闭合电路的动态分析问
14、题1闭合电路的动态变化：是指闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断) 引起各部分电压、电流(或灯泡亮暗)发生变化的问题。2闭合电路动态问题分析“五法”(1)程序法分析的具体步骤如下：(2)规律法：“串反并同”所谓“串反并同”规律，指的是在闭合电路中，若电源内阻不为零，则当某一电阻变大(或变小 )时，与它串联( 或间接串联) 的支路上各定值电阻上的电压和电流减小( 或增大)，而与它并联(或间接并联)的支路上各定值电阻上的电压和电流均增大 (或减小)。(3)极值法对含有可变电阻的电路，当可变电阻的阻值变化导致电路出现动态变化时，可将可变电阻的阻值极端化(零或最大 )，然后对电路加以分析从而得出正
15、确结论。(4)特殊值法对于某些双臂环问题，可以采取代入特殊值去判定，从而找出结论。(5)等效电源法所谓等效电源，就是把电路中包含电源的一部分电路视为一个“电源” ，比较常见的是将某些定值电阻等效为电源内阻。典例 (多选)如图 246 所示，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，下列说法中正确的是( )图 246A电流表 A1 读数变小B电流表 A2 读数变大C电压表 V 读数变大D电压表 V 读数不变解析 从图中可得电压表测量路端电压，电流表 A1 测量电路总电流，电流表 A2 测量滑动变阻器电流，当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，电路总电阻增大，根据闭
16、合电路欧姆定律可得路端电压增大，即电压表示数增大，C 正确D 错误；电路总电流减小，即电流表 A1 的示数减小，因为定值电阻两端的电压增大，所以通过定值电阻的电流增大，因为电路总电流等于通过定值电阻电流与通过滑动变阻器电流之和，所以通过滑动变阻器的电流减小，即 A2 读数减小，故 A 正确 B 错误。答案 AC程序法分析电路动态变化的思路(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化。(2)根据局部电阻的变化，确定电路的外电阻 R 总 如何变化。(3)根据闭合电路欧姆定律 I 总 ，确定电路的总电流如何变化。ER总 r(4)由 U 内 I 总 r 确定电源的内电压如何变化。(5)由 U 外
17、 E U 内 确定路端电压如何变化。(6)由部分电路欧姆定律确定干路上某定值电阻两端的电压如何变化。(7)确定支路两端的电压以及通过各支路的电流如何变化。 1在如图 247 所示的闭合电路中，当滑片 P 向右移动时，两电表读数的变化是 ( )图 247AA 变大，V 变大BA 变小，V 变大CA 变大，V 变小DA 变小，V 变小解析：选 B 解法一：程序法：滑片 P 向右移动R 的阻值增大 整个外电路总电阻增大电路的总电流 I 减小内电路上的电压(U 内 Ir) 和电阻 R0 上的电压( U0IR 0)都减小，R 上的电压增大(UEIr IR0)。解法二：并同串反法：滑动变阻器 R 的阻值增
18、大，电流表与 R 串联，电压表与 R 并联，由“并同串反”得，电压表读数变大，电流表读数变小。解法三：极限法：R 的阻值增大可假设变得无限大，则电流表读数趋于零，电压表读数趋于电源电动势。2在图 248 所示的电路中，R 1、R 2、R 3 和 R4 都是定值电阻，R P是可变电阻，电源的电动势为 E，内阻为 r。设电路中的总电流为 I，电流表的示数为 I，电压表的示数为U，闭合开关 S，当 RP的滑片 P 向 a 端移动时( )图 248AI变大，U 变小 BI变大，U 变大CI变小，U 变大 DI 变小，U 变小解析：选 D 当滑片 P 向 a 端移动时， RP减小，外电路总电阻也随着减小
19、。由 I知，电路中的总电流 I 增大。由 UE Ir 知，路端电压 U 减小，即电压表的示数减ER r小。同时，I 的增大使 R1 与 R3 两端的电压增大，而 U U1U abU 3，则 Uab必减小，通过电流表的电流 I也减小，所以选项 D 正确。3. (多选) 如图 249 所示的电路中，当滑动变阻器 R 接入电路的阻值增大时( )图 249AA、B 两点间的电压 U 增大BA、B 两点间的电压 U 减小C通过 R 的电流 I 增大D通过 R 的电流 I 减小解析：选 AD 引入等效电源的概念，把电池组、R 1 看做一个等效电源，则 AB 为等效电源的输出端，A、B 两点间的电压 U 为
20、输出电压，可变电阻 R 和 R2 为负载，当可变电阻 R 的阻值增大时，等效电源的路端电压增大，通过负载 R 的电流减小。含电容器电路的分析与计算在直流电路中，当电容器充、放电时，电路里有充、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(只考虑电容器是理想的不漏电的情况) 的元件，在电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它。简化后若要求电容器所带电荷量时，可接在相应的位置上。分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：1电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压。2当电容器和电阻并联
21、后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等。3电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充、放电。如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。典例 如图 2410 所示，E10 V，r1 ，R 1R 35 ，R 24 ，C 100 F。当 S 断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：图 2410(1)S 闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S 闭合后流过 R3 的总电荷量。思路点拨 解答本题时可按以下思路分析： 判 断 S闭 合 前 后电 路 的 连 接 特 点 求 电 容 器 两 端 电压 及 电 场 强 度 分 析 粒 子
22、 受 力求 出 加 速 度 求 出 两 种 情 况下 的 电 荷 量由 电 荷 量 变 化 求 出流 过 R3的 电 荷 量解析 (1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有 qEmg 且 qE 竖直向上。S 闭合后，qEmg 的平衡关系被打破。S 断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为 d，有 UC E 4 V， mg 。R2R1 R2 r qUCdS 闭合后，U C E8 VR2R2 r设带电粒子加速度为 a，则 mgma，解得 ag，方向竖直向上。qUCd(2)S 闭合后，流过 R3 的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以 QC(U CU C)410 4 C。答案 (1)g
23、 方向竖直向上 (2)410 4 C分析含容电路时的注意问题(1)如果电容器与电源并联，且电路中有电流通过，则电容器两端的电压不是电源的电动势 E，而是路端电压 U。(2)在含电容器电路中，当电路发生变化时，除了要判断和计算电容器两端的电压外，还必须判断电容器极板上极性的变化，防止出现电容器先放电后反向充电的情况时计算错误。 1(多选) 如图 2411 所示，C 16 F，C 23 F，R 13 ，R 26 ，电源电动势E18 V ，内阻不计。下列说法正确的是( )图 2411A开关 S 断开时， a、b 两点电势相等B开关 S 闭合后，a、b 两点间的电流是 2 AC开关 S 断开时 C1
24、带的电荷量比开关 S 闭合后 C1 带的电荷量大D不论开关 S 断开还是闭合，C 1 带的电荷量总比 C2 带的电荷量大解析：选 BC S 断开时外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知 a 点电势与电源负极电势相等，而 b 点电势与电源正极电势相等，A 错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势，而 C1C 2，由 QCU 知此时 Q1Q 2，当 S闭合时，稳定状态下 C1 与 R1 并联，C 2 与 R2 并联，电路中电流 I 2 A，此时两ER1 R2电阻两端电压分别为 U1IR 16 V、U 2IR 212 V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1C 1U13
25、.610 5 C、Q 2C 2U23.610 5 C，对电容器 C1 来说，S 闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故 B、C 正确，D 错误。2如图 2412 所示的电路中，电源提供的电压为 U10 V 保持不变，已知 R14 ， R26 ，C30 F 。图 2412(1)闭合开关 S，求电路稳定后通过 R1 的电流。(2)电路稳定后，将开关 S 断开，求这以后通过 R1 的电荷量。解析：(1)闭合开关 S，电路稳定后电容器相当于断路。由欧姆定律得通过 R1 的电流为I A1 A。UR1 R2 104 6(2)开关 S 断开前，电容器两极板间的电压等于 R2 两端的电压，即 UCU 2I
26、R 216 V6 V电容器所带电荷量为QCU C3010 6 6 C1.8 104 CS 断开且电路稳定时，电容器两极板间的电压等于电源提供的电压 U，电容器所带电荷量为QCU3010 6 10 C310 4 C通过 R1 的电荷量等于电容器所带电荷量的增加量，即 QQQ 310 4 C1.810 4 C1.210 4 C。答案：(1)1 A (2)1.2104 C1(多选) 以下说法中正确的是( )A电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流B在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力C静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少
27、D静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加解析：选 AD 电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流，故 A 正确；在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部既存在非静电力，又存在静电力，故 B 错误；静电力与非静电力都可以使电荷移动，静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加，故 C 错误，D 正确。2(多选) 铅蓄电池的电动势为 2 V，这表示( )A电路中每通过 1 C 电量，电源把 2 J 的化学能转变为电能B蓄电池断开时两极间的电压为 2 VC蓄电池能在 1 s 内将 2 J 的化学能转变成电能D蓄电池将化学能转变成电
28、能的本领比一节干电池 (电动势为 1.5 V)的大解析：选 ABD 根据电动势的定义和表达式 E ，非静电力移动 1 C 电荷量所做的Wq功 W qE1 2 J2 J，由功能关系可知有 2 J 的化学能转化为电能， A 正确，C 错误。电源两极的电势差(电压)U ，而 EpW，即 UqEq，所以 UE2 V，B 正确。电动Epq势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，因 E 蓄电池 2 VE 干电池1.5 V，故 D 正确。3电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 Ah”的字样，则表示( )A该电池在工作 1 h 后达到的电流为 15 AB该电池在工作 15
29、h 后达到的电流为 15 AC电池以 1.5 A 的电流工作，可用 10 hD电池以 15 A 的电流工作，可用 15 h解析：选 C 电池上“15 Ah”是表示电池蓄存的电荷量数值，即 q15 Ah15 A1 h1.5 A 10 h，故 C 对，A、B、D 均错。4 “神舟”系列飞船的发射、回收成功，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平。飞船在太空飞行时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板开路电压是 800 mV，短路电流为 40 mA，若将该电池板与阻值为 20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A0.10 V 20 V C0.30 V D 0.40
30、 V解析：选 D 开路电压等于电源电动势，所以 E800 mV，短路电流时 R 外 0，故内阻 r 20 。电池板与 20 电阻器串联时 I A20 mA，故EI0 800 mV40 mA ER r 0.80020 20路端电压 UEIr (0.80 0.0220)V0.4 V ，D 正确。5用电压表、电流表测定 a、b 两节干电池的电动势 Ea、E b和内电阻 ra、r b时，画出的图线如图 1 所示，则( )图 1AE aE b，r ar bBE aE b，r ar bCE aE b，r ar bDE aE b，r ar b解析：选 A 由图可知，a 与纵轴交点大于 b 与纵轴的交点，故
31、a 的电动势大于 b 的电动势，故 EaE b；图像的斜率表示电源的内电阻，由图可知，图像的斜率 a 的较大，故内电阻 rar b；故选 A。6如图 2 所示电路中，当滑动变阻器 R2 的滑片 P 向上端 a 滑动时，电流表 A 及电压表 V 的示数的变化情况是( )图 2A电流表 A 示数增大，电压表 V 示数增大B电流表 A 示数增大，电压表 V 示数减小C电流表 A 示数减小，电压表 V 示数增大D电流表 A 示数减小，电压表 V 示数减小解析：选 C 该电路图是串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量干路电流，当滑动变阻器 R2 的滑片 P 向上端 a 滑动时，滑动变阻器连
32、入电路的电阻增大，所以电路总电阻增大，故电路路端电压增大，电路总电流减小，通过 R1 的电流减小，则R1 两端的电压减小，而路端电压是增大的，所以滑动变阻器两端的电压增大，即电压表示数增大，故 C 正确。7如图 3 所示，已知 C6 F，R 15 ，R 26 ，E6 V，r1 ，开关 S 原来处于断开状态，下列说法中正确的是( )图 3A开关 S 闭合瞬间，电流表的读数为 0.5AB开关 S 闭合瞬间，电压表的读数为 5.5 VC开关 S 闭合经过一段时间，再将开关 S 迅速断开，则通过 R2 的电荷量为1.8105 CD以上说法都不对解析：选 C 开关 S 闭合瞬间，电容器充电，接近于短路状
33、态 I A1 Er R1 61 5A。电压 UIR 15 V5.5 V，故 A、B 错。开关闭合一段时间后，电容器相当于断路I A0.5 A。此时电容器上电荷量Er R1 R2 61 5 6QCU 2CI R2610 6 0.56 C1.810 5 C。断开开关 S 后，电荷量 Q 经 R2 释放，故 C 正确。8如图 4 所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是( )图 4A电源的电动势为 6.0 VB电源的内阻为 12 C电源的短路电流为 0.5 AD电流为 0.3 A 时的外电阻是 12 解析：选 A 因电源的 UI 图像纵轴坐标并不是从零开始，故纵轴上的截距虽为电源的电
34、动势，即 E6.0 V，但横轴上的截距 0.5 A 并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即 r| | 2 。由闭合电路欧姆定律可得电流 I0.3 A 时，UI 6.0 5.00.5 0外电阻 R r18 。EI9如图 5 所示，M、N 是平行板电容器的两个极板，R 0 为定值电阻，R 1、R 2 为可调电阻，用绝缘细线将质量为 m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合开关 S，小球静止时受到悬线的拉力为 F。调节 R1、R 2，关于 F 的大小判断正确的是( )图 5A保持 R1 不变，缓慢增大 R2 时，F 将变大B保持 R1 不变，缓慢增大 R2 时，F 将变小C保持 R2 不变
35、，缓慢增大 R1 时，F 将变大D保持 R2 不变，缓慢增大 R1 时，F 将变小解析：选 B 分析电路可知 R1 的作用相当于导线，R 2 增大时，R 0 两端的电压变小，所以两板间的电压变小，场强变小，电场力变小，绳子上的拉力 F 等于重力与电场力的合力，而重力不变，电场力变小，其合力变小，绳上的拉力 F 变小，B 正确。10.如图 6 所示，开关 S 接通后，将滑动变阻器的滑动片 P 向 a 端移动时，各电表的示数变化情况是(电源内阻不能忽略 )( )图 6AV 1 减小，V 2 减小，A 1 增大，A 2 增大BV 1 增大，V 2 增大，A 1 减小，A 2 减小CV 1 减小，V
36、2 增大，A 1 减小，A 2 增大DV 1 增大，V 2 减小，A 1 增大，A 2 减小解析：选 A 由题图可知，A 1 测干路电流，A 2 测并联中一支路的电流，V 2 测滑动变阻器两端的电压，当滑片向 a 端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，A 1 增大；因并联部分电阻没有发生变化，故并联部分的分流不变，故 A2 示数增大；由 UEIr 可知路端电压减小，故 V1 示数减小；因并联部分总电阻不变，而干路电流增大，故并联部分的电压增大，而路端电压减小，故滑动变阻器两端的电压减小，即 V2 减小。选项 A 正确。11如图 7 所示
37、，R 1R 34 ，R 28 ，当滑动变阻器 R3 的滑片滑到 A 端时，电压表示数为 15 V；当滑片滑到 B 端时，电流表示数为 4 A。试求电源的电动势和内电阻。图 7解析：滑片滑到 A 端时，R 2、R 3 串联，再与 R1 并联，则 R 外 R1R2 R3R2 R3 R13 ，由闭合电路欧姆定律得 EU r；滑片滑到 B 端时，48 48 4 4 UR外R1、R 3 串联，再与 R2 并联，则 R 外 4 ，由闭合电路R2R1 R3R2 R1 R3 84 48 4 4欧姆定律得 EI(R 外 r )。由两式代入数据解得：E20 V，r1 。答案：20 V 1 12如图 8 甲所示的电
38、路中，R 1、R 2 均为定值电阻，且 R1100 ，R 2 阻值未知，R 3为一滑动变阻器。当其滑片 P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中 A、B 两点是滑片 P 在变阻器的两个不同端点得到的。求：图 8(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻 R2 的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值。解析：(1)题中图乙中 AB 延长线，交 U 轴于 20 V 处，交 I 轴于 1.0 A 处，所以电源的电动势为 E20 V，内阻 r 20 。EI短(2)当 P 滑到 R3 的右端时，电路参数对应图乙中的 B 点，即 U24 V、I 20.8 A ，得 R2 5 。U2I2(3)当 P 滑到 R3 的左端时，由图乙知此时 U 外 16 V ，I 总 0.2 A，所以 R 外 80 U外I总因为 R 外 R 2，R1R3R1 R3所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3300 。答案：(1)20 V 20 (2)5 (3)300
