【高中物理鲁科版必修3《4.1(闭合电路欧姆定律》练习题(15页))】在高中物理课程中,闭合电路欧姆定律是电学部分的重要内容之一,它不仅帮助我们理解电流、电压和电阻之间的关系,还为后续学习复杂电路分析打下坚实基础。本练习题共15页,涵盖多种题型,旨在帮助学生全面掌握闭合电路欧姆定律的相关知识,并提升解题能力。
一、知识点回顾
闭合电路欧姆定律是描述电源电动势、内阻以及外电路中电流之间关系的物理规律。其基本公式为:
$$
I = \frac{E}{R + r}
$$
其中:
- $ I $ 表示电路中的电流;
- $ E $ 是电源的电动势;
- $ R $ 是外电路的总电阻;
- $ r $ 是电源的内阻。
该定律表明,在一个闭合电路中,电流的大小与电源电动势成正比,与电路的总电阻成反比。
二、典型题型解析
1. 基础计算题
例题:
一个电源电动势为6V,内阻为0.5Ω,外接电阻为2.5Ω,求电路中的电流是多少?
解析:
根据闭合电路欧姆定律:
$$
I = \frac{E}{R + r} = \frac{6}{2.5 + 0.5} = \frac{6}{3} = 2\,A
$$
答案: 电流为2A。
2. 电压与电功率问题
例题:
一个电池的电动势为9V,内阻为1Ω,当外接电阻为8Ω时,求电池两端的电压和输出功率。
解析:
首先计算电流:
$$
I = \frac{9}{8 + 1} = 1\,A
$$
电池两端电压为:
$$
U = E - Ir = 9 - 1 \times 1 = 8\,V
$$
输出功率为:
$$
P = UI = 8 \times 1 = 8\,W
$$
答案: 电压为8V,功率为8W。
3. 动态变化问题
例题:
一个电源电动势为12V,内阻为1Ω,外接电阻从2Ω逐渐增加到6Ω,试分析电流和路端电压的变化情况。
解析:
当外电阻增大时,电路总电阻也增大,因此电流减小。而路端电压 $ U = E - Ir $,随着电流减小,$ Ir $ 减小,所以 $ U $ 增大。
结论: 随着外电阻增大,电流减小,路端电压增大。
三、综合应用题
题目:
一个电动势为12V、内阻为2Ω的电源,与一个可变电阻器相连。当电阻器调至某个值时,电路中的电流为2A,求此时电阻器的阻值以及电源的输出功率。
解析:
由闭合电路欧姆定律:
$$
I = \frac{E}{R + r} \Rightarrow 2 = \frac{12}{R + 2}
$$
解得:
$$
R + 2 = 6 \Rightarrow R = 4\,\Omega
$$
输出功率:
$$
P = I^2 R = 2^2 \times 4 = 16\,W
$$
答案: 电阻器阻值为4Ω,输出功率为16W。
四、易错点总结
1. 混淆电动势与路端电压:电动势是电源本身的特性,而路端电压是外电路的电压,两者不相等。
2. 忽略内阻影响:在实际问题中,不能忽略电源的内阻,否则会导致计算错误。
3. 单位转换错误:注意电流单位为安培(A),电压为伏特(V),电阻为欧姆(Ω)。
五、练习题建议
为了更好地掌握闭合电路欧姆定律,建议学生:
- 熟练掌握公式并能灵活运用;
- 多做不同类型的题目,包括选择题、填空题、计算题和综合题;
- 结合实验操作,加深对理论的理解;
- 在遇到困难时及时查阅教材或请教老师。
六、结语
闭合电路欧姆定律是电学学习的核心内容之一,通过系统的练习和深入的理解,可以帮助学生建立起扎实的物理基础。希望同学们能够认真完成这份15页的练习题,巩固所学知识,提升解题能力,为后续的学习奠定坚实的基础。
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