（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第九章 恒定電流 考點強化練22 閉合電路及其歐姆定律

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1、考點強化練22　閉合電路及其歐姆定律 1.如圖所示電路中,電動勢為E,內(nèi)阻為r的電源與一滑動變阻器構成閉合電路,當滑片移動時,滑動變阻器兩端的電壓和電路中電流的關系圖象為(　　) 2. 在如圖所示的電路中,將一小燈泡和一定值電阻串聯(lián),接在一恒定的電源兩端,其中電路中的電壓表和電流表均為理想電表,開關閉合后各用電器正常工作,兩表均有示數(shù)。經(jīng)過一段時間后,由于電路故障,理想電流表的示數(shù)變?yōu)榱?。如果該電路僅有小燈泡或定值電阻中的一個發(fā)生了故障,現(xiàn)用一根導線來進行故障檢測,下列說法正確的是(　　) A.如果將導線與定值電阻并聯(lián),電流表仍無示數(shù),則定值電阻斷路 B.如果將導線與

2、小燈泡并聯(lián),電流表仍無示數(shù),則小燈泡斷路 C.如果將導線與定值電阻并聯(lián),電流表有示數(shù),則小燈泡斷路 D.如果將導線與小燈泡并聯(lián),電流表有示數(shù),則小燈泡斷路 3.有一個電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源。下列電阻與其連接后,使電阻的功率大于2 W,且使該電源的效率大于50%的是(　　) A.0.5 Ω B.1 Ω C.1.5 Ω D.2 Ω 4. 如圖所示的U-I圖象中,直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關系圖線,直線Ⅱ為某一電阻R的U-I圖線,用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖象可知(　　) A.R的阻值為3.0 Ω B.電源電動勢為3.0 V,內(nèi)阻為0.5 Ω C.

3、電源的輸出功率為3.0 W D.電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W 5. 在如圖所示的電路中,R1=11 Ω,r=1 Ω,R2=R3=6 Ω,當開關S閉合且電路穩(wěn)定時,電容器C帶電荷量為Q1;當開關S斷開且電路穩(wěn)定時,電容器C帶電荷量為Q2,則(　　) A.Q1∶Q2=1∶3 B.Q1∶Q2=3∶1 C.Q1∶Q2=1∶5 D.Q1∶Q2=5∶1 6. (多選)如圖所示,直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡L1的U-I圖線的一部分,用該電源和小燈泡L1組成閉合電路時,燈泡L1恰好能正常發(fā)光,則下列說法正確的是(　　) A.此電源的內(nèi)阻為Ω B.燈泡L1的額定功率為6

4、 W C.把燈泡L1換成“3 V,20 W”的燈泡L2,電源的輸出功率將變小 D.此時電源的效率為75% 7. 某一電源的路端電壓與電流的關系和電阻R1、R2的電壓與電流的關系如圖所示。用此電源和電阻R1、R2組成電路,R1、R2可以同時接入電路,也可以單獨接入電路。在所有可能的各種接法中,下列說法正確的是(　　) A.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最大,電源效率最低 B.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最小,電源效率最高 C.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最小,電源效率最低 D.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最大,電源

5、效率最高 8. (多選)如圖所示,電源電動勢E=9.0 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω,定值電阻R0=0.5 Ω,R為滑動變阻器,其電阻可調(diào)范圍為0~10 Ω,以下說法不正確的是(　　) A.當R=1.5 Ω時,R上獲得電功率最大 B.當R=1.0 Ω時,R上獲得電功率最大 C.當R的滑片從左向右滑動時,電源的輸出功率先增大后減小 D.當R的滑片從左向右滑動時,電源的輸出功率一直增大 9. (2017~2018學年浙江寧波北侖中學高一下學期期中)在如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不可忽略,L1、L2兩燈均正常發(fā)光,R1為定值電阻,R為一滑動變阻器,P為滑動變阻器的滑片,若將滑片P

6、向下滑動,則(　　) A.L1燈變亮,L2燈變暗 B.L1和L2燈都變暗 C.L1和R1上消耗的功率都變大 D.電源輸出功率一定變大 10. (多選)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中,如圖中的a、b、c所示。則判斷正確的是(　　) A.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,這三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC B.b、c線的交點與a、b線的交點的橫坐標之比一定為1∶2,縱坐標之比一定為1∶4 C.電源的最大輸出功率Pm=9 W D.電源的電動勢E=9 V,內(nèi)電阻r=3 Ω

7、11. 如圖為某控制電路,由電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動變阻器)R連接而成,L1、L2是兩個指示燈。當電位器的觸片由b端滑向a端時,下列說法正確的是(　　) A.L1、L2都變亮 B.L1、L2都變暗 C.L1變亮,L2變暗 D.L1變暗,L2變亮 12. (2018浙江臺州中學統(tǒng)練)如圖所示,平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等。當滑動變阻器R2的滑片向b端移動時(　　) A.電壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)減小 B.電壓表讀數(shù)變化量ΔU與電流表讀數(shù)變化量ΔI比值變小 C.電源的輸

8、出功率逐漸增大 D.質(zhì)點P將向上運動 13.如圖所示,電源電動勢E=12 V,內(nèi)阻r=5 Ω,滑動變阻器的最大阻值R1=20 Ω,定值電阻R2=20 Ω,R3=5 Ω,R4=10 Ω,電容器的電容C=30 μF。開關S閉合電路穩(wěn)定后,求: (1)滑動變阻器滑片從最左端滑到最右端的過程中,通過R4的電荷量; (2)電源的最大輸出功率。 14. 如圖所示的電路中,電源電動勢E=11 V,電阻R1=4 Ω,電阻R2=6 Ω,電容器C=30 μF,電池內(nèi)阻r=1 Ω。 (1)閉合S,求穩(wěn)定后通過電路的總電流; (2)閉合S,求穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量; (

9、3)然后將開關S斷開,求這以后流過R1的總電荷量。 15.下表是一輛電動自行車的部分技術指標,其中額定車速是指電動自行車滿載情況下在水平平直道路上以額定功率勻速行駛的速度。 額定車速 整車質(zhì)量 載重 額定輸出功率 電動機額定工作電壓和電流 18 km/h 40 kg 80 kg 180 W 36 V/6 A 請參考表中數(shù)據(jù),完成下列問題(g取10 m/s2): (1)此電動機的電阻是多少?正常工作時,電動機的效率是多少? (2)在水平平直道路上行駛過程中電動自行車受阻力是車重(包括載重)的k倍,試計算k的大小。 (3)仍在上

10、述道路上行駛,若電動自行車滿載時以額定功率行駛,當車速為2 m/s時的加速度為多少? 考點強化練22　閉合電路及其歐姆定律 1.D　根據(jù)閉合電路歐姆定律得路端電壓U=E-Ir,對于給定的電源,電動勢E,內(nèi)阻r是定值,根據(jù)數(shù)學知識知,U-I圖線是向下傾斜的直線。所以D選項是正確的。 2.D　電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?說明電路故障為斷路。題中給出僅有小燈泡或定值電阻中的一個發(fā)生故障,因此將導線與用電器并聯(lián)進行檢測時,若電流表有示數(shù),說明與導線并聯(lián)的用電器斷路;若電流表無示數(shù),說明另一個用電器斷路。若將導線并聯(lián)在R兩端,電流表無示數(shù),則L斷路,故選項A錯誤;若將導線并聯(lián)在L兩端,電流表無示數(shù),

11、則R斷路,故選項B錯誤;若將導線并聯(lián)在R兩端,電流表有示數(shù),則R斷路,選項C錯誤;若將導線并聯(lián)在L兩端,電流表有示數(shù),則L斷路,選項D正確。 3.C　當內(nèi)、外電阻相等時,電源的輸出功率最大,此時電源的效率為50%;由于外電阻越大,電源效率越大,故外電阻應大于1 Ω,選項A、選項B錯誤;R1=1.5 Ω時,電源效率η1=×1.5 W=2.16 W,故選項C正確;R2=2 Ω時,電源效率η2=×2 W=2 W,故選項D錯誤。 4.D　由于電源的路端電壓與電流的關系圖線Ⅰ和電阻R的U-I圖線Ⅱ都為直線,所以電源的路端電壓與電流的關系圖線Ⅰ的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻,r=1.5 Ω;電阻R的U-I

12、圖線Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值,R=1.5 Ω,選項A錯誤,選項B錯誤;電源的路端電壓與電流的關系圖線和電阻R的U-I圖線交點縱、橫坐標的乘積表示電源的輸出功率,電源的輸出功率為P=UI=1.5×1.0 W=1.5 W,選項C錯誤;由EI=P+Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr=EI-P=3.0×1.0 W-1.5 W=1.5 W,選項D正確。 5.A　解析 當開關S閉合時,電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓,U2=,Q1=C;當開關S斷開時,電容器兩端電壓等于電源電動勢,U=E,Q2=EC,所以Q1∶Q2=1∶3,選項A正確。 6.BD　由圖讀出電源的電動勢為E=4 V,圖線A的斜率大小表示電

13、源的內(nèi)阻,則r= Ω=0.5 Ω,故A錯誤;燈泡與電源連接時,A、B兩圖線的交點表示燈泡的工作狀態(tài),則知其電壓U=3 V,I=2 A,則燈泡L1的額定電壓為3 V,功率為P=UI=6 W,故B正確;把燈泡L1換成“3 V,20 W”的燈泡L2,由P=知,燈泡L2的正常工作時的電阻為R2= Ω=0.45 Ω;燈泡L1的電阻為R1= Ω=1.5 Ω,把燈泡L1換成“3 V,20 W”的燈泡L2時,輸出電壓小于3 V,燈泡L2的電阻小于0.45 Ω,更接近電源的內(nèi)阻,電源的輸出功率將變大,故C錯誤;電源的效率為η=×100%=×100%=×100%=75%,故D正確。故選BD。 7.A　由圖象得到

14、,電源的電動勢為E=8 V,內(nèi)阻為r= Ω,由電阻的伏安特性曲線求出R1=4 Ω、R2=2 Ω,當電源的內(nèi)外電阻相等時,電源的輸出功率最大,R1、R2并聯(lián)電阻為 Ω,所以將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端時,輸出功率最大,電源效率η=,當電路電流最小時,電源效率最高,當電流最大時,電源效率最低,所以將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端,電阻最大,電流最小,效率最高,將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端,電阻最小,電流最大,電源效率最低,A正確,B、C、D錯誤。 8.BD　對于電源,當外電路的電阻等于電源內(nèi)阻時電源的輸出功率最大;將電阻R0與電源等效成電源,故當R=1.5 Ω時,滑動變阻器消耗的功率最大,故A

15、說法正確,B說法錯誤;當R的滑片從左向右滑動到R=0.5 Ω時,輸出功率最大,此后隨著R的阻值不斷增大,電源的輸出功率將減小,所以當R的滑片從左向右滑動時,電源的輸出功率先增大后減小,故C說法正確,D說法錯誤。所以選BD。 9.B　將滑片P向下滑動,則R變小,總電阻變小,總電流變大,路端電壓減小,則L1兩端電壓減小,L1燈變暗,消耗的功率變小;R1兩端電壓變大,R1上消耗的功率變大,則L2兩端的電壓減小,L2燈變暗,選項A、C錯誤,B正確;因電源內(nèi)阻和外電阻之間的關系不確定,無法判斷電源輸出功率如何變化,選項D錯誤;故選B。 10.AB　在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三

16、點,因為直流電源的總功率PE等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和,所以這三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC,故A正確;當內(nèi)阻和外電阻相等時,電源輸出的功率最大,此時即為b、c線的交點M時的電流,此時電流的大小為,功率的大小為,a、b線的交點N表示電源的總功率PE和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr相等,此時只有電源的內(nèi)阻做功,所以此時的電流的大小為,功率的大小為,所以橫坐標之比為1∶2,縱坐標之比為1∶4,故B正確。圖線c表示電源的輸出功率與電流的關系圖象,很顯然,最大輸出功率小于3 W,故C錯誤;當I=3 A時,PR=0,說明外電路短路,根據(jù)PE=EI知電源的電動勢E=3 V,內(nèi)電阻r==

17、1 Ω,故D錯誤;故選AB。 11.B　當滑片由b端向a端滑動時,R接入電阻增大,總電阻增大;由閉合電路的歐姆定律可知電路中總電流減小,則內(nèi)電壓減小,由U=E-Ir可知路端電壓增大,則R1兩端的電壓增大,所以通過R1的電流增大,而總電流減小,所以通過L1的電流變小,即L1變暗;L1兩端電壓減小,并聯(lián)電壓增大,所以R2兩端的電壓增大,所以通過R2電流增大,而通過L1的電流變小,所以通過L2電流變小,即L2變暗。故B正確。 12.C　當滑動變阻器R2的滑片向b端移動時,其接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流I增大。R1上的電壓變大,則R2上的電壓減小,即電

18、壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)變大,選項A錯誤;根據(jù)U=E-I(R1+r),則=R1+r,則電壓表讀數(shù)變化量ΔU與電流表讀數(shù)變化量ΔI比值不變,選項B錯誤;因R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等,則當R2減小時,外電路電阻越來越接近電源的內(nèi)阻,則電源的輸出功率變大,選項C正確;當R2減小時,路端電壓變小,則電容器板間電壓減小,質(zhì)點P所受的電場力減小,則質(zhì)點P將向下運動,選項D錯誤;故選C。 13.答案 (1)9×10-5 C　(2)7.2 W 解析 (1)滑動變阻器滑片處于最左端時,電容器兩端的電壓就是電源的路端電壓為 U1=R3=×5 V=6 V 滑動變阻器滑片處于最右端時,R1、R2并聯(lián)電阻為,電

19、容器兩端的電壓為 U2=R3=×5 V=3 V 通過R4的電荷量為 q=C(U1-U2)=30×10-6×(6-3) C=9×10-5 C。 (2)電源輸出功率P=I2R外=R外=,可見當R外=r時輸出功率最大,但本題中R外=+R3>r,即R外取最小值時,輸出功率最大。電源的最大輸出功率為P==7.2 W。 14.答案 (1)1 A　(2)1.8×10-4 C　(3)1.5×10-4 C 解析 (1)電容器相當于斷路,根據(jù)閉合電路歐姆定律,有I= A=1 A; (2)電阻R2的電壓為U2=IR2=1 A×6 Ω=6 V,故電容器帶電荷量為Q2=CU2=30×10-6 F×6 V=

20、1.8×10-4 C; (3)斷開S后,電容器兩端的電壓等于電源的電動勢,電荷量為 Q2'=CE=30×10-6 F×11 V=3.3×10-4 C 故流過R1的電荷量為ΔQ=Q2'-Q2=3.3×10-4 C-1.8×10-4 C=1.5×10-4 C。 15.答案 (1)1 Ω　83.3%　(2)0.03　(3)0.45 m/s2 解析 (1)從表中可知,輸出功率P出=180 W,輸入功率P入=UI=36×6 W=216 W P損=P入-P出=36 W,由P損=I2r=62×r=36 W解得此電動機的電阻r=1 Ω。 正常工作時,電動機的效率η==83.3% (2)根據(jù)題述,阻力Ff=k(m車+m)g,額定車速vm=18 km/h=5 m/s, 在水平平直道路上行駛過程中,F=Ff。 由P出=Fvm=k(m車+m)gvm 解得k==0.03 (3)由P出=Fv解得當車速為2 m/s時的牽引力F=90 N 由牛頓第二定律,F-k(m車+m)g=(m車+m)a 解得加速度為a=0.45 m/s2 7