（課標通用版）2020版高考物理總復習 第八章 02 第2講 電路 閉合電路歐姆定律精練（含解析）

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1、第2講　電路　閉合電路歐姆定律 A組　基礎(chǔ)過關(guān) 1. 電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力,因此(　　) A.電動勢是一種非靜電力 B.電動勢越大,表明電源儲存的電能越多 C.電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映 D.電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓 答案　C　電動勢E=Wq,它不屬于力的范疇,A項錯誤;電動勢表征非靜電力做功的本領(lǐng),電動勢越大,表明電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,B項錯誤,C項正確;電動勢與電壓是兩個不同的概念,通常情況下,電動勢大于閉合電路電源兩端的電壓,D項錯誤。 2.(多選)如圖所示,R1、R2、R3、R4均為可變電阻,C1、C

2、2均為電容器,電源的電動勢為E,內(nèi)阻r≠0。若改變四個電阻中的一個阻值,則(　　) A.減小R1,C1、C2所帶的電荷量都增加 B.增大R2,C1、C2所帶的電荷量都增加 C.增大R3,C1、C2所帶的電荷量都增加 D.減小R4,C1、C2所帶的電荷量都增加 答案　BD　由電路圖可知,減小R1,C1、C2兩端電壓均不變,C1、C2所帶的電荷量都不變,選項A錯誤;增大R2,C1、C2兩端電壓都增大,C1、C2所帶的電荷量都增加,選項B正確;增大R3,C1兩端電壓減小,C2兩端電壓增大,C1所帶的電荷量減小,C2所帶的電荷量增加,選項C錯誤;減小R4,C1、C2兩端電壓都增大,C1、

3、C2所帶的電荷量都增加,選項D正確。 3.(多選)(2019河南開封質(zhì)檢)一個T形電路如圖所示,電路中的電阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω。另有一測試電源,電動勢為100V,內(nèi)阻忽略不計。則(　　) A.當cd端短路時,ab之間的等效電阻是40Ω B.當ab端短路時,cd之間的等效電阻是40Ω C.當ab兩端接通測試電源時,cd兩端的電壓為80V D.當cd兩端接通測試電源時,ab兩端的電壓為80V 答案　AC　當cd端短路時,R2與R3并聯(lián)再與R1串聯(lián),ab之間的等效電阻為40Ω,A正確;同理可得B錯誤。當ab兩端接通測試電源時,R1、R3串聯(lián),R2無效,cd兩端

4、的電壓就等于R3分得的電壓,可以求得為80V,C正確;同理可得D錯誤。 4.(多選)如圖所示,圖線A為電源的U-I圖線,圖線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時,電源的輸出功率分別為P1、P2,電源的效率分別為η1、η2,則(　　) A.P1>P2 B.P1=P2 C.η1>η2 D.η1<η2 答案　BC　由題圖可知,電源電動勢E=6V,當電源與R1組成閉合電路時,路端電壓U1=4V,電流I1=2A,當電源與R2組成閉合電路時,路端電壓U2=2V,電流I2=4A;則P1=U1I1=4×2W=8W,P2=U2I2=2×4W=8W,A錯誤,B正

5、確;η1=U1I1EI1=66.7%,η2=U2I2EI2=33.3%,可得η1>η2,C正確,D錯誤。 5.如圖所示電路,電源電動勢為6V,當開關(guān)S接通時,燈泡L1和L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可判定(　　) A.L1和L2的燈絲都斷了 B.L1的燈絲斷了 C.L2的燈絲斷了 D.變阻器R斷路 答案　C　根據(jù)電路發(fā)生斷路的特點進行判斷。由于Uab=6V,說明電源沒有問題,是外電路出現(xiàn)故障,而Ucd=6V,則說明L1、R完好,又Uad=0,則說明L2的燈絲斷了,故C項正確。 6.(多選)已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小,有磁

6、場時電阻變大,并且磁場越強電阻越大。為探測有無磁場,利用磁敏電阻作為傳感器設計了如圖所示電路,電源的電動勢E和內(nèi)阻r不變,在沒有磁場時調(diào)節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光。若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū),則(　　) A.電燈L變亮 B.電燈L變暗 C.電流表的示數(shù)減小 D.電流表的示數(shù)增大 答案　AC　探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)時,磁敏電阻的阻值變大,則外電路的總電阻變大,根據(jù)I=ER外+r可知,電路總電流變小,所以電流表的示數(shù)減小。根據(jù)U=E-Ir,可知I減小,U增大,即燈泡兩端的電壓增大,所以電燈L變亮,故A、C項正確,B、D項錯誤。 7.在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S后,L1、

7、L2兩燈泡都正常發(fā)光,后來由于某種故障使L2突然變亮,電壓表讀數(shù)減小,由此推斷,該故障可能是(　　) A.L1燈絲燒斷 B.電阻R2斷路 C.電阻R2短路 D.電容器被擊穿短路 答案　D　若電阻R2短路,則L2也被短路,通過L2的電流為零,L2不亮,選項C錯誤;若L1燈絲燒斷,則電路總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,故電壓表讀數(shù)增大,L2與R2并聯(lián)部分兩端電壓減小,L2變暗,選項A錯誤;若R2斷路,則電路總電阻增大,總電流減小,電壓表讀數(shù)增大,L1與R1并聯(lián)部分兩端的電壓減小,故L2兩端的電壓增大,L2變亮,選項B錯誤;若電容器被擊穿短路,則電路總電阻減小,總電流增大,路端電壓減

8、小,即電壓表讀數(shù)減小,L2變亮,選項D正確。 8.(多選)如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖像,曲線Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是(　　) A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7 B.電源1與電源2的電動勢之比是1∶1 C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2 D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶2 答案　ABC　在U-I圖像中,圖線Ⅰ、Ⅱ斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻,r1=ΔU1ΔI1=107Ω,r2=ΔU2ΔI2=1011Ω,r1∶r2=11∶7,選項A正

9、確?？v截距表示電源電動勢,則E1=E2=10V,選項B正確。小燈泡在第一種連接狀態(tài)下消耗的功率為P1=U1I1=15W,小燈泡的電阻R1=U1I1=35Ω;小燈泡在第二種連接狀態(tài)下消耗的功率為P2=U2I2=30W,小燈泡的電阻R2=U2I2=56Ω,故選項C正確,D錯誤。 9.(2018安徽“江南”十校聯(lián)考)如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個燈泡的電阻和定值電阻的阻值均為R,電壓表為理想電表,S為單刀雙擲開關(guān),當開關(guān)由1位置打到2位置時,下列說法中正確的是(　　) A.電壓表讀數(shù)將變小 B.L1亮度不變,L2將變暗 C.L1將變亮,L2將變暗

10、 D.電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變小 答案　A　開關(guān)在位置1時,外電路總電阻R總=32R,電壓表示數(shù)U=32RR+32RE=35E,同理,每個燈泡兩端的電壓U1=U2=15E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱=25E2R=4E225R。開關(guān)在位置2時,外電路總電阻R總'=23R,電壓表示數(shù)U'=23RR+23RE=25E,燈泡L1的電壓U1'=15E,L2的電壓U2'=25E,電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P熱'=35E2R=9E225R。綜上所述,電壓表讀數(shù)變小,故A正確;L1亮度不變,L2將變亮,故B、C錯誤;電源內(nèi)阻的發(fā)熱功率將變大,故D錯誤。 10.(2018河北保定模擬)圖為汽車的蓄電池、車燈(電阻不

11、變)與啟動電動機組成的電路,蓄電池的內(nèi)阻為0.05Ω。電流表和電壓表均為理想電表,只接通S1時,電流表的示數(shù)為10A,電壓表的示數(shù)為12V。再接通S2,啟動電動機工作時,電流表的示數(shù)變?yōu)?A,則此時通過啟動電動機的電流是(　　) A.2A B.8A C.50A D.58A 答案　C　只接通S1時,由閉合電路歐姆定律得E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V,R燈=UI=1210Ω=1.2Ω。再接通S2后,車燈與啟動電動機并聯(lián)接入電路,通過啟動電動機的電流為I電動機=E-I'R燈r-I'=12.5-8×1.20.05A-8A=50A,選項C正確。 11.如圖1所示,用電動勢為

12、E、內(nèi)阻為r的電源,向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電壓U與電流I均隨之變化。 (1)以U為縱坐標,I為橫坐標,在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖,并說明U-I圖像與兩坐標軸交點的物理意義。 (2)a.請在圖2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點,畫出帶網(wǎng)格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率; b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。 (3)請寫出電源電動勢定義式,并結(jié)合能量守恒定律證明:電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。 答案　見解析 解析　(1)U-I圖像如圖所示。圖像與縱軸交點的縱坐標值為電源電動勢,與橫軸交點的橫坐標值

13、為短路電流。 (2)a.如圖所示。 b.電源輸出的電功率 P=I2R=ER+r2R=E2R+2r+r2R 當外電路電阻R=r時,電源輸出的電功率最大,為 Pmax=E24r (3)電動勢定義式 E=Wq 根據(jù)能量守恒定律,在題圖所示電路中,非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱,即 W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq 得E=Ir+IR=U內(nèi)+U外 B組　能力提升 12.(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。以下判斷正確的是(　　) A.在a、

14、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(guān)系PA=PB+PC B.b、c圖線的交點與a、b圖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=9W D.電源的電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=1Ω 答案　ABD　在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,因為直流電源的總功率PE(PE=IE)等于輸出功率PR(PR=IE-I2r)和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr(Pr=I2r)的和,所以這三點的縱坐標一定滿足關(guān)系PA=PB+PC,所以A項正確;當內(nèi)電阻和外電阻相等時,電源的輸出功率最大,對應b、c圖線的交點,此時電流的

15、大小為ER+r=E2r,輸出功率的大小為E24r,a、b圖線的交點表示電源的總功率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)電阻,所以此時電流的大小為Er,功率的大小為E2r,則所求橫坐標之比為1∶2,縱坐標之比為1∶4,所以B項正確;圖線c表示電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖像,很顯然,最大輸出功率小于3W,故C錯誤;當I=3A時,PR=0,說明外電路短路,根據(jù)PE=EI知電源的電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=EI=1Ω,故D項正確。 13.(多選)(2018山東濰坊模擬)兩位同學在實驗室中利用如圖(a)所示的電路進行實驗,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一位同學記錄

16、電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù),另一位同學記錄電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)。兩位同學根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)描繪出如圖(b)所示的兩條U-I圖線。則圖像中兩圖線的交點表示的物理意義是(　　) (a) (b) A.滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端 B.電源的輸出功率最大 C.定值電阻R0消耗的功率為0.5W D.電源的效率達到最大值 答案　BC　由題圖(b)可得,電源電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=1Ω,在交點位置有R+R0=U1I=2Ω,R0=U2I=2Ω,則R=0,即滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端,選項A錯誤;當電路外電阻等于電源內(nèi)阻時,電源的輸出功率最大,但R0>r,故

17、改變滑動變阻器接入電路的電阻時無法使電路中外電阻等于電源內(nèi)阻,此時外電阻越接近電源內(nèi)阻,電源的輸出功率越大,故選項B正確;P0=U2I=0.5W,選項C正確;電源的效率η=EI-I2rEI=1-rEI,電流越小,電源的效率越大,可見滑動變阻器的滑動觸頭P滑到最右端時電源的效率最大,選項D錯誤。 14.(多選)如圖所示,電源電動勢E=9V,內(nèi)阻r=4.5Ω,變阻器R1的最大值Rm=5.0Ω,R2=1.5Ω,R3=R4=1000Ω,平行板電容器C的兩金屬板水平放置。在開關(guān)S與a接觸且當電路穩(wěn)定時,電源恰好有最大的輸出功率,在平行板電容器中間引入一帶電微粒恰能靜止。那么(　　) A.在題設條

18、件下,R1接入電路的阻值應為3Ω,電源的輸出功率應為4.5W B.引入的微粒帶負電,當開關(guān)接向b(未接觸b)的過程中,微粒將向下運動 C.在題設條件下,當R1的阻值增大時,R2兩端的電壓增大 D.在題設條件下,當開關(guān)接向b后,流過R3的電流方向為d→c 答案　AD　在開關(guān)S與a接觸且當電路穩(wěn)定時,電源恰好有最大的輸出功率,可知R1+R2=r,則R1=3Ω,電源的輸出功率Pm=E24r=4.5W,故A正確;微粒受重力和電場力作用而處于平衡狀態(tài),而上極板帶正電,可知微粒帶負電,當開關(guān)接向b(未接觸b)的過程中,電容器所帶的電荷量未變,電場強度也不變,所以微粒不動,故B錯誤;電容器所在的支路

19、相當于斷路,在題設條件下,R1和R2及電源構(gòu)成串聯(lián)電路,R1的阻值增大時,總電阻增大,總電流減小,R2兩端的電壓減小,故C錯誤;在題設條件下,開關(guān)接a時,上極板帶正電,當開關(guān)接向b后,下極板帶正電,流過R3的電流方向為d→c,故D正確。 15.(多選)如圖所示,D是一只理想二極管,水平放置的平行板電容器內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止狀態(tài)。下列措施下,關(guān)于P的運動情況說法正確的是(　　) A.保持S閉合,增大A、B板間距離,P仍靜止 B.保持S閉合,減小A、B板間距離,P向上運動 C.斷開S后,增大A、B板間距離,P向下運動 D.斷開S后,減小A、B板間距離,P仍靜止 答案　ABD　

20、保持S閉合,電源的路端電壓不變,增大A、B板間距離,電容器的電容減小,由于二極管具有單向?qū)щ娦?電容器不能放電,其電荷量不變,由公式C=QU、E=Ud、C=εrS4πkd可得E=4πkQεrS,可知板間場強不變,微粒所受電場力不變,仍處于靜止狀態(tài),故A項正確。保持S閉合,電源的路端電壓不變,減小A、B板間距離,電容器的電容增大,二極管正向?qū)?電容器充電,且電容器兩極板間的電壓不變,由E=Ud可知,板間場強增大,微粒所受電場力增大,微粒將向上運動,故B項正確。斷開S后,電容器的帶電荷量Q不變,由E=4πkQεrS可知,增大或減小A、B板間距離時板間場強不變,微粒所受電場力不變,仍處于靜止狀態(tài),故C項錯誤,D項正確。 10