（山東專用）2020版高考物理一輪復(fù)習 第八章 第2節(jié) 閉合電路的歐姆定律練習（含解析）新人教版

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1、第2節(jié)　閉合電路的歐姆定律 1.如圖所示,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,定值電阻R的阻值也為r,滑動變阻器的最大阻值是2r.當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動過程中,下列說法中正確的是(　C　) A.電壓表的示數(shù)變大 B.電流表的示數(shù)變小 C.滑動變阻器消耗的功率變小 D.定值電阻R消耗的功率先變大后變小 解析:等效電路圖如圖所示.滑片從a端滑向b端,其接入電路的阻值RPb減小,電路中電流變大,電壓表示數(shù)減小,電流表示數(shù)增大,電阻R消耗的功率增大,選項A,B,D錯誤;把電阻R當做電源內(nèi)電阻(等效電源),則R內(nèi)=2r,RPb減小,且RPb<2r,等效電源的輸出功率減小,即

2、滑動變阻器的功率減小,選項C正確. 2.(2018·上海靜安區(qū)質(zhì)檢)定值電阻R1與滑動變阻器R2采用如圖方式接在電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源上,利用電壓傳感器和電流傳感器研究R2上的電壓與電流變化關(guān)系.當自下向上滑動R2上的滑片時,通過數(shù)據(jù)采集器將電壓與電流信號輸入計算機后,在屏幕上得到的UI圖像應(yīng)為下圖中的(　C　) 解析:根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-I(r+R1),E,r,R1均不變,由數(shù)學知識得知,UI圖像是向下傾斜的直線,選項C正確. 3.已知磁敏電阻在無磁場時電阻很小,有磁場時電阻變大,并且磁場越強阻值越大.為探測磁場的有無,利用磁敏電阻作為傳感器設(shè)計了如圖所示電路

3、.電源的電動勢E和內(nèi)阻r不變,在無磁場時調(diào)節(jié)變阻器R使小燈泡L正常發(fā)光,若探測裝置從無磁場區(qū)進入磁場區(qū),則(　C　) A.電壓表的示數(shù)變小 B.磁敏電阻兩端電壓變小 C.小燈泡L變亮甚至燒毀 D.通過滑動變阻器的電流變大 解析:探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)時,磁敏電阻變大,電路的總電阻變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知總電流變小,根據(jù)U=E-Ir,因為I減少,所以路端電壓U增大,電壓表測量路端電壓,故電壓表示數(shù)變大,燈泡兩端電壓增大,即燈泡變亮,如果磁場足夠大,有可能燒壞燈泡,選項C正確,A錯誤;小燈泡的電流增大,而總電流是減小的,故通過磁敏電阻和滑動變阻器的電流減小,由于滑動變阻

4、器的電阻不變,故滑動變阻器兩端的電壓減小,而路端電壓是增大的,故磁敏電阻兩端的電壓增大,選項B,D錯誤. 4.(2018·湖北部分中學模擬)如圖所示,電源電動勢為4 V,內(nèi)阻為 1 Ω,電阻R1=3 Ω,R2=R3=4 Ω,R4=8 Ω,電容器的電容C=6.0 μF,閉合S電路達穩(wěn)定狀態(tài)后,電容器極板所帶電荷量為(　A　) A.1.5×10-5 C B.3.0×10-5 C C.2.0×10-5 C D.2.1×10-5 C 解析:由電路結(jié)構(gòu)可知,電路中的總電阻為R總=R1+r+=8 Ω,電路中的電流為I== A=0.5 A,電容器兩極板間的電勢差為UC=UR1+ UR2=3×0

5、.5 V+4×0.25 V=2.5 V,由Q=CUC=6.0×10-6×2.5 C=1.5×10-5 C,故A正確,B,C,D錯誤. 5.在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S后,L1,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(　D　) 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 解析:若電阻R2短路,則通過L2的電流為零,L2不亮,選項C錯誤;若L1燈絲燒斷,則總電阻增大,總電流減小,L2兩端電壓減小,L2變暗,選項A錯誤;若R2斷路,則總電阻增大,總電流減小,電壓表讀數(shù)增大,L1與R1并聯(lián)部分兩

6、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,路端電壓減小,總電流增大,L2變亮,D正確. 6.(多選)如圖所示,圖中直線①表示某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像,圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖像,則下列說法正確的是(　ACD　) A.電源的電動勢為50 V B.電源的內(nèi)阻為 Ω C.電流為2.5 A時,外電路的電阻為15 Ω D.輸出功率為120 W時,輸出電壓是30 V 解析:電源的輸出電壓和電流的關(guān)系為U=E-Ir,顯然直線①的斜率的絕對值等于r,縱軸的截距為電源的電動勢,從題圖中看出縱軸截距為50 V,斜率的

7、絕對值等于 r= Ω=5 Ω,選項A正確,選項B錯誤;當電流I1=2.5 A時,由回路中電流I1=,解得外電路的電阻R外= 15 Ω,C正確;當輸出功率為120 W時,由題圖中PI關(guān)系圖線中看出對應(yīng)干路電流為4 A,再從UI圖線中讀取對應(yīng)的輸出電壓為30 V,D正確. 7.(多選)某種小燈泡的伏安特性曲線如圖(甲)所示,三個完全相同的這種小燈泡連接成如圖(乙)所示的電路,電源的內(nèi)阻為1.0 Ω.現(xiàn)閉合開關(guān)S,理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,則(　ABD　) A.三個燈泡的總電阻為8.3 Ω B.電源的電動勢為5.6 V C.電源消耗的熱功率為3.0 W D.電源的效率為89.

8、3% 解析:理想電壓表V的示數(shù)為4.0 V,可知串聯(lián)的燈泡電流為0.6 A,此時小燈泡電阻為 Ω= Ω;每個并聯(lián)燈泡的電流為0.3 A,電壓為1.0 V,此時小燈泡電阻RL= Ω= Ω,所以燈泡總電阻為R總= Ω+× Ω≈8.3 Ω,選項A正確;電動勢等于E=4 V+1 V+0.6×1.0 V =5.6 V,選項B正確;電源消耗的熱功率為P熱=0.62×1.0 W=0.36 W,選項C錯誤;電源效率η=×100%=×100%=89.3%,選項D正確. 8.(2018·江西新余二模)(多選)如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻忽略不計,R1=R2=R3,閉合開關(guān)S,電壓表V的示數(shù)為U,電流表A的示

9、數(shù)為I.在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中,電壓表V的示數(shù)變化大小為ΔU,電流表A的示數(shù)變化大小為ΔI,下列說法正確的是(　AD　) A.ΔU與ΔI的比值保持不變 B.I先變大后變小 C.U先變小后變大 D.U與I乘積先變小后變大 解析:將R3等效為電源的內(nèi)阻,由圖可知電壓表測量的是等效電源的路端電壓,滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中,電阻先增大后減小,根據(jù)歐姆定律電流先減小后增大,R3兩端的電壓先減小后增大,電壓表的讀數(shù)先變大后變小,故C錯誤;由圖可知,在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中,滑動變阻器R1的電阻先增大后減小,由于電壓不變,根據(jù)閉

10、合電路歐姆定律可知電流表示數(shù)先減小后增大,故B錯誤;由于電壓表示數(shù)沒有變化,所以U變化量與I變化量比值等于等效電源的內(nèi)阻即R3,故A正確;U與I的乘積等于等效電源的輸出功率,當電源的等效內(nèi)阻等于外電阻時輸出功率最大,因為在滑動變阻器R1的滑片P由a端滑到b端的過程中,外電阻從R變大,再減小到R,則輸出功率先減小后增大,即U與I乘積先變小后變大,故D正確. 9.(多選)在圖(甲)所示電路中,R1,R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑動變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖(乙)所示,其中圖線上的A,B兩點是滑片在變

11、阻器上的兩個不同端點時分別得到的,則下列說法正確的是(　ABD　) A.電源的電動勢為20 V、內(nèi)電阻為20 Ω B.定值電阻R2的阻值為5 Ω C.定值電阻R2消耗的最大功率為16 W D.滑動變阻器R3的最大阻值為300 Ω 解析:取UA=16 V,IA=0.2 A,UB=4 V,IB=0.8 A,利用E=U+Ir,解得E= 20 V,r=20 Ω,選項A正確;當滑片滑到最右端時,R3,R1均被短路,此時外電阻為R2且對應(yīng)圖中B點,則R2== Ω=5 Ω,此時R2上功率最大,P2=UBIB=3.2 W,選項B正確,C錯誤;當滑片位于R3最左端時,R3最大,此時外電阻為R

12、== Ω=80 Ω.又因為R=+R2,解得R3=300 Ω,選項D正確. 10.如圖所示,E為內(nèi)阻不計的電源,MN為同種材料制成的粗細均勻的長電阻絲,C為電容器.當滑動觸頭P以恒定速率從左向右勻速滑動時,關(guān)于電流計A的讀數(shù)情況及通過A的電流方向,下列說法正確的是(　C　) A.讀數(shù)逐漸變小,通過A的電流方向向左 B.讀數(shù)逐漸變大,通過A的電流方向向右 C.讀數(shù)穩(wěn)定,通過A的電流方向向右 D.讀數(shù)穩(wěn)定,通過A的電流方向向左 解析:設(shè)在Δt時間內(nèi),觸頭P移動的距離為ΔL,則ΔL=vΔt,電源內(nèi)阻不計,電阻絲單位長度上的電壓值為,因此在Δt時間內(nèi)電容器兩板間電壓改變?yōu)棣=ΔL=vΔ

13、t,而I====Cv,電流值恒定,即電流表讀數(shù)穩(wěn)定,選項A,B錯誤;電容器兩端的電壓等于右半部分電阻兩端的電壓,當滑動觸頭P以恒定速率從左向右勻速滑動時,電容器兩端的電壓減小,放電,放電電流方向由正極板流向負極板,右極板帶正電,所以通過A的電流方向向右,選項C正確,D錯誤. 11.(2018·四川成都經(jīng)開區(qū)實驗中學高三月考)(多選)如圖為一電源電動勢為E、內(nèi)阻為r的恒定電路,電壓表V的內(nèi)阻為 10 kΩ,B為靜電計,C1,C2分別是兩個電容器,將開關(guān)閉合一段時間,下列說法正確的是(　CD　) A.若C1>C2,則電壓表兩端的電勢差大于靜電計兩端的電勢差 B.若將變阻器滑動觸頭P向右滑

14、動,則電容器C2上帶電量增大 C.C1上帶電量為零 D.再將開關(guān)S打開,然后使電容器C2兩極板間距離增大,則靜電計張角也增大 解析:由于靜電計的兩個電極是彼此絕緣的,電壓表是由電流表改裝成的,電路穩(wěn)定后,電路中沒有電流,電壓表兩端沒有電壓,而電容器C2充電,兩端存在電壓.所以電壓表兩端的電勢差小于靜電計兩端的電勢差,故A錯誤;電路穩(wěn)定后,電容器C2的電壓等于電源的電動勢,保持不變,將變阻器滑動觸頭P向右滑動,電容器C2的電壓不變,電量不變,故B錯誤;由于電壓表兩端沒有電壓,電容器C1沒有被充電,電量為零,故C正確;將開關(guān)S打開,電容器的電量Q不變,板間距離增大,電容C減小,由公式C=分析

15、可知,板間電壓增大,靜電計張角增大,故D正確. 12.(多選)在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,電路達到穩(wěn)定后,平行金屬板中帶電質(zhì)點P恰好處于靜止狀態(tài).不考慮電流表和電壓表對電路的影響,二極管視為理想二極管,R1,R2,R3三個電阻的阻值相等且與電源的內(nèi)阻r的阻值也相等.當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,則(　BC　) A.帶電質(zhì)點P將向下運動 B.電源的輸出功率將變大 C.電壓表V2與電流表A的讀數(shù)變化量的絕對值之比一定不變 D.電壓表V讀數(shù)變化量的絕對值等于電壓表V2的讀數(shù)變化量的絕 對值 解析:當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,R4接入電路的阻值減小,則電路總電流變大

16、,R1兩端電壓變大,則R3及其并聯(lián)支路的電壓減小,電容器兩端電壓減小,電容器本該放電,但是由于二極管的單向?qū)щ娦?使得電容器兩端的電荷量不變,電場強度不變,則帶電質(zhì)點P仍靜止,選項A錯誤;因當電源外電路電阻等于內(nèi)阻時電源輸出功率最大,因R1,R2,R3三個電阻的阻值相等且與電源的內(nèi)阻r的阻值也相等,可知外電路電阻大于內(nèi)阻,當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,外電路電阻減小,向內(nèi)電阻接近,故電源的輸出功率變大,選項B正確;若只將ab部分等效為電源的外電路,而將ab左側(cè)的部分等效為內(nèi)電路,其等效內(nèi)阻為r′,則根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,電壓表V2與電流表A的讀數(shù)變化量的絕對值之比為=r′,可知為定

17、值,不變,選項C正確;由電路圖可知U=U1+UR2+U2,當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,U減小,U2減小,U1增大,UR2增大,則電壓表V讀數(shù)變化量的絕對值小于電壓表V2的讀數(shù)變化量的絕對值,選項D錯誤. 13.如圖(甲)所示為某元件R的UI特性曲線,把它連成圖(乙)所示電路.已知電源電動勢E=5 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω,定值電阻R0=4 Ω.閉合開關(guān)S后,求: (1)該元件的電功率; (2)電源的輸出功率. 解析:(1)把電源和R0看成等效電源,該電源的UI圖像如圖Ⅱ所示,元件R與電源組成閉合電路時,R中電流IR=0.4 A,電壓UR=3.0 V,則PR=URIR=3.0×

18、0.4 W=1.2 W. (2)由于P出=R0+PR, 則P出=(0.42×4+1.2) W=1.84 W. 答案:(1)1.2 W　(2)1.84 W 14.(2018·四川樂山模擬)如圖所示,已知蓄電池的電動勢為E=6 V,內(nèi)阻r=2 Ω,R1=2 Ω,R2為一可變電阻,則R2為何值時,R2上消耗的功率最大?并求此時的最大功率值. 解析:用題圖中虛線框所圍的部分替代電源時,其電動勢也相應(yīng)替換.等效電動勢E′等于其負載電阻R2斷開時A,B兩點間的電壓,故E′=E=×6 V=3 V,等效內(nèi)電阻為r′==1 Ω, 當外電路電阻等于等效電源內(nèi)阻時,電源輸出功率最大, 故R2=1 Ω時,R2上消耗的功率最大. 這樣,R2上消耗的最大功率 P2max== W=2.25 W. 答案:1 Ω　2.25 W 8