高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點規(guī)范練27 閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用（含解析）新人教版-新人教版高三物理試題

考點規(guī)范練27閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用一、單項選擇題1.電阻R1與R2并聯(lián)在電路中,通過R1與R2的電流之比為12,則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時,R1與R2兩端電壓之比U1U2為()A.12B.21C.14D.41答案:B解析:由并聯(lián)特點可知R1R2=I2I1=21,又由串聯(lián)電路特點可得U1U2=R1R2=21,故B正確。2.電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵設(shè)備之一。如圖所示,某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓,ac間的電阻是cd間電阻的(n-1)倍,某次測量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U,則輸入端的電壓為()A.nUB.UnC.(n-1)UD.Un-1答案:A解析:Rac與Rcd串聯(lián),電流I=UabRac+Rcd,對輸出端電壓Ucd=U=IRcd=UabRcdRac+Rcd=Uabn,即輸入端電壓為Uab=nU。3.下列關(guān)于電源電動勢的說法正確的是()A.在某電池的電路中,每通過2 C的電荷量,電池提供的電能是4 J,那么這個電池的電動勢是0.5 VB.電源的路端電壓增大時,其電源的電動勢一定也增大C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化,其電源的電動勢一定不變D.電源的電動勢越大,電源所能提供的電能就越多答案:C解析:由E=Wq得E=2V,則A錯誤;電源的電動勢與外電路無關(guān),只由電源自身的性質(zhì)決定,則B錯誤,C正確;電源的電動勢大,所提供的能量不一定大,電源的電能取決于通過電源的電荷量與電動勢的乘積,D錯誤。4.(2019·吉林長春八中模擬)如圖所示,平行金屬板中帶電質(zhì)點P處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,當(dāng)滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,則()A.質(zhì)點P將向上運動B.電流表讀數(shù)減小C.電壓表讀數(shù)減小D.R3上消耗的功率逐漸增大答案:C解析:由題圖可知,R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián),再與R1串聯(lián)接在電源兩端,電容器與R3并聯(lián)。當(dāng)滑片向b移動時,滑動變阻器接入電阻減小,則電路中總電阻減小,電路中電流增大,路端電壓減小,R1兩端的電壓增大,故并聯(lián)部分的電壓減小。由歐姆定律可知流過R3的電流減小,而流過并聯(lián)部分的總電流增大,故電流表讀數(shù)增大,故B錯誤。因并聯(lián)部分電壓減小,而R2中電壓增大,故電壓表讀數(shù)減小,故C正確。因R3兩端的電壓減小,由公式P=U2R可知,R3上消耗的功率減小,故D錯誤。因電容器兩端電壓減小,故質(zhì)點P受到的向上電場力減小,則重力大于電場力,質(zhì)點P將向下運動,故A錯誤。5.在如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,將滑動變阻器的滑片P向左移動一段距離后,下列結(jié)論正確的是()A.燈泡L變亮B.電壓表讀數(shù)變小C.電流表讀數(shù)變小D.電容器C上所帶的電荷量減少答案:C解析:當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時,其接入電路的電阻增大,電路的總電阻R總增大,總電流I減小,電流表讀數(shù)變小;燈泡的功率為P=I2RL,RL不變,則P減小,燈泡變暗,故A錯誤,C正確;電壓表讀數(shù)U=E-Ir變大,故B錯誤;根據(jù)U滑=E-I(RL+r)可知,I減小,滑動變阻器兩端電壓增大,電容器兩端電壓也增大,其電荷量增大,故D錯誤。6.(2019·天津?qū)嶒炛袑W(xué)模擬)右圖為一玩具起重機(jī)的電路示意圖。電源電動勢為6 V,內(nèi)阻為0.5 ,電阻R=2.5 ,當(dāng)電動機(jī)以0.5 m/s的速度勻速向上提升一質(zhì)量為320 g的物體時(不計一切摩擦阻力,g取10 m/s2),標(biāo)有“3 V0.6 W”的燈泡恰好正常發(fā)光。則電動機(jī)的內(nèi)阻為()A.1.25 B.3.75 C.5.625 D.1 答案:A解析:由電路圖可知,燈泡與電動機(jī)并聯(lián),燈泡正常發(fā)光,電壓為UL=3V,電流為IL=PLUL=0.63A=0.2A,故電動機(jī)兩端的電壓為UM=UL=3V;R和電源內(nèi)阻r兩端的總電壓為U1=3V,由歐姆定律可得,總電流為I=U1R+r=32.5+0.5A=1A通過電動機(jī)的電流為IM=I-IL=1A-0.2A=0.8A電動機(jī)的輸出功率為P=mgv=UMIM-IM2rM代入數(shù)據(jù)解得rM=1.25,由此可知A項正確。7.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),磁敏電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場的增強(qiáng)而增大,隨所處空間磁場的減弱而減小。如圖所示電路中GMR為一個磁敏電阻,R和R2為滑動變阻器,R1和R3為定值電阻。當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合時,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),則()A.只調(diào)節(jié)R,當(dāng)P1向右端移動時,電阻R1消耗的電功率增大B.只調(diào)節(jié)R,當(dāng)P1向右端移動時,帶電微粒向下運動C.只調(diào)節(jié)R2,當(dāng)P2向下端移動時,電阻R1消耗的電功率增大D.只調(diào)節(jié)R2,當(dāng)P2向下端移動時,帶電微粒向下運動答案:A解析:只調(diào)節(jié)R,當(dāng)P1向右端移動時,滑動變阻器R接入電路的阻值增大,電源電動勢不變,所以左側(cè)電路中的電流減小,電磁鐵的磁性減弱,導(dǎo)致磁敏電阻GMR的阻值減小,則通過R1的電流增大,其電功率增大,電容器兩端的電壓增大,板間電場強(qiáng)度增大,微粒所受的電場力增大,所以帶電微粒向上運動,A正確,B錯誤;只調(diào)節(jié)R2,當(dāng)P2向下端移動時,回路中電流不變,電阻R1消耗的電功率不變,電容器板間電壓增大,板間電場強(qiáng)度增大,微粒所受的電場力增大,所以帶電微粒向上運動,C、D錯誤。二、多項選擇題8.在如圖所示的電路中,由于某一電阻發(fā)生短路或斷路,A燈變暗,B燈變亮,則故障可能是()A.R1短路B.R2斷路C.R3斷路D.R4短路答案:BC解析:若R4發(fā)生故障,則A、B兩燈亮度變化相同,故D項錯誤;若R2斷路,由“串反并同”可以判斷A燈變暗,B燈變亮,B項正確;若R3斷路,則可以得出A暗B亮,C項正確;若R1短路,則可以得出A、B兩燈都變亮,A項錯誤。9.如圖所示,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,R1、R2、R3為定值電阻,RL為光敏電阻(光敏電阻被光照射時阻值變小),C為電容器。閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后,用光照射RL,下列說法正確的是()A.電壓表示數(shù)增大B.電源的效率增大C.電容器所帶電荷量增加D.R2消耗的功率增大答案:CD解析:由題圖可知,RL和R2串聯(lián)后與R1并聯(lián),C和R3串聯(lián)后與R2并聯(lián),電容器在電路穩(wěn)定時相當(dāng)于斷路,則R3相當(dāng)于導(dǎo)線;當(dāng)光照增強(qiáng)時,光敏電阻RL阻值減小,總電阻減小,總電流增大;內(nèi)電壓增大,外電壓減小,故電壓表示數(shù)減小,A錯誤。電源的效率=UE×100%,因路端電壓減小,故電源的效率減小,B錯誤?？傠娏髟龃?但R1電流減小,故R2電流增大,R2兩端的電壓增大,故電容器兩端電壓增大,由C=QU知,電荷量增加,C正確。通過R2的電流增大,根據(jù)P=I2R知R2功率增大,D正確。10.如圖所示,圖中直線表示某電源的輸出電壓與電流的關(guān)系圖像,圖中曲線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()A.電源的電動勢為50 VB.電源的內(nèi)阻為253C.電流為2.5 A時,外電路的電阻為15 D.輸出功率為120 W時,輸出電壓是30 V答案:ACD解析:電源的輸出電壓和電流的關(guān)系為U=E-Ir,顯然直線的斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻r,縱軸的截距為電源的電動勢,從題圖中看出截距為50V,由斜率得r=50-206-0=5,A正確,B錯誤;當(dāng)電流I1=2.5A時,由回路中電流I1=Er+R外,解得外電路的電阻R外=15,C正確;當(dāng)輸出功率為120W時,由題圖中P-I關(guān)系圖線看出對應(yīng)電流為4A,再從U-I圖線中讀取對應(yīng)的輸出電壓為30V,D正確。三、非選擇題11.(2019·福建泉州考前適應(yīng)性模擬)為了測定電源電動勢E的大小、內(nèi)阻r和定值電阻R0的阻值,某同學(xué)利用傳感器設(shè)計了如圖甲所示的電路。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P向某一方向移動時,通過電壓傳感器1、電壓傳感器2和電流傳感器測得數(shù)據(jù),用計算機(jī)分別描繪了如圖乙所示的M、N兩條U-I直線,請回答下列問題:(1)根據(jù)圖乙中的M、N兩條直線可知,。 A.直線M是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的B.直線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的C.直線N是根據(jù)電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的D.直線N是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的(2)根據(jù)圖乙可以求得定值電阻R0=。 (3)電源電動勢E= V,內(nèi)阻r=。 答案:(1)BC(2)2.0(3)1.46(1.441.48)1.65(1.601.70)解析:(1)定值電阻的U-I圖線是正比例函數(shù)圖線,一定經(jīng)過原點,故圖線M是根據(jù)電壓傳感器2和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的;而圖線N的電壓隨電流的增大而減小,故為電源的伏安特性曲線,是由電壓傳感器1和電流傳感器的數(shù)據(jù)繪得的,故B、C正確,A、D錯誤。(2)由題圖乙圖線M可知,R0=0.80.4=2.0。(3)由U=E-Ir可知,圖線N的縱截距表示電源電動勢,為1.46V;斜率的絕對值大小表示內(nèi)阻,r=1.46-0.80.4=1.65。12.如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 ,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器,當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示,其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的,求:(1)電源的電動勢和內(nèi)阻;(2)定值電阻R2的阻值;(3)滑動變阻器的最大阻值。答案:(1)20 V20 (2)5 (3)300 解析:(1)題圖乙中AB延長線交U軸于20V處,交I軸于1.0A處,所以電源的電動勢為E=20V,內(nèi)阻r=EI短=20。(2)當(dāng)P滑到R3的右端時,電路參數(shù)對應(yīng)題圖乙中的B點,即U2=4V、I2=0.8A,得R2=U2I2=5。(3)當(dāng)P滑到R3的左端時,由題圖乙知此時U外=16V,I總=0.2A,所以R外=U外I總=80。因為R外=R1R3R1+R3+R2,所以滑動變阻器的最大阻值為R3=300。13.如圖所示,電源內(nèi)阻r=1 ,R1=2 ,R2=6 ,燈L上標(biāo)有“3 V1.5 W”的字樣,當(dāng)滑動變阻器R3的滑片P移到最右端時,電流表示數(shù)為1 A,燈L恰能正常發(fā)光。(1)求電源的電動勢;(2)求當(dāng)P移到最左端時,電流表的示數(shù);(3)滑動變阻器Pb段的電阻多大時,滑動變阻器R3上消耗的功率最大?最大值是多大?答案:(1)6 V(2)2 A(3)2 2 W解析:(1)滑片P移到最右端時,R2被短路,電阻R3與燈L并聯(lián),然后與R1串聯(lián)。電源的電動勢E=UL+IR1+Ir=3V+1×2V+1×1V=6V。(2)當(dāng)P移到最左端時,燈L、R2和R3都被短路,外電阻只有R1。由閉合電路歐姆定律得I1=ER1+r=2A。(3)燈L電阻RL=UL2P=6。設(shè)滑動變阻器Pb段的電阻為R3,Pa段與R2被短路,R3與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)。R3與RL并聯(lián)后的等效電阻R3L=R3·RLR3+RL。由閉合電路歐姆定律得I2=ER1+r+R3L。又U3=I2R3L,所以P3=U32R3=16R3R32+4R3+4=16R3+4R3+4(式中物理量單位均取國際單位制的單位)。當(dāng)R3=2時變阻器R3上消耗的功率最大,且最大值為2W。