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1、1 考点规范练考点规范练 2727 闭合电路欧姆定律及其应用闭合电路欧姆定律及其应用 一、单项选择题 1 1.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为 12,则当R1与R2串联后接入电路中时,R1与R2两 端电压之比U1U2为( ) A.12B.21C.14D.41 答案 B 解析由并联特点可知,又由串联电路特点可得,故 B 正确。 R1 R2 = I2 I1 = 2 1 U1 U2 = R1 R2 = 2 1 2 2. 电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac间 的电阻是cd间电阻的(n-1)倍,某次测量中输出端数字电压表的
2、示数为U,则输入端的电压为( ) A.nUB. U n C.(n-1)UD. U n - 1 答案 A 解析Rac与Rcd串联,电流I=,对输出端电压Ucd=U=IRcd=,即输入端电压为Uab=nU。 Uab Rac+ Rcd UabRcd Rac+ Rcd = Uab n 3 3.下列关于电源电动势的说法正确的是( ) 2 A.在某电池的电路中,每通过 2 C 的电荷量,电池提供的电能是 4 J,那么这个电池的电动势是 0.5 V B.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大 C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变 D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多 答案
3、 C 解析由E=得E=2V,则 A 错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质决定,则 B 错误,C 正确;电源 W q 的电动势大,所提供的能量不一定大,电源的电能取决于通过电源的电荷量与电动势的乘积,D 错误。 4 4. 如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均可视为理想电表,在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的 过程中( ) A.电压表 V 的示数先增大后减小,电流表 A 的示数增大 B.电压表 V 的示数先增大后减小,电流表 A 的示数减小 C.电压表 V 的示数先减小后增大,电流表 A 的示数增大 D.电压表 V 的示数先减小后增大,电流表 A 的示数减小 答案 A 解析
4、在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中,外电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,电压表 V 的示数先增大后减小,电流表 A 的示数一直增大,选项 A 正确。 3 5 5.在如图所示的电路中,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( ) A.灯泡 L 变亮 B.电压表读数变小 C.电流表读数变小 D.电容器C上所带的电荷量减少 答案 C 解析当滑动变阻器滑片P向左移动时,其接入电路的电阻增大,电路的总电阻R总增大,总电流I减小,电流表 读数变小;灯泡的功率为P=I2RL,RL不变,则P减小,灯泡变暗,故 A 错误,C 正确;电压表读数U=E-Ir变大,故 B
5、 错误;根据U滑=E-I(RL+r)可知,I减小,滑动变阻器两端电压增大,电容器两端电压也增大,其电荷量增大, 故 D 错误。 6 6.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此 可知( ) A.电源最大输出功率可能大于 45 W B.电源内阻一定等于 5 C.电源电动势为 45 V D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于 50% 4 答案 B 解析由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消 耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为 45W,所以电源最大输出功率为 45
6、W,选 项 A 错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一 定等于 5,选项 B 正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为 45W 可知,此时电阻箱读数为R=5,电流I=3A, P R 电源电动势E=I(R+r)=30V,选项 C 错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为 50%,选项 D 错误。 7 7.科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而减小。如 图所示电路中 GMR 为一个磁敏电阻,R和R2为滑动变阻器,R1和R3为定值电阻。当开关 S1和 S2闭合时,电容 器中一带电微粒恰好处于静止状
7、态,则( ) A.只调节R,当P1向右端移动时,电阻R1消耗的电功率增大 B.只调节R,当P1向右端移动时,带电微粒向下运动 C.只调节R2,当P2向下端移动时,电阻R1消耗的电功率增大 D.只调节R2,当P2向下端移动时,带电微粒向下运动 答案 A 解析只调节R,当P1向右端移动时,滑动变阻器R接入电路的阻值增大,电源电动势不变,所以左侧电路中的 电流减小,电磁铁的磁性减弱,导致磁敏电阻 GMR 的阻值减小,则通过R1的电流增大,其电功率增大,电容器两 端的电压增大,板间电场强度增大,微粒所受的电场力增大,所以带电微粒向上运动,A 正确,B 错误;只调节R2, 当P2向下端移动时,回路中电流
8、不变,电阻R1消耗的电功率不变,电容器板间电压增大,板间电场强度增大,微 粒所受的电场力增大,所以带电微粒向上运动,C、D 错误。 5 二、多项选择题 8 8.在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,A 灯变暗,B 灯变亮,则故障可能是( ) A.R1短路B.R2断路 C.R3断路D.R4短路 答案 BC 解析若R4发生故障,则 A、B 两灯亮度变化相同,故 D 项错误;若R2断路,由“串反并同”可以判断 A 灯变暗, B 灯变亮,B 项正确;若R3断路,则可以得出 A 暗 B 亮,C 项正确;若R1短路,则可以得出 A、B 两灯都变亮,A 项 错误。 9 9.如图所示,电源的电动势为
9、E,内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻,RL为光敏电阻(光敏电阻被 光照射时阻值变小),C为电容器。闭合开关 S,电路稳定后,用光照射RL,下列说法正确的是( ) A.电压表示数增大 B.电源的效率增大 C.电容器所带电荷量增加 D.R2消耗的功率增大 6 答案 CD 解析由题图可知,RL和R2串联后与R1并联,C和R3串联后与R2并联,电容器在电路稳定时相当于断路,则R3 相当于导线;当光照增强时,光敏电阻RL阻值减小,总电阻减小,总电流增大;内电压增大,外电压减小,故电压 表示数减小,A 错误;电源的效率= 100%,因路端电压减小,故电源的效率减小,B 错误;总电流增大,但R1 U E
10、 电流减小,故R2电流增大,R2两端的电压增大,故电容器两端电压增大,由C=知,电荷量增加,C 正确;通过R2 Q U 的电流增大,根据P=I2R知R2功率增大,D 正确。 1010.如图所示,图中直线表示某电源的输出电压与电流的关系图像,图中曲线表示该电源的输出功率与电 流的关系图像,则下列说法正确的是( ) A.电源的电动势为 50 V B.电源的内阻为 25 3 C.电流为 2.5 A 时,外电路的电阻为 15 D.输出功率为 120 W 时,输出电压是 30 V 答案 ACD 解析电源的输出电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线的斜率的绝对值等于电源内阻r,纵轴的截距为电 源的电动势
11、,从题图中看出截距为 50V,由斜率得r=5,A 正确,B 错误;当电流I1=2.5A 时,由回路中 50 - 20 6 - 0 电流I1=,解得外电路的电阻R外=15,C 正确;当输出功率为 120W 时,由题图中P-I关系图线看出对应 E r + R外 干路电流为 4A,再从U-I图线中读取对应的输出电压为 30V,D 正确。 三、非选择题 7 1111.如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 ,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器,当其滑片P从 左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在 变阻器的两个不同端点得到的,求
12、: (1)电源的电动势和内阻; (2)定值电阻R2的阻值; (3)滑动变阻器的最大阻值。 答案(1)20 V 20 (2)5 (3)300 解析(1)题图乙中AB延长线交U轴于 20V 处,交I轴于 1.0A 处,所以电源的电动势为E=20V,内阻 r=20。 E I短 (2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应题图乙中的B点,即U2=4V、I2=0.8A,得R2= =5。 U2 I2 (3)当P滑到R3的左端时,由题图乙知此时U外=16V,I总=0.2A,所以R外=80。 U外 I总 因为R外=+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300。 R1R3 R1+ R3 1212. 8 如图所示,
13、电源内阻r=1 ,R1=2 ,R2=6 ,灯 L 上标有“3 V 1.5 W”的字样,当滑动变阻器R3的滑 片P移到最右端时,电流表示数为 1 A,灯 L 恰能正常发光。 (1)求电源的电动势; (2)求当P移到最左端时,电流表的示数; (3)滑动变阻器Pb段的电阻多大时,滑动变阻器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移到最右端时,R2被短路,电阻R3与灯 L 并联,然后与R1串联。电源的电动势 E=UL+IR1+Ir=3V+12V+11V=6V。 (2)当P移到最左端时,灯 L、R2和R3都被短路,外电阻只有R1。由闭合电路欧姆定律得I1=2A。 E R1+ r (3)灯 L 电阻RL=6。设滑动变阻器Pb段的电阻为R3,Pa段与R2被短路,R3与灯 L 并联后与R1串联。 UL2 P R3与RL并联后的等效电阻R3L=。由闭合电路欧姆定律得I2=。又U3=I2R3L,所以P3= R3RL R3+ RL E R1+ r + R3L (式中物理量单位均取国际单位制的单位)。当R3=2 时变阻器R3上消耗的功率 U32 R3 = 16R3 R32+ 4R3+ 4 = 16 R3+ 4 R3 + 4 最大,且最大值为 2W。
