高中物理高考 专题8 2 串联电路和并联电路、闭合电路欧姆定律 练 解析版

专题8.2 串联电路和并联电路、闭合电路欧姆定律【练】 目录 一．练经典题型 1 二、练创新情景 3 三．练规范解答 6 一．练经典题型 1.(2021·江西赣州市上学期期末)如图所示是汽车蓄电池与车灯、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω，电表可视为理想电表．只接通S1时，电流表示数为10 A，电压表示数为12 V，再接通S2，启动电动机时，电流表示数变为8 A，则此时通过启动电动机的电流是(　　) A．2 A B．8 A C．50 A D．58 A 【答案】　C 【解析】　只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝12 V＋10×0.05 V＝12.5 V，R灯＝ Ω＝1.2 Ω，再接通S2后，流过启动电动机的电流为：I电动机＝ A－8 A＝50 A，故选C. 2. (多选)[2021·陕西渭南市教学质量检测(Ⅰ)]如图所示，电流表示数为I，电压表示数为U，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器C所带的电荷量为Q，电源内阻不能忽略。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，下列说法正确的是(　　) A.U增大、I减小 B.U减小、I增大 C.P增大、Q减小 D.P、Q均减小 【答案】　BC 【解析】　当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，接入电路中的电阻减小，总电阻变小，总电流变大，内电压变大，由路端电压U＝E－Ir知U变小，电压表示数减小，电流表示数增大，R2两端电压增大，功率P增大，电容器与变阻器并联，所以电容器两端电压减小，由公式Q＝CU可知，电荷量减小，故B、C正确。 3．(2021·绵阳月考)(多选)如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是(　　) A．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率 B．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率 C．当R2＝0时，R1获得最大功率 D．当R2＝0时，电源的输出功率最大 【答案】AC　 【解析】在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1＋r的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图所示) R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A项正确；讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据P＝I2R知，电路中电流越大，R1上的电功率就越大(P1＝I2R1)，所以，当R2＝0时，R1获得的电功率最大，故B项错误，C项正确；讨论电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源的输出功率不一定最大，故D项错误。 4.(多选)(2021·贵州安顺市上学期质量监测)如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线．由该图可知下列说法中正确的是(　　) A．两条图线的交点表示内、外电路消耗的总功率为4 W B．电源的内电阻为1 Ω C．电源输出功率最大值为4 W D．电源的效率最大可达50% 【答案】　BC 【解析】　根据题图可以知道，曲线C1、C2交点的位置，此时电路的内、外功率相等，由于内、外电路的电流是相等的，所以此时电源的内阻和外电路总电阻大小是相等的，内、外电路消耗的功率相等，总功率为8 W，即此时电源的输出功率是最大的，由题图可知电源输出功率最大值为4 W，所以A错误，C正确；根据P＝I2R＝I2r可知，当输出功率最大时，P＝4 W，I＝2 A，所以R＝r＝1 Ω，所以B正确；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，R越大，电源的效率越大，只当r＝R时，电源的效率才是50%，但不是效率的最大值，所以D错误． 5.如图所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是(　　) A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 【答案】C　 【解析】设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA，则每一小格表示0.06 A，选项C正确。 6．(多选)(2021·江苏扬州市调研)如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻(温度升高，电阻减小)，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的有(　　) A.电压表示数增大 B.电流表示数减小 C.有电流向下流过A点 D.电压表和电流表示数变化量之比保持不变 【答案】　CD 【解析】　当环境温度升高时，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，内阻和R1两端电压变大，则R2电压减小，即电压表读数减小，选项A、B错误；由于电容器两端电压减小，可知电容器放电，则有电流向下流过A点，选项C正确；由于U＝E－I(R1＋r)，则＝R1＋r，即电压表和电流表示数变化量之比保持不变，选项D正确。 7.(2021·北京市平谷区第二次模拟)恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是(　　) A.R0上的电压变小 B.R2上的电压变大 C.恒流源输出功率保持不变 D.R1的电功率增大 【答案】　B 【解析】　电源输出电流不变，触头P由图示位置向左移动时，接入电路的电阻变大，则总电阻也变大，而电源输出电流不变，由闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压增大，所以R2上的电压变大，R2是定值电阻，所以通过R2的电流变大，总电流不变，则通过R1电流减小，所以R1的电压减小，R1的电功率减小，R0上的电压变大，故A、D错误，B正确；恒流源输出功率P＝UI，而U增大，I不变，则P增大，故C错误。 8.(2021·北京市东城区上学期期末)如图所示，当开关S闭合后，小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E，内阻为r，指示灯L的电阻为R0，额定电流为I，电动机M的线圈电阻为R，则(　　) A.电动机的额定电压为IR B.电动机的输出功率为IE－I2R C.电源的输出功率为IE－I2r D.整个电路的热功率为I2(R0 ＋R) 【答案】　C 【解析】　电动机的额定电压为E－IR0－Ir，选项A错误；电动机的输出功率为I(E－IR0－Ir)－I2R，选项B错误；电源的输出功率为IE－I2r，选项C正确；整个电路的热功率为I2(R0 ＋R＋r)，选项D错误。 9．(2021·江西名校联考)如图所示电路中，R1和R2是两个滑动变阻器，电源的内阻不可忽略．开关S闭合后，灯泡L正常发光，两金属板之间的带电油滴处于静止状态，则 (　　) A．仅将R1的滑片向右移动，油滴会向上运动 B．仅将R2的滑片向左移动，灯泡L会变亮 C．仅将R1的滑片向右移动，路端电压变小 D．仅将R2的滑片向左移动，电源的功率变小 【答案】：B 【解析】：R1与电容器串联，改变R1的阻值对原电路没有任何影响，对电容器也没有任何影响，A、C均错误；仅将R2的滑片向左移，电路的总电阻减小，电流增大，灯泡L变亮，B正确；电源的功率P＝EI增大，D错误． 10.在如图所示的电路中，闭合开关S后，L1、L2两灯泡都正常发光，后来由于某种故障使L2突然变亮，电压表读数减小，由此推断，该故障可能是 (　　) A．L1灯丝烧断 B．电阻R2断路 C．电阻R2短路 D．电容器被击穿短路 【答案】：D 【解析】：若L1灯丝烧断，则总电阻增大，总电流减小，L2两端电压减小，L2变暗，选项A错误；若R2断路，则总电阻增大，总电流减小，电压表读数增大，L1与R1并联部分两端的电压减小，故L2两端的电压增大，L2变亮，选项B错误；若电阻R2短路，则通过L2的电流为零，L2不亮，选项C错误；若电容器被击穿短路，则电路总电阻减小，路端电压减小，总电流增大，L2变亮，选项D正确． 二、练创新情景 1.(2021·枣庄模拟)如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　乙 A．C、D两点之间的高度差将变大 B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小 C．A、B两点之间的高度差不变 D．在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大 【答案】A　 【解析】因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差类似于外电压，减小；C、D两点高度差类似于内电压，变大，故A正确，C错误。A与D、C与B高度差之和类似于电动势，不变，故B错误。电子从A处经D、C至B处，非静电力做功W＝Eq，不变，故D错误。 2．(多选)(2021·贵州六盘水高三质检)某同学在研究微型直流电动机的性能时，采用如图4所示的实验电路。闭合开关，并调节滑动变阻器R的阻值，使电动机不转动，此时电流表和电压表的示数分别为I1和U1。重新调节R的阻值，使电动机正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为I2和U2。则(　　) A.这台电动机的线圈电阻为 B.这台电动机正常运转时线圈的发热功率为U1I1 C.这台电动机正常运转时的输出功率为U2I2－I D.这个电源的内阻为 【答案】　AC 【解析】　电动机不转动时满足欧姆定律，电动机的线圈电阻r0＝，故A正确；电动机正常转动时的发热功率为P1＝Ir0＝，故B错误；这台电动机正常运转时输入功率为P2＝U2I2，所以输出功率为P3＝P2－P1＝U2I2－I，故C正确；若滑动变阻器的阻值R恒定不变，则根据闭合电路欧姆定律可知E＝U1＋I1(r＋R)，E＝U2＋I2(r＋R)，解得r＋R＝，由于滑动变阻器的阻值变化，且不知道具体是多少，所以电源内阻不等于，故D错误。 3.(2021·南阳一中模拟)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的U­I图象．在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为 (　　) A．5.5 Ω B．7.0 Ω C．12.0 Ω D．12.5 Ω 【答案】：A 【解析】：由欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为：E＝3.6 V．根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U＝2.5 V，电流为I＝0.2 A，则硅光电池的内阻为：r＝＝ Ω＝5.5 Ω，故A正确． 4.(多选)(2021·广东珠海市质量监测)如图所示，直流电路中，R1、R2是定值电阻，R3是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小。当开关S闭合，电容器两板间的M点的带电液滴恰好能保持静止。现用强光照射电阻R3时(　　) A.电源的总功率减小 B