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1、7-2闭合电路欧姆定律及其应用一、选择题1(2012海南琼海一模)如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知R0r，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是()A电路中的电流变大B电源的输出功率先变大后变小C滑动变阻器消耗的功率变小D定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小答案AC解析当r内R外时，电源输出功率最大；当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，外电路电阻减小，当滑片位于b端时，电源的输出功率最大，选项A对而B错；当把定值电阻R0看做电源内阻时，当滑动变阻器的滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的功率最大，由a端向
2、b端滑动时，滑动变阻器消耗的功率变小，选项C对；此过程中，由PI2R0知，定值电阻R0上消耗的功率变大。选项D错。2(2012浙江瑞安十校联考)如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的UI图象。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为()答案B解析根据UI图象可知，电源电动势E6V，内阻r0.5；当路端电压为U4.8V时，干路电流I2.4A，外电路电阻R2，计算四个选项中，外电路的电阻分别为 1、2、9和4.5，故选项B正确。3(2012长沙名校模考)如图虚 线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成。超导部件有一个超导临界电流Ic，当通过限
3、流器的电流IIc时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R10)转变为正常态(一个纯电阻，且R13)，以此来限制电力系统的故障电流。已知超导临界电流Ic1.2A，限流电阻R26，小灯泡L上标有“6V6W”的字样，电源电动势E8V，内阻r2。原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L正常发光，现L突然发生短路，则()A灯泡L短路前通过R2的电流为AB灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态C灯泡L短路后通过R1的电流为4AD灯泡L短路后通过R2的电流为A答案BD解析在灯泡短路前，超导部件R1处于超导态，限流电阻R2被短路，通过R2的电流为0，A选项错误；当灯泡短路后，假设超导部件R1仍
4、处于超导态，则通过R1的电流为I4A，此时IIc可知假设不成立，超导部件R1由超导状态转为正常态，此时通过R1的电流大小为I1A，通过R2的电流大小为I2A，BD选项正确，C选项错误。4(2012湖北襄阳期中)在研究微型电动机的性能时，应用如图所示的实验电路当调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.50A和2.0V；重新调节R并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为2.0A和24.0V。则这台电动机正常运转时输出功率为()A32WB44WC47WD48W答案A解析电动机不转动，说明无机械能输出，它消耗的电能全部转化为内能，此时的电动机就相当于一个纯电
5、阻，根据电表读数可知，电动机内阻RM4；当电动机恢复正常运转时，为非纯电阻用电器，它消耗的电能等于内部电阻产生的热能和输出的机械功率之和，所以P出P总P热(2.024.02.024)W32W。5(2012泉州五校质检)如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小。根据分析，发生的故障可能是()AR1断路 BR2断路CR3短路 DR4短路答案A解析等效电路如图所示，若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、电流表的电流都减小
6、、故A选项正确。若R2断路，总外电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B选项错。若R3短路或R4短路，总外电阻减小，总电流增大，A中电流变大，与题意相矛盾，故C、D选项错。6(2012辽宁沈阳四校协作体)如图所示的电路，闭合开关S，滑动变阻器滑片P向左移动，下列结论正确的是()A电流表读数变小，电压表读数变大B小灯泡L变亮C电容器C上电荷量减小D电源的总功率变大答案A解析滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，变阻器两端的电压增大，电容器C极板间电压也增大，根据关系式QCU可知，电容器C上电荷量增大，选项C错；滑动变阻器
7、接入电路的阻值增大时，外电路电阻R增大，干路电流减小，路端电压UEIr增大，所以电流表读数变小，电压表读数变大，选项A正确，小灯泡处于干路，根据PI2RL可知，灯泡的实际功率P减小，所以小灯泡L变暗，选项B错；干路电流I变小，电源的总功率P总EI也变小，选项D错。7(2012九江模考)如图所示，电阻R1、R2、R3均为定值电阻，R4为滑动变阻器，电路中的电压表和电流表均为理想电表。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列说法正确的是()A电表A1、V1示数均减小，电表A2、V2示数均增大B电源的效率增大C电流表A1示数的改变量小于电流表A2示数的改变量D电压表V1示数的改变量大于电压表V2示数的改变
8、量答案BC解析将电路简化成如图所示的电路，当滑动变阻器的滑片向右移动时，整个电路的总电阻增大，则干路电流减小，路端电压增大，即电流表A1示数减小，又由于R1、R2为定值电阻，则电压表V1示数减小；而路端电压增大，则电压表V2示数增大，且V2示数的增加量大于V1示数的减小量；对于定值电阻R3，由于电压表V2示数增大，则经过定值电阻R3的电流增大，而干路总电流减小，则通过电阻R4的电流减小，且通过电阻R4的电流的减小量大于干路总电流的减小量，即电流表A1示数的改变量小于电流表A2示数的改变量；电源效率，外电路的总电阻越大，电源效率越高。8(2012苏州调研)在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为
9、三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时()AL1的电压为L2电压的2倍BL1消耗的电功率为0.75WCL2的电阻为12DL1、L2消耗的电功率的比值大于4 1答案BD解析L1的电流是L2电流的2倍，根据伏安特性曲线可知此时L1和L2的电阻不等，L1的电压与L2的电压不存在2倍关系，A错；由伏安特性曲线可得，开关闭合后L1的电压为3.0V，所以L1消耗的电功率为PUI0.253W0.75W，B对，流过L2 的电流为0.125A，由伏安特性曲线可读出此时L2电压约为0.3V，再根据欧姆定律R计算可得R2约为2.4，C错；根据PU
10、I计算可得，D对。二、非选择题9如图所示，图象a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图象b是一定值电阻的伏安特性曲线将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路，若已知该蓄电池组的内阻为2.0，则这个定值电阻的阻值为_。现有4个这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干个进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是_W。答案650解析由图象可得，定值电阻R6，电源电动势EUIr15V2.52V20V；用3只电阻并联作为外电阻时，外电阻等于2，输出功率最大，Pmax50W。10在如图所示的电路中，R12，R2R34，当电键K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当电键K接b时，电压表示数
11、为4.5V，试求：(1)电键K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)电源的电动势和内电阻；(3)当电键K接c时，通过R2的电流。答案(1)1A4V(2)6V2(3)0.5A解析(1)K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式PI2R可得通过电源电流I21A再根据P电源两端电压U14V(2)K接a时，有EU1I1rK接b时，R1和R2串联，R外R1R26通过电源电流I20.75A这时有：EU2I2r解得：E6V，r2(3)当K接c时，R2、R3并联，R232R总R1rR236总电流I3E/R总1A通过R2的电流II30.5A11(2012上海华师大附中八校联考)如图所示，电源内阻
12、r1，R12，R26，灯L上标有“3V1.5W”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1A，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)当滑动变阻器的Pb段电阻多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值多大？答案(1)6V(2)2A(3)22W解析(1)电源的电动势EULIR1Ir3V12V11V6V。(2)当P移到最左端时，由闭合电路欧姆定律，I2A。(3)灯L电阻RL6设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，R3与RL并联等效电阻R3L由闭合电路欧姆定律，I，又U3IR3L，所以P3当R32时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2W。
13、12(2012西安名校三检)如图所示的电路中，电阻R16，R23，R418，R3为滑动变阻器，A、B为变阻器两个端点，滑动触头P在B端时，电流表的读数为2.5A，电源的输出功率为28.125W，电源总功率为33.75W。(1)求电源电动势和内电阻；(2)当滑动触头P处在R3的中点时，电流表的读数为0.9A，则R3的阻值是多少？答案(1)9V2(2)18解析(1)当滑动触头P处在B端时，R3和R4均被短路，电路如图甲所示。根据并联电路的分流原理，通过R1的电流I1I22.5A1.25A干路中电流II1I21.25A2.5A3.75A又因P总P出I2r，即33.75W28.125W(3.75A)2
14、r解得r0.4外电阻R2电源电动势EIRIr9V(2)当触头处在R3的中点时，电路如图乙所示，变阻器R3的上半部分被短路，由于两并联支路上的电压相等得(R2)I2R1I1又I1R1E(I2I1)r解得I11.35A，Rx9所以R32Rx1813(2012浙江五校联考)A、B是水平放置的平行板电容器，当A、B两板直接接到电源两极时，一电子从A板由静止飞到B板时的速度为v0，电源内阻r1，R14，现若按图示连接，当开关S断开时，电子从A板由静止飞到B板的过程中，通过两板的中点C的速度为v0，当开关S断开时，电子从A板由静止飞向B板经C点时的速度为v0，求R2和R3的阻值。答案R210R310解析当A、B两板直接接到电源两极时，电子从A运动到B，由动能定理得，eEmv，当开关S闭合时，电子从A运动到C，由动能定理得，eUm()2，当开关S断开时，电子从A运动到C，由动能定理得，eUm(v0)2可得UE，UE当开关S断开时，电容器C两端的电压为：UC2UE而EUC(R1r)
