2011届高考物理一轮复习 第2课时闭合电路的欧姆定律练习 人教大纲版

第2课时闭合电路的欧姆定律1．在某控制电路中，需要连成如图10－2－14所示的电路，主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、图10-2-14L2是红绿两个指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是( )A．L1、L2两个指示灯都变亮B．L1、L2两个指示灯都变暗C．L1变亮，L2变暗D．L1变暗，L2变亮解析：当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串并联电路特点可知电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内阻分担电压增大，路端电压减小，L1灯变暗，通过其电流减小；由U1＝I2R1及I2＝I－I1可知R1分担电压增大，L2及R2两端电压减小，L2功率减小而变暗，选项B正确．答案：B2.图10-2-15如图10－2－15所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的触片由右端向左滑动时，下列说法中正确的是( )A．小灯泡L1、L2均变暗B．小灯泡L1变亮，V1表的读数变大C．小灯泡L2变亮，V2表的读数变大D．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小解析：电压表V1接在电源两端，V2接在电灯L2两端，滑动变阻器与灯泡L1并联，再与L2串联．当滑动变阻器滑片由右向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，内电压增大，外电压减小，因此电压表V1的示数减小，B项错误；灯泡L2中的电流增大，L2变亮，A项错误；L2两端的电压增大，V2的示数增大，C项正确；L1两端的电压减小，灯泡L1变暗，D项正确．答案：CD3.图10-2-16如图10－2－16所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈电阻R2＝10 Ω.当开关S断开时，电流表的示数为0.5 A；当电键S闭合后，电动机转起来，电路两端电压不变．电流表显示的电流或电路消耗的电功率P应是( )A．I＝1.5 A B．I＞1.5 AC．P＝15 W D．P＜15 W解析：S断开时，电流表示数为0.5 A，则U＝I1R1＝10 V，S闭合时，因电动机为非纯电阻元件，故I2＜UR2＝1 A，故A、B错．这时电路总功率P总＝UI总＝U(I1＋I2)＜10×(1＋0.5)W，即P总＜15 W，故D对．答案：D图10-2-174．(2010·天星金考卷热点专题卷)图10－2－17甲为某一小灯泡的U—I图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1 Ω、电动势为5 V的电源两端，如图10－2－17乙所示．则( )A．通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WB．通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.6 WC．通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.26 WD．通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率为0.4 W解析：若通过每盏小灯泡的电流强度为0.2 A ，则电源输出电流为I ＝0.4 A ，由闭合电路欧姆定律计算得此时小灯泡两端电压为U ＝E －I (R ＋r )＝3 V ．由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.2 A 时小灯泡两端电压仅为1.3 V ，显然通过每盏小灯泡的电流强度不可能为0.2 A ，A 、C 错误；若通过每盏小灯泡的电流强度为0.3 A ，由题图甲可知小灯泡的电流强度为0.3 A 时小灯泡两端电压为2.0 V ，电阻R 和内阻r 上的电压为3.0 V ，此时每盏小灯泡的电功率为P ＝UI ＝0.6 W ，B 正确、D 错误． 答案：B图10-2-185. 有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图10－2－18中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R (是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G (实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A ，电源电动势为12 V ，内阻为2 Ω，电阻R 随压力变化的函数式为R ＝30－0.02F (F 和R 的单位分别是N 和Ω)．下列说法正确的是( )A ．该秤能测量的最大体重是1 400 NB ．该秤能测量的最大体重是1 300 NC ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘0.375 A 处D ．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘0.400 A 处解析：本题考查传感器及闭合电路欧姆定律．电路中允许的最大电流为3 A ，因此根据闭合电路欧姆定律，压力传感器的最小电阻应满足R ＋2＝123，R 最小为2 Ω，代入R ＝30－0.02F ，求出最大F ＝1 400 N ，A 项正确，B 项错误；当F ＝0时，R ＝30 Ω，这时电路中的电流I ＝1230＋2A ＝0.375 A ，C 项正确，D 项错误． 答案：AC1． 某同学做电学实验，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是图中的( )2.图10-2-19如图10－2－19所示，电源电动势为E，内电阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，S 闭合后，两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，G为灵敏电流计．则以下说法正确的是( )A.若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴仍然静止，G中有“a→b的电流B.若滑动变阻器滑动触头向下移动，则油滴向下加速运动，G中有b→a“的电流C.若滑动变阻器滑动触头向上移动，则油滴向上加速运动，G中有b→a“的电流D.若将S断开，则油滴仍保持静止状态，G中无电流答案：C图10-2-203．(2010·广州模拟)如图10－2－20为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B 两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220 V．那么该热水器的故障在于( )A．连接热水器和电源之间的导线断开B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁D．同时发生了以上各种情况4． 教学上用的吸尘器的电动机内阻是一定的，当加上0.3 V 的电压，电流为0.3 A 时，吸尘器上的直流电动机不转动；当加上2.0 V 的电压、电流为0.8 A 时，它正常工作，则吸尘器正常工作时输出功率与输入功率之比为( )A ．3∶5B ．5∶3C ．1∶2D ．1∶3解析：电动机不转时，可视为纯电阻，由欧姆定律可知其内阻为r ＝1 Ω；当正常工作时，P λ＝UI ＝2.0×0.8 W＝1.6 W ，P 热＝I 2r ＝0.82×1 W＝0.64 W ，所以P 出＝P λ－P 热＝1.6 W －0.64 W ＝0.96 W ，所以输出功率与输入功率之比为3∶5，A 正确． 答案：A图10-2-215. 如图10－2－21所示，电源电动势E ＝5 V ，内阻不计，定值电阻R 1＝R 2＝3 Ω，可变电阻R 3的最大阻值为6 Ω.当滑动变阻器的滑动触头在R 3上滑动时，R 2上的电压取值范围为( )A ．0 V ～2 VB ．0 V ～3 VC ．0 V ～3.6 VD ．0 V ～4 V解析：由题意得：当滑动变阻器的滑动触头在R 3最左端时，R 2被短路，R 2上的电压为0，随着滑动变阻器的滑动触头在R 3上向右滑动，与R 2并联的R 3部分电阻的阻值增大，R 2所在并联支路上的电压随之增大，当滑动变阻器的滑动触头在R 3最右端时，R 并＝R 2R 3R 2＋R 3＝3×63＋6Ω＝2 Ω，此时R 2上的电压最大．U 并＝R 并R 并＋R 1E ＝22＋3×5 V＝2 V ，所以R 2上的电压取值范围为0 V ～2 V ，所以A 对． 答案：A图10-2-26. 如图10－2－22所示，电源电动势E ＝14 V ，内阻r ＝1 Ω.小灯泡L 标有“2 V 4 W”，电动机的内阻r M ＝0.5 Ω，当变阻器调到R ＝1 Ω时，电灯和电动机正常工作( )A ．电动机的输出功率14 WB ．电动机的输出功率16 WC ．电源的输出功率24 WD ．电源的输出功率28 W图10-2-237. 如图10－2－23所示电路中，电源电动势为E ，内电阻r 不能忽略．闭合S 后，调整R 的阻值．使电压表的示数增大ΔU ，在这一过程中( )A ．通过R 1的电流增大，增大量为ΔU /R 1B ．R 2两端的电压减小，减小量为ΔUC ．通过R 2的电流减小，减小量小于ΔU /R 2D ．路端电压增大，增大量为ΔU解析：电阻R 增大时，并联电阻变大，电路中总电阻变大，干路电流变小，内电压变小，R 2两端的电压U 2变小，则电压表示数变大，对于回路有：E ＝U ＋U ′＝U V ＋U 2＋U ′，U V ＝I 1R 1，U 2＝IR 2，U ′＝Ir .所以有：ΔU ＝ΔU 2＋ΔU ′.故选A. 答案：A8． 用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图10－2－24所示，在AB 间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图10－2－25中a 、b 、c 所示，则下列判断中正确的是( )图10-2-24 图10-2-25 A ．AB 间接入定值电阻显示图象a B ．AB 间接入电容器显示图象b C ．AB 间接入电感线圈显示图象cD ．AB 间接入电感线圈显示图象b解析：接入定值电阻后，电流恒定，A 项错误；接入电感线圈时，由于电感线圈的自感作用，电流会逐渐增大到稳定值，C 项错误，D 项正确；接入电容器时，会有瞬间的电流，然后减为零，所以B 项错误． 答案：D9．(2010·汕头调研)如图10－2－26甲所示，R 为电阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，R x 为未知电阻，(1)断开S 2，闭合S 1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R 、I 值，并依据R 、I 值作出了如图10－2－26乙所示的R —1I图线，(2)断开S 2，闭合S 1,0时，1/U ＝1/E ；当1/U＝0时，由前式可得：R V ＝－R .因此，将图中直线延长，延长线与横轴交点的绝对值等于此电压表的内阻．调至某一位置时，电流表的示数I 1＝1.0 A ；保持电阻箱的位置不变，断开S 1，闭合S 2，此时电流表的示数为I 2＝0.8 A ，据以上数据可知( )图10-2-26A ．电源电动势为3.0 VB ．电源内阻为0.5 ΩC ．R x 的阻值为0.5 ΩD ．S 1断开、S 2接通时，随着R 的减小，电源输出功率减小 解析：由I ＝ER ＋r得R ＝E I－r 则R －1I图象的斜率k ＝E ＝2.0 V ，A 选项错误，R 轴截距的绝对值等于内阻r ，即r ＝0.5 Ω，B 选项正确，S 2断开，S 1闭合时，R ＋r ＝E I 1；S 1断开，S 2闭合时，R x ＋R ＋r ＝E I 2，所以，R x ＝E I 2－E I 1＝0.5 Ω，C 选项正确，因R x ＝r ，所以，电路中的外电阻大于内阻，随着R 的减小，电源输出功率将增大，R ＝0时，电源输出功率最大，D 选项错误． 答案：BC 10.图10-2-27如图10－2－27所示电路中，电源电动势E ＝9 V ，内阻r ＝2 Ω，定值电阻R 1＝6 Ω，R 2＝10 Ω，R 3＝6 Ω，电容器的电容C ＝10 μF. (1)保持开关S 1、S 2闭合，求电容器C 的带电荷量；(2)保持开关S 1闭合，将开关S 2断开，求断开开关S 2后流过电阻R 2的电荷量． 解析：(1)保持开关S 1、S 2闭合，则电容器上的电压U C ＝UR 1＝R 1R 1＋R 2＋r E ＝66＋10＋2×9 V＝3 V电容器带电荷量Q ＝CU C ＝10×10－6×3 C＝3×10－5C.(2)保持开关S 1闭合，将开关S 2断开后，电路稳定时电容器上的电压等于电源电动势，此时电容器上的电荷量Q ′＝CE ＝10×10－6×9 C＝9×10－5C. 而流过R 2的电荷量等于电容器C 上电荷量的增加量QR 2＝ΔQ ＝Q ′－Q ＝9×10－5 C －3×10－5 C ＝6×10－5 C.答案：(1)3×10－5C (2)6×10－5C 11.图10-2-28如图10－2－28所示，电解槽A 和电炉B 并联后接到电源上，电源内阻r ＝1 Ω，电炉电阻R ＝19 Ω，电解槽电阻r ′＝0.5 Ω.当S 1闭合、S 2断开时，电炉消耗功率为684 W ；S 1、S 2都闭合时电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变)．试求： (1)电源的电动势；(2)S 1、S 2闭合时，流过电解槽的电流大小；(3)S 1、S 2闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率． 解析：(1)S 1闭合、S 2断开时电炉功率为P 1 电炉中电流I ＝P 1R ＝ 68419A ＝6 A 电源电动势E ＝I (R ＋r )＝120 V. (2)S 1、S 2都闭合时电炉功率为P 2 电炉中电流为I R ＝P 2R ＝ 47519A ＝5 A 电源路端电压为U ＝I R R ＝5×19 V＝95 V 流过电源的电流为I ＝E －U r ＝120－951A ＝25 A 流过电解槽的电流为I A ＝I －I R ＝20 A.(3)电解槽消耗的电功率P A ＝I A U ＝20×95 W＝1 900 W 电解槽内热损耗功率P 热＝I 2A r ′＝202×0.5 W＝200 W电解槽转化成化学能的功率为P 化＝P A －P 热＝1 700 W. 答案：(1)120 V (2)20 A (3)1 700 W12．如图10－2－29甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3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10－2－29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：图10-2-29(1)电源的电动势和内阻. (2)定值电阻R 2的阻值． (3)滑动变阻器的最大阻值．解析：(1)将乙图中AB 线延长，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处，所以电源的电动势为E ＝20 V ，内阻r ＝EI 短＝20 Ω. (2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应乙图中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ， 得R 2＝U 2I 2＝5 Ω.(3)当P 滑到R 3的左端时，由乙图知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A 所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω 因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2 所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω. 答案：(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω。