【配套K12】[学习](浙江专版)2019届高考物理一轮复习 第7章 恒定电流 2 第二节 电路 闭

2 第二节 电路 闭合电路的欧姆定律一、单项选择题1．(2018·苏锡常镇四市高三调研)某一平行板电容器，其一个极板带＋5.4×10－3C 电荷量，另一极板带－5.4×10－3C 电荷量；电容器两极板间电压为450 V ，则该电容器的电容值为( )A ．2.4×10－5F B ．1.2×10－5F C ．8.3×104FD ．4.2×104F解析：选B.根据电容的定义式，可知C ＝QU＝1.2×10－5F ，故选项B 正确．2．如图所示为小灯泡的U －I 图线，若将该小灯泡与一节电动势E ＝1.5 V ，内阻r ＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据( )A ．1.5 W 1.0 WB ．0.75 W 0.5 WC ．0.75 W 0.75 WD ．1.5 W 0.75 W解析：选D.在题图中画出电源的U －I 图象，与灯泡的U －I 图象的交点为I ＝1.0 A ，U ＝0.75 V ，则电源的总功率P 总＝EI ＝1.5 W ，灯泡的功率P 灯＝UI ＝0.75 W ，故D 正确．3．(2018·江苏四市联考)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，闭合开关S ，不考虑灯丝电阻随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是( )A ．电流表读数减小，小灯泡L 1变暗B ．电压表读数变大C ．电流表读数增大，小灯泡L 2变暗D ．电容器所带电荷量增大解析：选B.将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，其与小灯泡L 1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，电流表读数减小，小灯泡L 2变暗，路端电压U ＝E －Ir 增大，电压表的读数变大，选项B 正确，C 错误；小灯泡L 1两端的电压U 1＝E －I (r ＋R L2)增大，通过小灯泡L 1的电流变大，小灯泡L 1变亮，选项A 错误；通过小灯泡L 2的电流减小，小灯泡L 2两端电压变小，与小灯泡L 2并联的电容器两端电压减小，由Q ＝CU 可得电容器所带电荷量减小，选项D 错误． 4.在如图所示的电路中，R 1＝11 Ω，r ＝1 Ω，R 2＝R 3＝6 Ω，当开关S 闭合且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 1；当开关S 断开且电路稳定时，电容器C 带电荷量为Q 2，则( ) A ．Q 1∶Q 2＝1∶3 B ．Q 1∶Q 2＝3∶1 C ．Q 1∶Q 2＝1∶5D ．Q 1∶Q 2＝5∶1解析：选A.当开关S 闭合时，电容器两端电压等于R 2两端的电压，U 2＝ER 2R 1＋R 2＋r ＝E 3，Q 1＝E3C ；当开关S 断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U ＝E ，Q 2＝EC ，所以Q 1∶Q 2＝1∶3，选项A 正确．5．(2018·南京高三模拟)如图所示的电路，R 1、R 2、R 4均为定值电阻，R 3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 .起初电容器中悬停一质量为m 的带电尘埃，当环境温度降低时，下列说法中正确的是( )A ．电压表和电流表的示数都减小B ．电压表和电流表的示数都增大C ．电压表和电流表的示数变化量之比保持不变D ．带电尘埃将向下极板运动解析：选C.当环境温度降低时，热敏电阻阻值增大，并联部分电路总阻值增大，根据闭合电路欧姆定律，干路电流减小，电流表示数减小，电压表示数增大，选项A 、B 错误；并联部分电压的增加量等于定值电阻R 1和电源内阻r 上电压的减少量，由于R 1和电源内阻r 之和不变，故ΔUΔI ＝R 1＋r 不变，选项C 正确；并联部分阻值增大，电容器两端电压增大，带电尘埃受到的电场力增大，带电尘埃将向上极板运动，选项D 错误．6．(2018·扬州高三月考)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R 0、电源的电动势E 和内电阻r ，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A 和电压表V 1的测量数据，另一同学记录的是电流表A 和电压表V 2的测量数据．根据数据描绘了如图乙所示的两条U －I 直线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是( )A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．电源的输出功率最大C ．定值电阻R 0上消耗的功率为1.0 WD ．电源的效率达到最大值解析：选B.由图乙可得，电源的电动势E ＝1.5 V ，r ＝1 Ω，交点位置：R ＋R 0＝U 1I＝2 Ω，R 0＝U 2I＝2 Ω，R ＝0，滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端，A 项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R 0>r ，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B 项正确；R 0消耗的功率P ＝IU 2＝0.5 W ，C 项错误；电源的效率η＝IE －I 2rIE，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P 滑到最右端时效率最大，D 项错误． 二、多项选择题7．直流电路如图所示，闭合开关S ，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的( )A ．总功率一定减小B ．效率一定增大C ．内部损耗功率一定减小D ．输出功率一定先增大后减小 解析：选ABC.滑片P 向右移动时外电路电阻R 外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P 总＝EI 可得P 总减小，故选项A 正确．根据η＝R 外R 外＋r ＝11＋rR 外可知选项B 正确．由P 损＝I 2r 可知，选项C 正确．由P 输－R 外图象可得，因不知道R 外的初始值与r 的关系，所以无法判断P 输的变化情况，选项D 错误．8.电源、开关S 、定值电阻R 1、R 2、光敏电阻R 3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S 闭合，并且无光照射光敏电阻R 3时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M 点，当用强光照射光敏电阻R 3时，光敏电阻的阻值变小，则( ) A ．液滴向下运动 B ．液滴向上运动 C ．电容器所带电荷量减少 D ．电容器两极板间电压变大解析：选BD.液滴静止时，其重力与所受电场力平衡．电路稳定时电容器两端电压等于电阻R 1两端电压，当用强光照射光敏电阻R 3时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电阻R 1两端电压变大，电容器继续充电，电荷量增加，并且带电液滴所受电场力增大，液滴向上运动．9．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2，3.5)、Q (6，5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是()A ．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B ．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C ．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D ．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10解析：选AB.根据题图可知，E 1＝E 2＝10 V ，r 1＝54 Ω，r 2＝56Ω，所以r 1∶r 2＝3∶2，E 1∶E 2＝1∶1，选项A 、B 正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1＝18.2 W 和P 2＝30 W ，小灯泡的电阻分别为R 1＝3552 Ω，R 2＝56 Ω，所以选项C 、D 错误．10．(2018·南京四校联考)如图所示，电源电动势E ＝9 V ，内电阻r ＝4.5 Ω，变阻器R 1的最大电阻R m ＝5.0 Ω，R 2＝1.5 Ω，R 3＝R 4＝1 000 Ω，平行板电容器C 的两金属板水平放置．在开关S 与a 接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止．那么( )A ．在题设条件下，R 1接入电路的阻值应为3 Ω，电源的输出功率应为4.5 WB ．引入的微粒带负电，当开关接向b (未接触b )的过程中，微粒将向下运动C ．在题设条件下，当R 1的阻值增大时，R 2两端的电压增大D ．在题设条件下，当开关接向b 后，流过R 3的电流流向为d →c解析：选AD.选项A 中在开关S 与a 接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R 1＋R 2＝r ，R 2＝1.5 Ω，则R 1＝3 Ω.电源的输出功率P m ＝E 24r＝4.5 W ，故选项A 正确；选项B 中在开关S 与a 接触且当电路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态．而上极板带正电，可知微粒带负电．当开关接向b (未接触b )的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，故选项B 错误；选项C 中电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R 1和R 2及电源构成串联电路，R 1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R 2两端的电压减小，故选项C 错误；选项D 中在题设条件下，开关接a 时，上极板带正电，当开关接向b 后，下极板带正电，流过R 3的电流流向为d →c ，故选项D 正确． 三、非选择题11．如图所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF.(1)闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流．(2)然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和流过R 1的总电荷量．(3)如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率． 解析：(1)稳定时，电路中的电流：I ＝Er ＋R 1＋R 2＝1 A. (2)S 闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压：U ＝IR 2＝1×6 V ＝6 V断开后，电容器两端的电压为10 V 所以ΔU ＝4 V流过R 1的总电荷量为： ΔQ ＝ΔU ·C ＝1.2×10－4C.(3)P R 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E r ＋R 1＋R 22·R 2＝E 2[R 2－（R 1＋r ）]2R 2＋4（R 1＋r ）可见当R 2＝R 1＋r 时，R 2消耗的功率最大P m R 2＝E 24（R 1＋r ）＝6.25 W.答案：(1)1 A (2)4 V 1.2×10－4C (3)6.25 W12．如图1所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故．参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电源的内阻)．(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V 的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻．(2)如图2所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻串联，接在电动势为8 V的电源上，求通过电流表的电流值和每个灯泡的电阻．解析：(1)三个灯串联时，每个灯的电压为4 V ，由图象知，当电灯两端的电压为4 V 时，电灯的电流为0.4 A. 电灯的电阻为R 0＝U I ＝40.4Ω＝10 Ω. (2)若设流过电灯的电流为I ，两端电压为U ，由欧姆定律得E ＝2IR 0＋U ，即U ＝8－20I .将U ＝8－20I 函数关系图象作在题图曲线中，如图所示，两图线交点为(2 V ，0.3 A)，可得此种情况下电流为0.3 A.通过电流表的电流值为I A ＝2I ＝0.6 A ， 电灯的电阻为R ＝U I ＝20.3Ω≈6.7 Ω.答案：见解析。