人教版物理选修3-1习题:第2章 7 闭合电路的欧姆定律

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人教版物理选修3-1习题:第2章 7 闭合电路的欧姆定律

www.ks5u.com 第二章 7‎ ‎[练案16]‎ ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1~3题为单选题,4~6题为多选题)‎ ‎1.关于闭合电路,下列说法正确的是( B )‎ A.电源短路时,放电电流为无限大 B.电源短路时,内电压等于电源电动势 C.用电器增加时,路端电压一定增大 D.把电压表直接和电源连接时,电压表的示数等于电源电动势 解析:电源短路时,R=0,放电电流I=,U内=E,A错误,B正确;当并联用电器增加时,并联电阻变小,电路中的电流变大,内电压变大,路端电压变小,C错误;当电压表直接和电源连接时,电压表不视为理想电表时,电路中有微小电流,内电路有一定的电势降落,D错误。‎ ‎2.飞行器在太空飞行,主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( D )‎ A.0.1 V      B.0.2 V C.0.3 V D.0.4 V 解析:电池没有接入外电路时,路端电压等于电池电动势,所以电动势E=800 mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电池内阻r== Ω=20 Ω,该电池与20 Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流I== mA=20 mA,所以路端电压U=IR=400 mV=0.4 V,D项正确。‎ ‎3.如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法错误的是( D )‎ A.灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗 B.各灯两端电压在灯多时较低 C.通过电池的电流在灯多时较大 D.电池输出功率灯多时较大 解析:由于电灯并联在电路中,所以接入电路的电灯越多,总电阻越小,电路的总电流越大,电源的内电压越大,路端电压越低,流过每个灯的电流越小,每个电灯越暗,选项A、B、C正确,选项D错。‎ ‎4.学生为“神州十一号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置,其原理可简化如图,拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接,该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处,在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值,当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正。这个装置在“神州十一号”载人飞船发射、运行和回收过程中,下列说法中正确的是( ABD )‎ A.飞船在竖直减速上升的过程中,处于失重状态,电压表的示数为负 B.飞船在竖直减速返回地面的过程中,处于超重状态,电压表的示数为正 C.飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为零 D.飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为负 解析:飞船在竖直减速上升的过程中,加速度方向竖直向下,由牛顿第二定律得知,飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负,故A正确;飞船在竖直减速返回地面的过程中,加速度方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,处于超重状态,电压表的示数为正,故B正确;飞船在圆轨道上运行时,加速度方向竖直向下,电压表的示数为负,故C错误,D正确。‎ ‎5.如图所示的电路中,电键K1、K2、K3、K4均闭合,在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P,下列判断正确的是( ACD )‎ A.若断开K1,则P将继续悬浮不动 B.若断开K2,则P将向下加速运动 C.若断开K3,则P将向下加速运动 D.若断开K4,则P将继续悬浮不动 解析:断开K1,电容器两板间的电压不变,场强不变,油滴所受的电场力不变,油滴仍处于平衡状态,故P悬浮不动,故A正确;断开K2‎ ‎,电容器两板间的电压增大,稳定时,其电压等于电源的电动势,板间场强增大,油滴所受的电场力增大,油滴将向上运动,故B错误;断开K3,电容器通过电阻放电,板间场强逐渐减小,油滴所受的电场力减小,油滴将向下加速运动,故C正确;断开K4,电容器的电量不变,板间场强不变,油滴仍处于静止状态,故D正确,故选ACD。‎ ‎6.(多选)(2019·广州市荔湾区高二上学期期末)在如图所示的电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时( BD )‎ A.A灯变亮  B.B灯变亮 C.C灯变亮 D.D灯变亮 解析:当滑动变阻器滑片P向下移动时,滑动变阻器的有效阻值变小,外电路总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律知,总电流I增大,内电压增大,则路端电压减小,A灯的电压减小,故A灯变暗;总电流I增大,通过A灯的电流减小,所以B灯所在支路电流增大,则B灯变亮;B灯的电压增大,而路端电压减小,所以C灯的电压减小,C灯变暗。通过C灯的电流减小,而通过B灯的电流增大,所以通过D灯的电流增大,D灯变亮。故AC错误,BD正确。故选BD。‎ 二、非选择题 ‎7.(2019·江苏省宿迁市高二上学期期末)如图,电路中电源电动势E=10 V,内阻r=1 Ω,小灯泡L额定电压U=8 V,额定功率字迹模糊不清,电动机M的线圈电阻RM=2 Ω。闭合开关S后,灯泡恰好正常发光,电动机输出机械功率P=3.5 W。求:‎ ‎(1)电源中电流I;‎ ‎(2)电动机线圈中电流IM;‎ ‎(3)小灯泡额定功率PL。‎ 答案:(1)2 A (2)0.5 A (3)12 W 解析:(1)电源的内电压U内=E-U 电源中电流I=解得:I=2 A ‎(2)电动机的总功率PM=UIM,电动机的热功率P热=IRM,能量守恒PM=P热+P,电动机中电流IM=0.5 A ‎(3)通过灯泡的电流I灯=I-IM,小灯泡的额定功率PL=UI灯=12 W ‎ 能力提升 ‎ 一、选择题(1~2题为单选题,3~5题为多选题)‎ ‎1.(2019·浙江省名校协作体高二上学期联考)如图所示的电路,电源电动势为12 V,内阻恒定且不可忽略。初始时刻,电路中的电流等于I0,且观察到电动机正常转动。现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半,观察到电动机仍在转动。不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是( B )‎ A.电源的热功率减为初始时的一半 B.电源的总功率减为初始时的一半 C.电动机的热功率减为初始时的一半 D.变阻器的功率减为初始时的四分之一 解析:电源的内阻和电动机的内阻不变,根据公式P=I2R知:电路中的电流减小为I0的一半,则电源的热功率减为初始时的,电动机的热功率减为初始时的。故A、C错误。根据P=EI知:电路中的电流减小为I0的一半,而电源的电动势不变,则电源的总功率减为初始时的一半,故B正确。电路中的电流减小为I0的一半,说明变阻器接入电路的电阻增大,所以由P=I2R知变阻器的功率大于初始时的。故D错误。故选B。‎ ‎2.(2019·山东师范大学附中高二上学期期末)如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时,下面说法中正确的是( D )‎ A.伏特表V1的读数减小,安培表A1的读数减小 B.伏特表V1的读数增大,安培表A1的读数增大 C.伏特表V2的读数减小,安培表A2的读数增大 D.伏特表V2的读数增大,安培表A2的读数减小 解析:当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,路端电压U减小,则电流表A1读数增大;电压表 V1‎ 读数U1=E-I(R1+r),I增大,其他量不变,则U1减小;通过电流表A2的电流I2=,U1减小,则I2减小;通过电阻R2电流I2′=I-I2,I增大,I2减小,则I2′增大,则伏特表 V2的读数增大,故D正确,故选D。‎ ‎3.(2019·新疆建设兵团一师高二上学期期中)如图所示,电流表、电压表均为理想电表,L为小电珠。R为滑动变阻器,电源电动势为E,内阻为r。现将开关S闭合,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列结论正确的是( AC )‎ A.电流表示数变小,电压表示数变大 B.小电珠L变亮 C.电容器C上电荷量增大 D.电源的总功率变大 解析:当滑动变阻器滑片P向左移动时,电阻增大,由“串反并同”可知,与之并联的电压表示数增大,与之串联的灯泡L电流减小,同理判断电流表示数减小,电源总功率减小。路端电压增大,电容器两端电压增大,由Q=CU可知电量增大。故AC正确,BD错误。‎ ‎4.(2019·陕西西安中学高二上学期期末)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,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( ABC )‎ A.电源1与电源2的内阻之比是11∶7‎ B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1‎ C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2‎ D.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2‎ 解析:由图可知,E1=E2=10 V,r1== Ω,r2== Ω,故选项A、B正确;由小灯泡的伏安特性曲线可知,R1==0.6 Ω,R2== Ω,P1=I1′U1′=15 W,P2=I2′U2′=30 W,故选项C正确,D错误。‎ ‎5.有一种测量体重的电子秤,其原理图如下图中的虚线部分所示,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随压力变化的函数为R=30 Ω-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是( AC )‎ A.该秤能测量的最大体重是1 400 N B.该秤能测量的最大体重是1 300 N C.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G刻度盘0.400 A处 解析:当电流表示数达到3A时,压力传感器受到的压力最大,由E=I(R+r)可求得R=2 Ω,由R=30 Ω-0.02F 可求得F=1 400 N,选项A正确,B错误;当踏板空载时,R′=30 Ω,电流表G示数为I′== A=0.375 A,选项C正确,D错误。‎ 二、非选择题 ‎6.如图所示,一电荷量q=3×10-4C带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角α=37°。已知两板相距d=0.1 m,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,电阻R1=4 Ω,R2=R3=R4=12 Ω。g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:‎ ‎(1)电源的输出功率;‎ ‎(2)两板间的电场强度的大小;‎ ‎(3)小球的质量。‎ 答案:(1)10 W (2)100 N/C (3)4×10-3 kg 解析:(1)R2与R3并联后的电阻值R23==6 Ω 由闭合电路欧姆定律得:I==1 A 电源的输出功率为:P出=IE-I2r=10 W ‎(2)电容器两板间的电压UC=I(R1+R23)‎ 电容器两板间的电场强度 E1===100 N/C ‎(3)小球处于静止状态,所受电场力为F,由平衡条件得:F=mgtan α,又有F=qE1所以m= 解得m=4×10-3 kg。‎
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