2019-2020学年高中物理第2章恒定电流第7节闭合电路欧姆定律同步作业含解析 人教版选修3-1

2019-2020学年高中物理第2章恒定电流第7节闭合电路欧姆定律同步作业含解析 人教版选修3-1

第7节 闭合电路欧姆定律 ‎1．某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系，其中定值电阻R1＝10 Ω、R2＝8 Ω，电源的内阻为r＝2 Ω.当单刀双掷开关接1时电流表的示数为I1＝0.2 A，当单刀双掷开关接2时，电流表的示数I2为(　　)‎ A．0.24 A　　 B．0.2 A　　‎ C．0.18 A　　 D．0.3 A A　解析 当单刀双掷开关接1时，I1＝，当单刀双掷开关接2时，I2＝，由以上两式解得I2＝0.24 A．‎ ‎2．在如图所示的电路中，当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的读数为3 V；当开关S1、S2均闭合时，电压表的读数为1.8 V，已知电压表为理想电表，外接电阻为R、电源内阻为r.由以上数据可知为(　　)‎ A．　　 B．　　‎ C．　　 D． D　解析 当开关S1断开、开关S2闭合时，电压表的示数等于电源的电动势，即E＝3 V，当开关S1、S2均闭合时，U外＝1.8 V，所以U内＝E－U外＝1.2V，因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2.‎ ‎3．如图所示，A、B两灯原来正常发光，现因某一电阻发生断路或短路的故障，使A灯变亮，B灯变暗，那么，故障原因是(　　)‎ A．R0断路 B．R1断路 C．R2断路 D．R2短路 B　解析 电阻R0单独在一个支路上，断路后使外电阻变大，使两个灯泡所在的并联电路的电压都增大，则两个灯泡的亮度都变亮，不符合题意，故选项A错误；灯泡A和电阻R1并联，如果R1断路，此处电阻相当于增大，外电路电阻增大，路端电压增大，总电流减小，R0‎ 6‎ 支路电流增大，灯泡支路电流减小，则通过B灯电流减小，A灯两端电压增大，则A灯变亮，B灯变暗，故选项B正确；同理可知，R2断路时，A灯变暗，B灯变亮，不符合题意，故选项C错误；若R2短路，B灯被短路，不亮，与题意不符，故选项D错误．‎ ‎4．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　)‎ A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 C　解析 当传感器接触药液时，其阻值发生变化，导致S两端电压U增大，则M两端电压减小，可知RM应变小；R与RM构成并联电路，其并联总电阻为R并＝＝，可知当R越大，RM减小相同值时，R并减小得越多，因此S两端电压增大越明显，选项C正确．‎ ‎5．(多选)如图所示，电源内阻为r，定值电阻R0＝r，可变电阻R的最大阻值为2r.当可变电阻的滑片向右移动时(　　)‎ A．路端电压由大变小 B．电阻R0两端的电压由大变小 C．电源的内电压由大变小 D．电源的总功率由小变大 BC　解析 根据闭合电路的欧姆定律，当R增大时，电路中的电流I＝减小，内电压U内＝Ir减小，电阻R0两端的电压U0＝IR0减小，路端电压U＝E－Ir增大，电源的总功率P＝EI减小，选项B、C正确．‎ ‎6．如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线．若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为(　　)‎ 6‎ A．1 W　　 B．6 W　　‎ C．2 W　　 D．2.5 W C　解析 由题图可知，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3 V，短路电流为I＝3 A，所以电源的内阻为r＝＝1 Ω，图象上AB段所表示的功率为PAB＝P－I2r＝(1×3－12×1) W＝2 W.‎ ‎7．(多选)如图所示，闭合开关S后，A灯与B灯均发光，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是(　　)‎ A．A灯变亮 B．B灯变亮 C．电源的输出功率可能减小 D．电源的总功率增大 AC　解析 当滑动变阻器的滑片P向左滑动时R变大，A灯两端电压增大，A灯变亮，电路总电阻变大，总电流变小，B灯变暗，选项A正确，B错误；由于外电路电阻增大，输出电流减小，电源的总功率减小，电源的输出功率可能减小，选项C正确，D错误．‎ ‎8．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图象．如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么有(　　)‎ A．R接到a电源上，电源的效率较高 B．R接到b电源上，电源的输出功率较大 C．R接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源效率较低 D．R接到b电源上，电阻的发热功率和电源的效率都较高 C　解析 由题图判断电源a的内阻较大，在纯电阻电路中电源效率η＝×100%，则可知内阻越大，效率越低，电源的输出功率P＝UI对应图线交点坐标的乘积，综合分析知，选项C正确．‎ ‎[能力提升]‎ 6‎ ‎9．(多选)如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0.若改变四个电阻中的一个阻值，则(　　)‎ A．减小R1，C1、C2所带的电荷量都增加 B．增大R2，C1、C2所带的电荷量都增加 C．增大R3，C1、C2所带的电荷量都增加 D．减小R4，C1、C2所带的电荷量都增加 BD　解析 减小R1，C1两端电压不变，C2两端电压不变，C1、C2所带的电荷量都不变，选项A错误；增大R2，C1、C2两端电压都增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项B正确；增大R3，C1两端电压减小，C2两端电压增大，C1所带的电荷量减少，C2所带的电荷量增加，选项C错误；减小R4，C1、C2两端电压增大，C1、C2所带的电荷量都增加，选项D正确．‎ ‎10．将两个定值电阻、电阻箱和理想电压表按照如图所示的方式连接，其中电源的内阻为r，且r≠0.闭合开关，逐渐增大电阻箱的阻值，同时观察电压表的示数，使其读数增加ΔU.则在该过程中(　　)‎ A．如果流过电阻箱的电流改变ΔI，则＝R1‎ B．定值电阻R2两端的电压逐渐减小，且减少量为ΔU C．如果流过定值电阻R2的电流改变ΔI2，则＝R2＋r D．电源的输出电压增加了ΔU C　解析 在闭合电路中，对于定值电阻有＝R，R2＋r作为闭合电路中的总定值电阻，则＝R2＋r，选项A错误，C正确．因为r≠0，电压表读数增加ΔU，所以电阻R2的电压减小，减少量小于ΔU，电源输出电压增加量小于ΔU，选项B、D错误．‎ ‎11．如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω.‎ ‎(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？‎ ‎(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？‎ 6‎ 解析 (1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有I1＝＝ A＝1 A，‎ 理想电压表读数为UV＝I1R2＝6 V.‎ ‎(2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小 R23＝＝ Ω＝2 Ω，‎ 根据闭合电路欧姆定律，有 I2＝＝ A＝1.5 A，‎ U3＝E－I2(r＋R1)＝3 V，‎ 理想电流表读数为I＝＝1 A．‎ 答案 (1)6 V　(2)1 A ‎12．如图所示的电路中，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，R3＝1.5 Ω，C＝20 μF.当开关S断开时，电源所释放的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源所释放的总功率为4 W，求：‎ ‎(1)电源的电动势和内电阻；‎ ‎(2)闭合S时，电源的输出功率；‎ ‎(3)S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？‎ 解析 (1)S断开时，外电路R2、R3串联，‎ E＝I1(R2＋R3)＋I1r， ①‎ P1＝EI1， ②‎ S闭合时，外电路R1、R2并联后与R3串联，‎ R外′＝R3＋，‎ 代入数据得R外′＝ Ω＝3.5 Ω， ③‎ 对闭合电路E＝I2R外′＋I2r，④‎ P2＝EI2，⑤‎ 由①②④⑤可得E＝4 V，r＝0.5 Ω，I1＝0.5 A，I2＝1 A．‎ ‎(2)闭合S时，电源的输出功率 6‎ P＝IR外′＝12×3.5 W＝3.5 W.‎ ‎(3)S断开时，Q1＝CUR2＝20×10－6×0.5×6 C＝6×10－5 C；‎ S闭合时，电容器两端的电势差为零，则Q2＝0.‎ 答案 (1)4 V　0.5 Ω　(2)3.5 W　(3)6×10－5 C　0‎ 6‎