【物理】2020届一轮复习人教版第八章第2讲　电路　闭合电路欧姆定律作业

【物理】2020届一轮复习人教版第八章第2讲　电路　闭合电路欧姆定律作业

第2讲　电路　闭合电路欧姆定律 A组　基础过关 ‎1.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此(　　)‎ A.电动势是一种非静电力 B.电动势越大,表明电源储存的电能越多 C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映 D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压 答案　C　电动势E=Wq,它不属于力的范畴,A项错误;电动势表征非静电力做功的本领,电动势越大,表明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大,B项错误,C项正确;电动势与电压是两个不同的概念,通常情况下,电动势大于闭合电路电源两端的电压,D项错误。‎ ‎2.(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 答案　BD　由电路图可知,减小R1,C1、C2两端电压均不变,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所带的电荷量减小,C2所带的电荷量增加,选项C错误;减小R4,C1、C2两端电压都增大,C1、C2所带的电荷量都增加,选项D正确。‎ ‎3.(多选)(2019河南开封质检)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω。另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计。则(　　)‎ A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V 答案　AC　当cd端短路时,R2与R3并联再与R1串联,ab之间的等效电阻为40Ω,A正确;同理可得B错误。当ab两端接通测试电源时,R1、R3串联,R2无效,cd两端的电压就等于R3分得的电压,可以求得为80V,C正确;同理可得D错误。‎ ‎4.(多选)如图所示,图线A为电源的U-I图线,图线B和C分别为电阻R1、R2的U-I图线,用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1、P2,电源的效率分别为η1、η2,则(　　)‎ A.P1>P2 B.P1=P2 C.η1>η2 D.η1<η2‎ 答案　BC　由题图可知,电源电动势E=6V,当电源与R1组成闭合电路时,路端电压U1=4V,电流I1=2A,当电源与R2组成闭合电路时,路端电压U2=2V,电流I2=4A;则P1=U1I1=4×2W=8W,P2=U2I2=2×4W=8W,A错误,B正确;η1=U‎1‎I‎1‎EI‎1‎=66.7%,η2=U‎2‎I‎2‎EI‎2‎=33.3%,可得η1>η2,C正确,D错误。‎ ‎5.如图所示电路,电源电动势为6V,当开关S接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可判定(　　)‎ A.L1和L2的灯丝都断了 B.L1的灯丝断了 C.L2的灯丝断了 D.变阻器R断路 答案　C　根据电路发生断路的特点进行判断。由于Uab=6V,说明电源没有问题,是外电路出现故障,而Ucd=6V,则说明L1、R完好,又Uad=0,则说明L2的灯丝断了,故C项正确。‎ ‎6.(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强电阻越大。为探测有无磁场,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路,电源的电动势E和内阻r不变,在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光。若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则(　　)‎ A.电灯L变亮 B.电灯L变暗 C.电流表的示数减小 D.电流表的示数增大 答案　AC　探测装置从无磁场区进入强磁场区时,磁敏电阻的阻值变大,则外电路的总电阻变大,根据I=ER外‎+r可知,电路总电流变小,所以电流表的示数减小。根据U=E-Ir,可知I减小,U增大,即灯泡两端的电压增大,所以电灯L变亮,故A、C项正确,B、D项错误。‎ ‎7.在如图所示的电路中,闭合开关S后,L1、L2两灯泡都正常发光,后来由于某种故障使L2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是(　　)‎ A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路 C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路 答案　D　若电阻R2短路,则L2也被短路,通过L2的电流为零,L2不亮,选项C错误;若L1灯丝烧断,则电路总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,故电压表读数增大,L2与R2并联部分两端电压减小,L2变暗,选项A错误;若R2断路,则电路总电阻增大,总电流减小,电压表读数增大,L1与R1并联部分两端的电压减小,故L2两端的电压增大,L2变亮,选项B错误;若电容器被击穿短路,则电路总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,即电压表读数减小,L2变亮,选项D正确。‎ ‎8.(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随电流变化的关系图像,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(　　)‎ 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 答案　ABC　在U-I图像中,图线Ⅰ、Ⅱ斜率的绝对值表示电源的内阻,r1=ΔU‎1‎ΔI‎1‎=‎10‎‎7‎Ω,r2=ΔU‎2‎ΔI‎2‎=‎10‎‎11‎Ω,r1∶r2=11∶7,选项A正确。纵截距表示电源电动势,则E1=E2=10V,选项B正确。小灯泡在第一种连接状态下消耗的功率为P1=U1I1=15W,小灯泡的电阻R1=U‎1‎I‎1‎=‎3‎‎5‎Ω;小灯泡在第二种连接状态下消耗的功率为P2=U2I2=30W,小灯泡的电阻R2=U‎2‎I‎2‎=‎5‎‎6‎Ω,故选项C正确,D错误。‎ ‎9.(2018安徽“江南”十校联考)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R,电压表为理想电表,S为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时,下列说法中正确的是(　　)‎ A.电压表读数将变小 B.L1亮度不变,L2将变暗 C.L1将变亮,L2将变暗 D.电源内阻的发热功率将变小 答案　A　开关在位置1时,外电路总电阻R总=‎3‎‎2‎R,电压表示数U=‎3‎‎2‎RR+‎3‎‎2‎RE=‎3‎‎5‎E,同理,每个灯泡两端的电压U1=U2=‎1‎‎5‎E,电源内阻的发热功率为P热=‎2‎‎5‎E‎2‎R=‎4‎E‎2‎‎25R。开关在位置2时,外电路总电阻 R总'=‎2‎‎3‎R,电压表示数U'=‎2‎‎3‎RR+‎2‎‎3‎RE=‎2‎‎5‎E,灯泡L1的电压U1'=‎1‎‎5‎E,L2的电压U2'=‎2‎‎5‎E,电源内阻的发热功率为P热'=‎3‎‎5‎E‎2‎R=‎9‎E‎2‎‎25R。综上所述,电压表读数变小,故A正确;L1亮度不变,L2将变亮,故B、C错误;电源内阻的发热功率将变大,故D错误。‎ ‎10.(2018河北保定模拟)图为汽车的蓄电池、车灯(电阻不变)与启动电动机组成的电路,蓄电池的内阻为0.05Ω。电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表的示数为10A,电压表的示数为12V。再接通S2,启动电动机工作时,电流表的示数变为8A,则此时通过启动电动机的电流是(　　)‎ A.2A B.8A C.50A D.58A 答案　C　只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V,R灯=UI=‎12‎‎10‎Ω=1.2Ω。再接通S2后,车灯与启动电动机并联接入电路,通过启动电动机的电流为I电动机=E-I'‎R灯r-I'=‎12.5-8×1.2‎‎0.05‎A-8A=50A,选项C正确。‎ ‎11.如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。‎ ‎(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。‎ ‎(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;‎ b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。‎ ‎(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。‎ 答案　见解析 解析　(1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。‎ ‎(2)a.如图所示。‎ b.电源输出的电功率 P=I2R=ER+r‎2‎R=‎E‎2‎R+2r+‎r‎2‎R 当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为 Pmax=‎E‎2‎‎4r ‎(3)电动势定义式 E=‎Wq 根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即 W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq 得E=Ir+IR=U内+U外 B组　能力提升 ‎12.(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是(　　)‎ A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2,纵坐标之比一定为1∶4‎ C.电源的最大输出功率Pm=9W D.电源的电动势E=3V,内电阻r=1Ω 答案　ABD　在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率PE(PE=IE)等于输出功率PR(PR=IE-I2r)和电源内部的发热功率Pr(Pr=I2r)的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC,所以A项正确;当内电阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,对应b、c图线的交点,此时电流的大小为ER+r=E‎2r,输出功率的大小为E‎2‎‎4r,a、b图线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等,此时只有电源的内电阻,所以此时电流的大小为Er,功率的大小为E‎2‎r,则所求横坐标之比为1∶2,纵坐标之比为1∶4,所以B项正确;图线c表示电源的输出功率与电流的关系图像,很显然,最大输出功率小于3W,故C错误;当I=3A时,PR=0,说明外电路短路,根据PE=EI知电源的电动势E=3V,内电阻r=EI=1Ω,故D项正确。‎ ‎13.(多选)(2018山东潍坊模拟)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一位同学记录电流表A和电压表V1的测量数据,另一位同学记录电流表A和电压表V2的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U-I图线。则图像中两图线的交点表示的物理意义是(　　)‎ ‎(a)‎ ‎(b)‎ A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B.电源的输出功率最大 C.定值电阻R0消耗的功率为0.5W D.电源的效率达到最大值 答案　BC　由题图(b)可得,电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω,在交点位置有R+R0=U‎1‎I=2Ω,R0=U‎2‎I=2Ω,则R=0,即滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端,选项A错误;当电路外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,但R0>r,故改变滑动变阻器接入电路的电阻时无法使电路中外电阻等于电源内阻,此时外电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,故选项B正确;P0=U2I=0.5W,选项C正确;电源的效率η=EI-I‎2‎rEI=1-rEI,电流越小,电源的效率越大,可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大,选项D错误。‎ ‎14.(多选)如图所示,电源电动势E=9V,内阻r=4.5Ω,变阻器R1的最大值Rm=5.0Ω,R2=1.5Ω,R3=R4=1000Ω,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,R1接入电路的阻值应为3Ω,电源的输出功率应为4.5W B.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R1的阻值增大时,R2两端的电压增大 D.在题设条件下,当开关接向b后,流过R3的电流方向为d→c 答案　AD　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R1+R2=r,则R1=3Ω,电源的输出功率Pm=E‎2‎‎4r=4.5W,故A正确;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B错误;电容器所在的支路相当于断路,在题设条件下,R1和R2及电源构成串联电路,R1的阻值增大时,总电阻增大,总电流减小,R2两端的电压减小,故C错误;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R3的电流方向为d→c,故D正确。‎ ‎15.(多选)如图所示,D是一只理想二极管,水平放置的平行板电容器内部原有带电微粒P处于静止状态。下列措施下,关于P的运动情况说法正确的是(　　)‎ A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止 B.保持S闭合,减小A、B板间距离,P向上运动 C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动 D.断开S后,减小A、B板间距离,P仍静止 答案　ABD　保持S闭合,电源的路端电压不变,增大A、B板间距离,电容器的电容减小,由于二极管具有单向导电性,电容器不能放电,其电荷量不变,由公式C=QU、E=Ud、C=εrS‎4πkd可得E=‎4πkQεrS,可知板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故A项正确。保持S闭合,电源的路端电压不变,减小A、B板间距离,电容器的电容增大,二极管正向导通,电容器充电,且电容器两极板间的电压不变,由E=Ud可知,板间场强增大,微粒所受电场力增大,微粒将向上运动,故B项正确。断开S后,电容器的带电荷量Q不变,由E=‎4πkQεrS可知,增大或减小A、B板间距离时板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故C项错误,D项正确。‎