假期培优解决方案+寒假专题突破练+高二物理(通用版)专题6+闭合电路欧姆定律的应用

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假期培优解决方案+寒假专题突破练+高二物理(通用版)专题6+闭合电路欧姆定律的应用

专题6 闭合电路欧姆定律的应用 题组1 闭合电路中的故障分析 ‎1.灯泡L1和L2连接在如图1所示电路中,电键K闭合时,表V1、V2、A的读数分别为220 V、110 V、0.2 A,则当V1和V2的读数都是220 V,而A的读数为零时(  )‎ A.出故障的是L1,且L1断路 B.出故障的是L2,且L2短路 图1‎ C.出故障的是L2,且L2断路 D.L1和L2都同时断路 ‎2.如图2所示,a、b端接入电源,当滑动变阻器滑片P向下滑动时,电路中两个灯泡都不发光,用电压表检查电路时,测得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,则故障原因可能是(  )‎ A.变阻器短路 图2‎ B.变阻器断路 C.a、c间灯泡断路 D.两个灯泡都断路 ‎3.在如图3所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,A灯变暗,B灯变亮,则故障可能是(  )‎ A.R1短路 B.R2断路 图3‎ C.R3断路 D.R4短路 题组2 闭合电路中的动态分析问题 ‎4.根据闭合电路欧姆定律,以下说法正确的是(  )‎ A.外电路电阻越大,输出电流越大 B.外电路电阻越大,路端电压越大 C.电源短路时,输出电流无限大 D.电源断路时,路端电压无限大 ‎5.在如图4所示的电路中,电源电动势为E.设电流表的示数为I,电压表的示数为U,电容器C所带的电荷量为Q.将滑动变阻器R1的滑动触头P向上移动,待电流达到稳定后,则与P移动前相比(  )‎ A.若电源内阻不可忽略,则U减小 图4‎ B.若电源内阻不可忽略,则I增大 C.若电源内阻不可忽略,则Q减小 D.若电源内阻可以忽略,则Q减小 ‎6.如图5所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则(  )‎ 图5‎ A.V的读数变大,A的读数变小 B.V的读数变大,A的读数变大 C.V的读数变小,A的读数变小 D.V的读数变小,A的读数变大 ‎7.如图6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R1的电流增大,增大量为 B.R2两端的电压减小,减小量为ΔU C.通过R2的电流减小,减小量小于 D.路端电压增大,增大量为ΔU ‎8.如图7所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1、L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动变阻器的滑片,若将滑片P向下滑动,则(  )‎ A.L1灯变亮 图7‎ B.L2灯变暗 C.R1上消耗的功率变大 D.总电流变小 ‎9.在如图8所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下移动,则正确的是(  )‎ 图8‎ A.电压表和电流表的示数都增大 B.灯L2变暗,电流表的示数减小 C.灯L1变亮,电压表的示数减小 D.灯L2变亮,电容器的带电荷量增大 ‎10.在如图9所示的电路中,电阻R1=12 Ω,R2=8 Ω,R3=4 Ω.当电键K断开时,电流表示数为0.25 A,当K闭合时,电流表示数为0.36 A.求: 图9‎ ‎(1)电键K断开和闭合时的路端电压U及U′;‎ ‎(2)电源的电动势和内电阻;‎ ‎(3)电键K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.‎ 题组3 闭合电路中的图象问题 ‎11.如图10所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图线.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 图10‎ 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 ‎12.如图11为两个不同闭合电路中两个不同电源的I—U图象,则下述说法正确的是(  )‎ ‎ 图11‎ A.电动势E1=E2,发生短路时的电流强度I1>I2‎ B.电动势E1=E2,内阻r1>r2‎ C.电动势E1=E2,内阻r1<r2‎ D.当两个电源工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大 ‎13.如图12所示的电路中,不计电表内阻的影响,改变滑动变阻器的滑片位置,测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示,则下列说法正确的是(  )‎ 图12‎ A.图线a是电压表V1的示数与I的关系图线 B.图线b的延长线一定过坐标原点O C.图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率 D.图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率 ‎14.在如图13甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的,求:‎ ‎     甲          乙 图13‎ ‎(1)电源的电动势和内阻;‎ ‎(2)定值电阻R2的阻值;‎ ‎(3)滑动变阻器的最大阻值.‎ 详解答案 ‎1.C [表V1、V2、A的读数分别为220 V、110 V、0.2 A,说明电源电压为220 V,当V1和V2的读数都是220 V,说明电压表V2外有短路情况或与V2并联的部分有断路情况,由于电流表示数为零,说明电路中有断路情况,由此综合判断可知C对.]‎ ‎2.B [串联电路中灯泡不发光,则可能是某处断路,电压表测断路位置为电源电压,测不断路位置电压为零,Uab=U测量的是电源电压,测得Ucd=U,说明两灯泡没有断路,Uac=0,Ubd=0,说明在两灯泡之外有断路情况,两灯泡之间只有一个变阻器,所以变阻器断路,B正确.]‎ ‎3.BC [由于A灯串联于干路中,且故障发生后,A灯变暗,故知电路中总电流变小,即电路总电阻变大,由此推知,故障应为某一电阻断路,排除选项A、D.假设R2断路,则其断路后,电路总电阻变大,总电流变小,A灯变暗,同时R2断路必引起与之并联的灯B中电流变大,使B灯变亮,推理结果与现象相符,故选项B正确.假设R3断路,则也引起总电阻变大,总电流变小,使A灯变暗,同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大,B灯中分得的电流也变大,B灯变亮,故选项C正确.]‎ ‎4.B [电源短路时,I=,电源断路时,路端电压等于电动势.根据闭合电路欧姆定律I=可知外电路电阻越大,输出电流越小,路端电压U=E-Ir,外电路电阻越大,电路中的电流越小,所以路端电压越大,选B.]‎ ‎5.AC [由电路图可知,R1与含电容电路是并联的,如果不考虑电源内阻,则路端电压是不变的,即电容器两端的电压不变,Q不变,故选项D是错误的.在电源内阻不能忽略的条件下,由闭合电路欧姆定律知,当电阻R1减小时,路端电压U减小,电容器两端的电压减小,Q减小,故选项A、C正确.]‎ ‎6.B [S断开,相当于总电阻变大,总电流减小,由U=E-Ir知,路端电压增大,即电压表的读数变大,R3两端的电压U3=E-Ir-IR1,因总电流减小,则U3增大,R3中的电流也增大,电流表的读数变大.]‎ ‎7.A [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,‎ R2两端的电压U2变小,则电压表示数变大,对于回路有:E=UV+U2+U′,UV=I1R1,U2=IR2,U′=Ir.所以有:ΔU=ΔU2+ΔU′,故选A.]‎ ‎8.BC [本题考查电路的动态变化,意在考查闭合电路中各物理量随外电阻变化的关系.由闭合电路欧姆定律可得,滑片P向下滑动,电路总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,所以L1、L2变暗,R1上消耗的功率变大,A、D错误,B、C正确.]‎ ‎9.C [由题图可知,电压表与滑动变阻器并联,电流表与滑动变阻器串联,灯泡L1与滑动变阻器串联,灯泡L2与滑动变阻器并联,电容器C与滑动变阻器并联,当滑片向下移动时,滑动变阻器的阻值减小,据结论“串反并同”可得:电流表示数增大而电压表示数减小,灯泡L2上的电流减小,变暗,灯泡L1上的电流增大,变亮,故C选项正确,A、B选项错误,电容器两端的电压减小,据Q=CU,则带电荷量减小,故D选项错误.]‎ ‎10.见解析 解析 (1)K断开时:U=I(R2+R3)=3 V K闭合时:U′=I′R2=2.88 V ‎(2)K断开时:外电路总电阻R==6 Ω K闭合时:外电路总电阻R′==4.8 Ω 由闭合电路欧姆定律: 代入数据解得: ‎(3)K断开时:I==0.5 A,所以P=I2r=0.3 W K闭合时:I′==0.6 A,所以P′=I′2r=0.432 W.‎ ‎11.C [由题图判断电源a的内阻大,在纯电阻电路中电源效率η=×100%,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,电阻的发热功率与图线交点横坐标的平方成正比,只有C正确.]‎ ‎12.ACD [ 闭合电路的I—U图线,I是电路的总电流强度,U是路端电压,图象上图线与U轴交点的物理意义是电路电流强度为零,属断路,路端电压即电源电动势,图线与I轴交点的物理意义是路端电压为零,属电源短路,与I轴交点的坐标值即为短路电流,I=,即r=,可见图线的斜率的绝对值为电源的内阻.从坐标中看出图线1、2与U轴交于一点表明电动势E1=E2,图线1的斜率比图线2的斜率小,表明r1<r2,图线1与I轴交点坐标大于图线2与I轴交点坐标,表明I1>I2.可见选项A、C正确;两个电源电动势相等,内阻r1<r2,当电流变化量ΔI1=ΔI2时,ΔI1r1<ΔI2r2,即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量,所以电源2路端电压变化量大.D选项正确.]‎ ‎13.BCD [图线a表示电流表的示数随电压表的示数的增大而减小,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,电阻变小,电流表的示数增大,电压表V1的示数增大,A错误;图线b是电压表V2的示数与I的关系图线,当电流表的示数为0时,电压表V1的示数也为0,所以图线b的延长线一定过坐标原点O,B正确;图线a、b的交点表示两电压表的示数相等,即滑动变阻器的电阻为0,所以图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率,等于电源的瞬时输出功率,C、D正确.]‎ ‎14.(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω 解析 (1)将AB延长后交U轴于20 V处,交I轴于1.0 A处,所以E=20 V,r== Ω=20 Ω ‎(2)滑片滑至右端时由题图乙知此时对应于B点,所以 U2=4 V Ur=E-U2=20 V-4 V=16 V 由串联电路的电压分配与阻值成正比知r=4R2,‎ 所以R2==5 Ω ‎(3)滑片滑到左端时由题图乙可知外电压为U外=16 V,Ur=E-U外=20 V-16 V=4 V I总== A=0.2 A R外== Ω=80 Ω R1与R3并联后的总电阻为R3并=80 Ω-5 Ω=75 Ω,‎ 又R3并=即=75 Ω,解得:R3=300 Ω.‎
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