人教版 (新课标)选修311 简单的逻辑电路同步练习题

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eq \a\vs4\al(1.)
图4
(2012·南京外国语学校高二检测)如图4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两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么( )
A．R接到b电源上时电源的效率高
B．R接到b电源上时电源的输出功率较大
C．R接到a电源上时电源输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
解析：选AC.由图象可知，电源a给电阻R供电时，R两端的电压大，通过R的电流大．由P出＝IU外知，R接到a电源上，电源的输出功率大．因为电源的效率η＝eq \f(IU外,IE)＝eq \f(R,R＋r)， 由于η＝eq \f(1,1＋\f(r,R))，而ra>rb，所以电源a的效率低，选项A、C正确．
eq \a\vs4\al(2.)
图5
如图5所示，直线A为电源的U－I图线，直线B和C分别为电阻R1和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．P1C．η1>η2 D．η1<η2
解析：选C.由直线A可知，E＝6 V，r＝1 Ω，由直线B、C可知，R1＝2 Ω，R2＝0.5 Ω，P1＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,r＋R1)))eq \s\up12(2)·R1＝8 W，η1＝eq \f(R1,r＋R1)＝eq \f(2,3)，P2＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,r＋R2)))eq \s\up12(2)R2＝8 W，η2＝eq \f(R2,r＋R2)＝eq \f(1,3)
故有：P1＝P2 η1>η2，只有C正确．
图6
eq \a\vs4\al(3.)如图6所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是( )
A．阴影部分的面积表示电源输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C．当满足α＝β时，电源效率最高
D．当满足α＝β时，电源效率小于50%
解析：选A.根据闭合电路的欧姆定律和U－I图象特点可知，阴影部分的面积表示负载电阻消耗的功率，即电源输出功率，A正确，B错误；当满足α＝β时，电源内阻等于负载电阻，电源的效率为50%，输出功率最大，C、D错误．
eq \a\vs4\al(4.)
图7
(2012·北京四中高二检测)如图7所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时( )
A．电容器C两端的电压增大
B．电容器C两极板间的电场强度增大
C．电压表的读数减小
D．R1消耗的功率增大
解析：选AB.P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1消耗的功率减小，故D错误．内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，故C错误．电容器两端的电压增大，两极板间的电场强度增大，A、B选项正确．
eq \a\vs4\al(5.)如
图8
图8所示电路中，电源电动势为E，内电阻为r，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器R0的滑动端向左移动时，带电粒子将( )
A．向上运动
B．向下运动
C．静止不动
D．不能确定运动状态的变化
解析：选B.当滑动触头向左移动时R0变大，则总电流变小，R两端的电压变小，电容器两极板间的场强变小，所以粒子将向下运动，故B正确．
eq \a\vs4\al(6.)如图9甲所示电路中，不计电表内阻影响，改变滑动变阻器滑动片位置，图乙为电压表V1、V2示数随电流表A示数变化的两条图线，其中表示V1与A示数变化的图线是________，由图线可求出电池的内阻r＝________．
图9
解析：V1的示数为路端电压U，A的示数为电源的电流I，表示V1与A示数变化的是图线a；电池的内阻r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔU,ΔI)))，得出r＝eq \f(U3－U2,I2－I1).
答案：a eq \f(U3－U2,I2－I1)
eq \a\vs4\al(7.)
图10
如图10所示，电容器C1＝6 μF，C2＝3 μF，电阻R1＝6 Ω，R2＝3 Ω.C、D为两端点，当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB为多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？(已知电压U＝18 V)
解析：在电路中电容器C1、C2的作用是断路，当开关S断开时，电路中无电流，B、C等电势，A、D等电势．
因此UAB＝UAC＝UCD＝18 V.
当S断开时，电容器C1所带电荷量为
Q1＝C1UAC＝6×10－6×18 C＝1.08×10－4 C.
当S闭合时，电路R1、R2导通，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压．由串联电路的电压分配关系得
UAC′＝eq \f(R1,R1＋R2)U＝eq \f(6,6＋3)×18 V＝12 V.
此时电容器C1所带电荷量为
Q1′＝C1UAC′＝6×10－6×12 C＝7.2×10－5 C
所以C1的电荷量减少量为：
ΔQ＝Q1－Q1′＝3.6×10－5 C.
答案：(1)18 V (2)减少3.6×10－5 C
eq \a\vs4\al(8.)(2012·广州第二中学高二检测)如图11所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求：
图11
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量．
解析：(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上．S闭合后，qE＝mg的平衡关系被打破．S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝eq \f(R2,R1＋R2＋r)E＝4 V，qUC/d＝mg.
S闭合后，UC′＝eq \f(R2,R2＋r)E＝8 V
设带电粒子加速度为a，
则qUC′/d－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上．
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C.
答案：(1)g，方向竖直向上 (2)4×10－4 C