高中物理选修3-1第二章 恒定电流7 闭合电路欧姆定律一课一练

课后巩固提升

巩 固 基 础

1．图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计．开关S接通后流过R2的电流是S接通前的(　　)

A.   B.

C.   D.

解析　此题考查欧姆定律及电阻的串、并联．设电源电动势为E，R1＝R2＝R3＝R，则S接通时，I2＝×＝，S断开时，I′2＝，所以＝，故B项正确．

答案　B

2．将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为(　　)

A.   B.

C.   D.

解析　由题意知2R1＝2R2整理得r＝.

答案　C

3.如下图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则(　　)

A．电灯L更亮，安培表的示数减小

B．电灯L更亮，安培表的示数增大

C．电灯L更暗，安培表的示数减小

D．电灯L更暗，安培表的示数增大

解析　当变阻器的滑片向b端滑动时，R1增大，总电流I减小，故安培表示数减小，U外＝E－Ir增大，灯泡消耗的功率P＝增大，灯L变亮，所以A项正确．

答案　A

4．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关，此时三个电表A1、A2和V的示数为I1、I2和U，现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是(　　)

A．I1增大，I2不变，U增大

B．I1减小，I2增大，U减小

C．I1增大，I2减小，U增大

D．I1减小，I2不变，U减小

解析　本题考查电路结构，闭合电路欧姆定律及电阻对电路的影响，电路的动态分析，R1、R2并联后再与R3串联，滑动变阻器R2触点由a向b滑动过程中，R2接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，则总电流I增大，路端电压U减小，R3两端电压增大，R1两端电压减小，故I1减小，I2＝I－I1，所以I2增大，故选B.

答案　B

5．神舟六号飞船的发射、回收成功，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平．飞船在太空飞行用太阳能电池供电，太阳能电池用许多片电池板组成．某电池板，开路电压是800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)

A．0.10 V   B．0.20 V

C．0.30 V   D．0.40 V

答案　D

6．如图所示，当R1触头向右移动时，电压表V1和V2的示数的变化分别为ΔU1和ΔU2(均取绝对值)，则ΔU1和ΔU2的大小关系为(　　)

A. ΔU1>ΔU2

B. ΔU1＝ΔU2

C. ΔU1<ΔU2

D．条件不足，无法确定ΔU1和ΔU2的大小关系

解析　触头向右移动时，电路中总电阻变小，总电流I总变大，路端电压变小，UR2变大，而UR1变小．由U路＝UR1＋UR2可知：U1的减少量ΔU1一定比U2的增加量ΔU2多．

答案　A

提 升 能 力

7．如图所示是某电源的外特性曲线，则下列结论正确的是(　　)

A．电源的电动势为6.0 V

B．电源的内阻为12 Ω

C．电流为0.5 A时的外电阻是0

D．电源的短路电流为0.5 A

解析　由电源的外特性曲线可知，当电路中电流为零时的外电压即为电源电动势，即A选项正确；由闭合电路欧姆定律，E＝U＋Ir，即6.0＝5.2＋0.5 r，解得r＝1.6 Ω，故B选项错误，由图像可知C、D选项错误．

答案　A

8．汽车电动机启动时车灯会变暗，如图所示．在打开车灯的情况下，电动机未启动时的电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的功率下降了多少(　　)

A．35.8 W   B．43.2 W

C．48.2 W   D．76.8 W

解析　电动机未启动时

U灯＝E－I1r＝(12.5－10×0.05)V＝12 V.

电灯功率P灯＝U灯I＝120 W.

电动机启动时，U灯′＝E－I2r＝(12.5－58×0.05)V＝9.6 V.

设灯电阻不变，由P＝，可得P灯′＝()2P灯＝76.8 W.

电功率的减少量ΔP＝P灯－P灯′＝(120－76.8)W＝43.2 W.

答案　B

9．如图所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接．只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是(　　)

A．电源输出功率减小

B. L1上消耗的功率增大

C．通过R1上的电流增大

D．通过R3上的电流增大

解析　合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联．合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路中总电流也即流过R1的电流增大，C正确．因电源的内阻不计，则电源的输出功率P＝IE增大，A错误．通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压就降低，L1消耗的功率降低．通过R3与L3的电流减小，B、D皆错误．

答案　C

10．如图所示的电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值Rm＝10 Ω.

(1)当变阻器的阻值R＝________Ω时，变阻器消耗的功率最大，为________W.

(2)当变阻器的阻值R＝________Ω时，电阻R0消耗的功率最大，为________W.

解析　(1)将R0归入内电阻，则当变阻器R＝R0＋r＝2 Ω时，变阻器消耗的功率最大，此时I＝＝ A.

变阻器消耗的功率P＝I2R＝×2 W＝ W＝1.125 W.

(2)电阻R0为定值电阻，当通过的电流最大时，它消耗的功率最大，此时变阻器R＝0，I＝＝ A＝1.5 A

R0消耗的功率P＝I2R0＝1.52×1.5 W＝3.375 W.

答案　(1)2　1.125

(2)0　3.375

11．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF.电容器原来不带电，求接通电键S后流过R4的总电量．

解析　由电阻的并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝＋r由欧姆定律得，通过电源的电流I＝，电源的路端电压U＝E－Ir.

电阻R3两端的电压U′＝U.

通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU′.

由以上各式并代入数据解得Q＝2.0×10－4 C.

答案　2.0×10－4 C

12．如图为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧的上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量．

解析　设物体质量为m，弹簧压缩量为x则kx＝mg.        ①

当滑动变阻器的触头下移x时，电压表的示数U＝Ix.      ②

由闭合电路欧姆定律知I＝，                   ③

由①②③得m＝.

答案　

13．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝1 Ω，电阻R＝3 Ω，重物质量m＝0.10 kg，当将重物固定时，电压表的示数为5 V，当重物不固定，且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时，电压表的示数为5.5 V，求重物匀速上升时的速度大小．(不计摩擦，g取10 m/s2)

解析　设电动机内阻为r′

当将重物固定时，I＝＝1 A，

R＋r′＝＝5 Ω，r′＝2 Ω.

当将重物不固定时，I＝＝0.5 A，

P出＝UI＝2.75 W，

PR＋Pr′＝I2(R＋r′)＝1.25 W，

所以对物体的功率P＝P出－PR－Pr′＝mgv，

得v＝1.5 m/s.

答案　1.5 m/s