2019届高考物理一轮复习课时规范练27《闭合电路欧姆定律及其应用》(含解析)
展开课时规范练27 闭合电路欧姆定律及其应用
课时规范练第52页
基础巩固组
1.(电路的动态分析)(2017·江苏苏州期末)如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均可视为理想电表,在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中( )
A.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数增大
B.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数减小
C.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数增大
D.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数减小
答案A
解析在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中,外电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数一直增大,选项A正确。
2.(多选)(电路的动态分析)(2017·河北衡水中学六调)在某控制电路中,需要连成如图所示的电路,主要由电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2是红、绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a点时,下列说法正确的是( )
A.L1变亮,L2变暗
B.L1、L2两个指示灯都变暗
C.若电源的负极接地,则a点的电势降低,b点的电势升高
D.若电源的负极接地,则a、b点的电势都降低
答案BC
解析当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a点时,R接入电路的电阻减小,总电阻减小,干路电流增大,内电压增大,路端电压减小,L1变暗,L1中的电流变小,R1中的电流变大,R1两端的电压增大,则R2和L2两端的总电压减小,L2中的电流变小,L2变暗,A错误,B确;若电源的负极接地,由于电源的路端电压减小,所以a点电势降低,由于R1两端的电压增大,所以b点电势升高,C正确,D错误。
3.(电路中的功率及效率问题)将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻一定等于5 Ω
C.电源电动势为45 V
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%
答案B
解析由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为45 W,所以电源最大输出功率为45 W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5 Ω,选项B正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知,此时电阻箱读数为R=5 Ω,电流I==3 A,电源电动势E=I(R+r)=30 V,选项C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50%,选项D错误。
4.(电路中的动态分析、功率及效率问题)如图所示电路中,R为一滑动变阻器,P为滑片,若将滑片向下滑动,则在滑动过程中,下列判断错误的是( )
A.电源内电路消耗功率一定逐渐增大
B.灯泡L2一定逐渐变暗
C.电源效率一定逐渐减小
D.R上消耗功率一定逐渐变小
答案D
解析滑动变阻器滑片P向下滑动,R↓→R并↓→R外↓,由闭合电路欧姆定律I=推得I↑,由电源内电路消耗功率P内=I2r可得P内↑,A正确。U外↓=E-I↑r,U1↑=(I↑-IL1↓)R1,UL2↓=U外↓-U1↑,PL2↓=,故灯泡L2变暗,B正确。电源效率η↓=,故C正确。R上消耗的功率PR=,PR增大还是减小不确定,故D错。
5.
(U-I图象的应用)(2017·贵州思南中学月考)如图所示是根据某次实验记录的数据画出的U-I图线,关于此图线的说法正确的是( )
A.纵轴的截距表示电源的电动势,即E=3.0 V
B.横轴的截距表示电源的短路电流,即I短=0.6 A
C.电源的内阻r=5 Ω
D.电源的内阻r=2.0 Ω
答案A
解析U-I图象纵轴截距表示电源电动势大小,A正确;纵轴没有从零开始,故此时横轴截距不是短路电流,B错;图象斜率的绝对值表示电源内阻,由题图可知内阻为1 Ω,C、D错。
6.(两种U-I图象的综合应用)(2017·重庆模拟)两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内阻r,调节滑动变阻器的滑片P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据。根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则图象中两直线的交点表示的物理意义是 ( )
A.滑动变阻器的滑片P滑到了最右端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0 W
D.电源的效率达到最大值
答案B
解析由题图乙可得,电源的电动势E=1.5 V,内阻r=1 Ω,交点位置为R+R0==2 Ω,R0==2 Ω,R=0,滑动变阻器的滑片P滑到了最左端,A项错误;当电路中外电阻等于内阻时,电源输出功率最大,但本题R0>r,改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等,此时当外电阻越接近内阻时,电源输出功率最大,B项正确;R0消耗的功率P=IU2=0.5 W,C项错误;电源的效率η=,电流越小效率越大,可见滑动变阻器的滑片P滑到最右端时效率最大,D项错误。
7.(含电容器电路的分析)如图所示,一正方体导线框各边电阻均为R,MN、PQ两边均接有电容为C的电容器。开关闭合后,若电流表的示数为I,则每个电容器所带的电荷量为( )
A.IRC B.IRC C.IRC D.IRC
答案C
解析由于电容器中无电流通过,去掉两电容器,则电路可简化为如图所示。由对称性可知,每个主支路的电流为,分支路的电流为,电容器两端电压为IR,由C=可知,每个电容器所带的电荷量Q=CU=IRC,选项C正确。
8.
(含电容器电路的分析)如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,R1、R3为定值电阻,R2为滑动变阻器,C为平行板电容器,开关S闭合后,电容器两板正中央有一个带电液滴恰好静止。电流表和电压表都可以视为理想电表。当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中,下述说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电容器C所带电荷量增加,液滴向上加速运动
D.电容器C所带电荷量减小,液滴向下加速运动
答案D
解析当滑动变阻器滑片P向b端滑动过程中,接入电路的电阻减小,R2与R3并联的电阻减小,总电阻减小,则总电流增大,R1两端电压增大,则电压表示数变大;R2与R3并联的电压减小,通过R3的电流减小,则电流表示数变大,故A、B错误;R2与R3并联的电压减小,电容器板间的电压减小,板间电场强度减小,液滴所受的电场力减小,则液滴将向下加速运动,故C错误,D正确。〚导学号06400461〛
能力提升组
9.在如图所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从最高端向下滑动时( )
A.电压表读数先变大后变小,电流表读数变大
B.电压表读数先变小后变大,电流表读数变小
C.电压表读数先变大后变小,电流表读数先变小后变大
D.电压表读数先变小后变大,电流表读数先变大后变小
答案A
解析由电路图知,在滑动滑片P过程中,滑动变阻器的上下两部分并联再与R串联,电压表测路端电压,电流表测流过滑动变阻器下部分的电流。所以当滑动变阻器滑片P滑到中央时,并联总电阻最大,故电压表示数先增大后减小,而滑动变阻器下部分的阻值在一直减小,故电流表示数一直增大,A正确。
10.(2017·天津河东区一模)如图所示的电路中,当滑动变阻器R2的滑片P向下滑动时( )
A.电压表的读数减小
B.R1消耗的功率增大
C.电源的输出功率增大
D.电容器C所带电荷量增多
答案D
解析滑片向下滑动时,R2增大,总电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压增大,A错误;R1消耗功率减小,B错误;电源输出功率P=EI,由于I减小,所以功率减小,C错误;电容器和R2并联,电压增大,带电量增大,D正确。
11.(2017·湖北宜昌一中月考)如图所示,灯泡L1、L2都能正常发光,后来由于电路中某个电阻发生故障,致使灯泡L2比原来亮一些,灯泡L1比原来暗一些,则电路中出现的故障可能是( )
A.R2短路 B.R1短路
C.R2断路 D.R1、R2同时短路
答案C
解析灯泡L2比原来亮一些,灯泡L1比原来暗一些,所以灯泡L2电压增大,电流增大,灯泡L1电压减小,电流减小。若R2短路,则L2灯不亮,选项A错误;若R1短路,则通过R1的电流增大,灯泡L1变亮,选项B错误;若R2断路,则通过R1的电流减小,R2两端电压增大,选项C正确;若R1、R2同时短路,则灯泡L1变亮,L2灯灭,选项D错误。综上本题选C。〚导学号06400462〛
12.(2017·湖南东部六校联考)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器,当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的,求:
(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。
答案(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω
解析(1)题图乙中AB延长线交U轴于20 V处,交I轴于1.0 A处,所以电源的电动势为E=20 V,内阻r==20 Ω。
(2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应题图乙中的B点,即U2=4 V、I2=0.8 A,得R2==5 Ω。
(3)当P滑到R3的左端时,由题图乙知此时U外=16 V,I总=0.2 A,所以R外==80 Ω。
因为R外=+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300 Ω。〚导学号06400463〛
