届高三物理大一轮复习课时提升练 23.docx
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届高三物理大一轮复习课时提升练23
课时提升练(二十二)
电路 闭合电路欧姆定律
(限时:
45分钟)
A组 对点训练——巩固基础知识
题组一 动态分析问题
1.(2014·安徽皖南八校联考)某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略),通过改变滑动变阻器电阻大小,观察到电压表和电流表的读数同时变大,则他所连接的电路可能是下图中的( )
【解析】 设图中定值电阻的阻值为R,则四个选项中电压表的读数分别为UA=E-I(r+R)、UB=E-Ir、UC=IR和UD=E-Ir,则可知只有C项满足题中要求,所以选项C正确.
【答案】 C
2.(2014·新疆乌鲁木齐一诊)如图7219所示,A1、A2、A3为三个相同的电流表,开关S1、S2均闭合,流过电流表A1、A2的电流分别为I1、I2,现将开关S2断开,则S2断开后与断开前相比( )
图7219
A.I1减小,I2增大
B.I1增大,I2减小
C.I1增大、I2增大
D.I1减小、I2减小
【解析】 设电流表内阻为R′,断开S2后,整个电路的电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律I=
可知,干路电流减小,即I1减小,又根据U2=E-I(r+R′)可知电流表A2两端的电压增大,根据欧姆定律可知,通过电流表A2的电流增大,即I2增大,选项A正确,其余均错误.
【答案】 A
3.(2015·河北石家庄检测)在如图7220所示的电路中,电压表和电流表均为理想电表,电源内阻不能忽略.当闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向下调节,则下列叙述正确的是( )
图7220
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.电源的效率增大,电容器C的带电量增加
【解析】 滑片P向下移动时,滑动变阻器阻值减小,电路的总电阻减小,故总电流I总增大,路端电压U减小,所以电压表示数减小,灯泡L1变亮,选项C对;电源的效率η=
变小,选项A、D错;灯泡L2的电压UL2=U-UL1,由于U减小,UL1增大,所以UL2减小,灯泡L2变暗,灯泡中的电流减小,根据串并联电路规律,电流表示数增大,选项B错.
【答案】 C
题组二 U-I图线问题
4.(多选)如图7221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( )
图7221
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电源上时电源的输出功率较大,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】 由题图知Ea>Eb,内阻ra>rb,当电阻R接到电源两端时,电源的效率为η=
=
,所以R接到电源b上时,电源的效率高,A对、D错.由题图知,R接到电源a上时,电源的输出电压和电流均比接到b上时大,故R接到电源a上时,电源的输出功率较大,B错、C对.故选A、C.
【答案】 AC
5.(多选)如图7222甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,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流过电源的电流变化的图象如图7222乙所示,其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的.根据以上信息,下列说法正确的是( )
甲 乙
图7222
A.该电源的电动势为20V
B.该电源的内阻为5Ω
C.定值电阻R2的阻值为15Ω
D.定值电阻R2的阻值为5Ω
【解析】 将图乙中AB线延长,交纵轴于20V处,交横轴于1.0A处,可得电源电动势为E=20V,内阻r=
=20Ω.当P滑到R3右端时,电路参数对应图乙中的B点,即U2=4V、I2=0.8A,解得R2=
=5Ω,选项A、D正确.
【答案】 AD
6.(2015·广东六校联考)(多选)如图7223甲所示,其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图7223乙所示,电源电动势为7.0V(内阻不计),且R1=1000Ω(不随温度变化).若改变R2,使AB与BC间的电压相等,这时( )
甲 乙
图7223
A.R的阻值为1000Ω
B.R的阻值为1300Ω
C.通过R的电流为1.5mA
D.通过R的电流为2.0mA
【解析】 要使AB与BC间的电压相等,即有E=UAB+UBC,UAB=UBC,解得UBC=3.5V.而UBC=U+IR1,得:
U=UBC-IR1,将UBC=3.5V,R1=1000Ω代入得U=3.5-1000I,在题给图象中作出函数关系U=3.5-1000I的图象,两图象的交点对应的横纵坐标I=1.5mA,U=2V即为公共解,由IR=U解得R=
=1300Ω.
【答案】 BC
题组三 电源的功率、效率问题
7.(多选)在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图7224所示,则( )
图7224
A.当R=r时,电源有最大的输出功率
B.当R=r时,电源的效率η=50%
C.电源的功率P′随外电阻R的增大而增大
D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大
【解析】 由题图可知,R=r时电源有最大输出功率
,A正确;电源的功率P′=
,随外电阻R的增大而减小,C错误;由η=
=
=
可知B、D正确.
【答案】 ABD
8.(多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( )
A.电动机消耗的总功率为UI
B.电动机消耗的热功率为
C.电源的输出功率为EI
D.电源的效率为1-
【解析】 电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI,A选项正确;电动机消耗的热功率为I2R,B选项错误;电源的输出功率为UI,C选项错误;电源的效率为
=
=1-
,D选项正确.
【答案】 AD
B组 深化训练——提升应考能力
9.(多选)(2014·佛山模拟)在如图7225所示的电路中,R1、R2是两个定值电阻,R′是滑动变阻器,R3为小灯泡,电源内阻为r.开关闭合后,当滑动变阻器触头P向上移动时( )
图7225
A.电压表示数变大
B.小灯泡亮度变大
C.电容器充电
D.电源的总功率变大
【解析】 滑动变阻器触头向上移动,接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,故电路中总电流减小,小灯泡变暗,端电压增大,故A项正确、B项错;电路稳定时,R2中无电流通过,故R2两端电压为零,相当于导线;由欧姆定律可知,由于电路中电流减小,故灯泡R3两端电压也减小,又端电压增大,故电容两端电压增大,由Q=CU可知,电容器带电荷量增大,电容器充电,C项正确;电源的电功率P=IE,所以电源总功率随电流减小而减小,D项错.
【答案】 AC
10.如图7226所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是( )
图7226
A.R1短路
B.R2断路
C.R2短路
D.R3短路
【解析】 A灯在干路上,A灯变亮,说明电路中总电流变大,由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小,这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路,选项B被排除,因为短路部分的电阻变小,分压作用减小,与其并联的用电器上的电压降低,C、D两灯变暗,A、B两灯变亮,这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的,而与A、B两灯是串联的.观察电路中电阻的连接形式,只有R3短路符合条件.故应选D.
【答案】 D
11.如图7227所示的电路中,电源的电动势恒定,内阻r=1Ω,定值电阻R=15Ω.两水平放置的平行金属板A、B并联接在滑动变阻器两端,间距d=40cm.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力.当滑动变阻器接入电路的阻值为8Ω时,小球恰能到达A板,(取重力加速度g=10m/s2)求:
图7227
(1)电源的电动势;
(2)电源的输出功率.
【解析】
(1)小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到达A板时速度为零.设两板间电压为UAB,由动能定理得:
-mgd-qUAB=0-
mv
滑动变阻器两端电压UP=UAB=8V
通过滑动变阻器的电流I=
=1A
则电源的电动势为E=I(r+R+RP)=24V
(2)电源的输出功率P出=I2(R+RP)=23W
【答案】
(1)24V
(2)23W
12.在如图7228所示的电路中,R1=2Ω,R2=R3=4Ω,当电键K接a时,R2上消耗的电功率为4W,当电键K接b时,电压表示数为4.5V,试求:
图7228
(1)电键K接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势和内电阻;
(3)当电键K接c时,通过R2的电流.
【解析】
(1)K接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式P=I2R可得通过电源电流
I1=
=1A
再根据P=
得电源两端电压U1=
=4V.
(2)K接a时,有E=U1+I1r
K接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=6Ω
通过电源的电流I2=
=0.75A
这时有:
E=U2+I2r
解得:
E=6V,r=2Ω.
(3)当K接c时,R2、R3并联,
R23=
=2Ω
R总=R1+r+R23=6Ω
总电流I3=E/R总=1A
通过R2的电流I′=
I3=0.5A.
【答案】
(1)1A 4V
(2)6V 2Ω (3)0.5A