高三高考物理复习专题突破闭合电路欧姆定律的应用.docx
《高三高考物理复习专题突破闭合电路欧姆定律的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三高考物理复习专题突破闭合电路欧姆定律的应用.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
高三高考物理复习专题突破闭合电路欧姆定律的应用
闭合电路欧姆定律的应用
1.（2019·江苏七市二模）检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。
某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。
当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。
则（ ）
A．煤气浓度越高，a、b间电压越高B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小
C．煤气浓度越低，电源的功率越大D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
2．（2019·石家庄精英中学高三二调）如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，M点接地，在开关S闭合后，C中央有一带电液滴刚好静止。
下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（ ）
A．将热敏电阻R0加热B．滑动变阻器R的滑片P向上移动
C．开关S断开D．电容器C的上极板向上移动
3.（2019·江苏无锡高三上学期期末）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合开关，小灯泡能发光。
现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（ ）
A．电容器的带电量变大B．灯泡亮度变亮
C.
与
均保持不变D．当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭
4．（2019·安徽皖西教育联盟高三上期末检测）如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。
下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势E＝
V，内阻r＝2ΩB．图乙中Rx＝25Ω
C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R消耗的功率先增加后减小
D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.28W
5.（2019·湖北宜昌调研）电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电
路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2的电功率减小B．电压表和电流表的示数都减小
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．R中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值
6.（2019·湖北部分中学联考）如图所示，直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率
PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断
（ ）
A．PEU图象对应图线a，由图知电动势为9V，内阻为3Ω
B．PrU图象对应图线b，由图知电动势为3V，内阻为1Ω
C．PRU图象对应图线c，图象中任意电压值对应的功率关系为PE＝Pr＋PR
D．外电路电阻为1.5Ω时，输出功率最大为2.25W
7.（2019·南昌模拟）如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的UI图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是（ ）
A．E＝50V
B．r＝
Ω
C．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20Ω
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W
8.（2019·邯郸模拟）如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影
响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（ ）
A．电压表读数减小B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大
9.（2019·遵义模拟）直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）
A．总功率可能增加B．滑动变阻器的功率一定增大
C．内部损耗功率一定减小D．输出功率一定先增大后减小
10.（2019·南阳一中模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在
某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的UI图象．在该光
照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（ ）
A．5.5ΩB．7.0Ω
C．12.0ΩD．12.5Ω
11.【2019·江苏卷】如图所示的电路中，电阻R=2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电
压表的读数为2V，则电源的内阻r为（）
A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω
12.【2019·新课标全国Ⅱ卷】某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U
与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值100Ω）；S为开关，
E为电源。
实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。
图（b）是该小
组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U–I关系曲线。
回答下列问题：
（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1=mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻（填“变大”或“变小”），电压表V1示数（填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向（填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1。
（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为
=×10–3V/℃（保留2位有效数字）。
参考答案
1.（2019·江苏七市二模）检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。
某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。
当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。
则（ ）
A．煤气浓度越高，a、b间电压越高B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小
C．煤气浓度越低，电源的功率越大D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
【答案】 AD
【解析】 煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，变阻器两端电压U＝IR越大，即a、b间电压越高，故A正确，B错误；煤气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P＝EI越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，会影响报警装置的灵敏度，故D正确。
2．（2019·石家庄精英中学高三二调）如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，M点接地，在开关S闭合后，C中央有一带电液滴刚好静止。
下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（ ）
A．将热敏电阻R0加热B．滑动变阻器R的滑片P向上移动
C．开关S断开D．电容器C的上极板向上移动
【答案】 AC
【解析】 要使液滴向上运动，则应增大液滴受到的电场力，即应增大两板间的电势差；热敏电阻加热时，热敏电阻阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压增大，故电容器两端的电压增大，液滴向上运动，A正确；当变阻器的滑片P向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电流增大，电源的内电压及R0两端的电压增大，则滑动变阻器两端的电压减小，但由于二极管具有单向导电性，电容器两极板所带电荷量不变，故电容器两端的电势差不变，B错误；开关S断开时，电容器直接接在电源两端，电容器两端电压增大，则液滴向上运动，C正确；电容器C的上极板向上移动，d增大，则电容器的电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电容器两极板所带电荷量不变，所以电容器两端的电势差增大，由于U＝
，C＝
，E＝
，所以：
E＝
，由于极板上的电荷量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以电场强度E不变，液滴仍然静止，D错误。
3.（2019·江苏无锡高三上学期期末）如图所示，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合开关，小灯泡能发光。
现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（ ）
A．电容器的带电量变大B．灯泡亮度变亮
C.
与
均保持不变D．当电路稳定后，断开开关，小灯泡立刻熄灭
【答案】 BC
【解析】 将滑动变阻器滑片向右滑动时接入电路的电阻减小，电路中电流增大，电源的内电压以及R两端的电压增大，则灯泡和滑动变阻器两端的电压之和减小，即电容器两端的电压减小，根据Q＝CU可知，电容器带电量变小，A错误；电路中电流增大，通过灯泡的电流增大，所以灯泡亮度变亮，B正确；根据U2＝E－Ir，得
＝r，保持不变，根据U1＝IR，得
＝R，保持不变，C正确；当电路稳定后，断开开关，电容器通过灯泡和滑动变阻器放电，所以小灯泡不会立即熄灭，D错误。
4．（2019·安徽皖西教育联盟高三上期末检测）如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联回路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。
下列说法正确的是（ ）
A．电源的电动势E＝
V，内阻r＝2ΩB．图乙中Rx＝25Ω
C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R消耗的功率先增加后减小
D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.28W
【答案】 BD
【解析】 把R等效为电源的内阻，滑动变阻器消耗的功率P＝
2RP＝
，根据图象可知功率最大时RP＝R＋r＝10Ω，此时RP的功率为
＝0.4W，解得E＝4V，r＝2Ω，A错误；滑动变阻器的阻值为4Ω时与阻值为Rx时消耗的功率相等，有4Rx＝（R＋r）2，解得Rx＝25Ω，B正确；当滑动变阻器的滑片向左滑动时，其接入电路的阻值增加，电流减小，R消耗的功率减小，C错误；当外电路电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，本题中定值电阻R的阻值大于电源内阻的阻值，故滑动变阻器RP的阻值为0时，电源的输出功率最大，最大功率为P出max＝
2R＝1.28W，D正确。
5.（2019·湖北宜昌调研）电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电
路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻R2的电功率减小B．电压表和电流表的示数都减小
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．R中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值
【答案】：
B
【解析】：
当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，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，电压表的示数减小，R2的电压增大，R1的电压减小，电流表的示数减小，A、C错误，B正确；因为总电流增大，电流表的示数减小，所以R中电流增大，并且R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，D错误．
6.（2019·湖北部分中学联考）如图所示，直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率
PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断
（ ）
A．PEU图象对应图线a，由图知电动势为9V，内阻为3Ω
B．PrU图象对应图线b，由图知电动势为3V，内阻为1Ω
C．PRU图象对应图线c，图象中任意电压值对应的功率关系为PE＝Pr＋PR
D．外电路电阻为1.5Ω时，输出功率最大为2.25W
【答案】 BC
【解析】 由闭合电路欧姆定律可知，路端电压的最大值是外电路断路时，此时路端电压等于电动势，所以电源电动势为3V，当路端电压为零时，外电路短路，此时输出功率为零，电源内部消耗的功率等于电源的总功率，所以图线c是PRU图象，外电路短路时，PE＝Pr＝9W＝
，解得电源的内阻r＝1Ω，PE＝EI＝E·（
）＝
－
·U，所以图线a是PEU图象，图线b是PrU图象，A错误，B、C正确；当外电阻等于电源内阻时，即R＝r＝1Ω时，电源的输出功率最大，D错误．
7.（2019·南昌模拟）如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的UI图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是（ ）
B．E＝50V
B．r＝
Ω
C．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20Ω
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W
【答案】：
AC
【解析】：
由图象的物理意义可知电源的电动势E＝50V，内阻r＝
＝
Ω＝5Ω，故A正确，B错误；该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为U＝40V，I＝2A，则R＝
＝20Ω，此时，电路消耗的总功率P总＝EI＝100W，故C正确，D错误．
8.（2019·邯郸模拟）如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影
响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（ ）
A．电压表读数减小B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动D．R3上消耗的功率逐渐增大
【答案】：
A
【解析】：
由题图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过与R3并联部分的电流增大，故电流表示数增大，故B错误；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，质点P向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，由P＝
可知，R3上消耗的功率减小，故D错误．
9.（2019·遵义模拟）直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）
A．总功率可能增加B．滑动变阻器的功率一定增大
C．内部损耗功率一定减小D．输出功率一定先增大后减小
【答案】：
C
【解析】：
由电路图可知，当滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路总电阻变大，电源电动势不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电流I变小，电源总功率P＝EI一定减小，故A错误；滑动变阻器的功率等于电源的输出功率，由于变阻器的电阻与电源内阻的关系未知，不能确定其变化情况，故B错误；电源内阻r不变，电流I减小，电源的内部损耗功率Pr＝I2r减小，故C正确；当滑动变阻器阻值与电源内阻相等时，电源输出功率最大，由于不知道最初滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻间的关系，因此无法判断电源输出功率如何变化，故D错误．
10.（2019·南阳一中模拟）硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点．如图所示，图线a是该电池在
某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的UI图象．在该光
照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（ ）
A．5.5ΩB．7.0Ω
C．12.0ΩD．12.5Ω
【答案】：
A
【解析】：
由欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为：
E＝3.6V．根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U＝2.5V，电流为I＝0.2A，则硅光电池的内阻为：
r＝
＝
Ω＝5.5Ω，故A正确．
11.【2019·江苏卷】如图所示的电路中，电阻R=2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电
压表的读数为2V，则电源的内阻r为（）
A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω
【答案】A
【解析】开关s断开时有：
，开s闭合时有：
，其中
，解得：
，
故A正确。
12.【2019·新课标全国Ⅱ卷】某小组利用图（a）所示的电路，研究硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U
与温度t的关系，图中V1和V2为理想电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻（阻值100Ω）；S为开关，
E为电源。
实验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计（图中未画出）测出。
图（b）是该小
组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U–I关系曲线。
回答下列问题：
（1）实验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调节滑动变阻器R，使电压表V1的示数为U1=mV；根据图（b）可知，当控温炉内的温度t升高时，硅二极管正向电阻（填“变大”或“变小”），电压表V1示数（填“增大”或“减小”），此时应将R的滑片向（填“A”或“B”）端移动，以使V1示数仍为U1。
（2）由图（b）可以看出U与t成线性关系，硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为
=×10–3V/℃（保留2位有效数字）。
【答案】
（1）5.00变小增大B
（2）2.8
【解析】
（1）U1=IR0=100Ω×50×10–6A=5×10–3V=5mV由
，I不变，温度升高，U减小，故R减小；由于R变小，总电阻减小，电流增大；R0两端电压增大，即V1表示数变大，只有增大电阻才能使电流减小，故华东变阻器向右调节，即向B短调节。
（2）由图可知，
=2.8×10–3V/℃
升级会员 