高考物理一轮复习强化练习72+闭合电路欧姆定律及其应用人教新课标.docx
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高考物理一轮复习强化练习72+闭合电路欧姆定律及其应用人教新课标
课时作业22 闭合电路欧姆定律及其应用
时间：
45分钟
一、单项选择题
1.
电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内阻的实验中得到的实验图线如图所示．图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为（ ）
A.
、
B.
、
C.
、
D.
、
解析：
由电源的U－I图象可知，若电源的电动势为6U0，则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率η＝
＝
，所以ηa＝
＝
，ηb＝
＝
.
答案：
D
2．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数变大
B．电流表的示数变小
C．滑动变阻器消耗的功率变小
D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小
解析：
滑片从a端滑向b端，其接入阻值RPb减小，由“串反并同”原则有，电压表示数减小，电流表示数增大，电阻R消耗的功率增大，A、B、D错误；把电阻R当作电源内电阻（等效电源），则R内＝2r，RPb减小，且RPb<2r，等效电源的输出功率减小，即滑动变阻器的功率减小，C正确．
答案：
C
3．（2016·福建质检）如图所示，灯泡A和灯光B原来都是正常发光的，现在突然灯光A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是（ ）
A．R3断路B．R2断路
C．R2短路D．R1短路
解析：
若滑动变阻器R3断路，外电路总电阻增大，路端电压随之增大，A、B均变亮，故A错误；R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R3电流I3增大，则通过A的电流IA＝I－I3减小，A灯变暗．B灯电压UB＝U－IA（RA＋R1）增大，B灯变亮，符合题意，故B正确；R2短路，B灯不亮，不符合题意，故C错误；若R1短路，外电阻减小，路端电压U减小，干路电流I增大，R3电流I3减小，则通过A的电流IA＝I－I3增大，UA增大，A灯变亮，不符合题意，故D错误．
答案：
B
4.
在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，M为多种元件集成的电子元件，其阻值与两端所加的电压成正比（如Rx＝kU，其中k为正常数）且遵循欧姆定律，L1和L2是规格相同的小灯泡（其电阻可视为不随温度变化而变化），R为可变电阻．现闭合开关S，调节可变电阻R使其电阻值逐渐减小，下列说法正确的是（ ）
A．灯泡L1变暗、L2变亮
B．通过电阻R的电流增大
C．电子元件M两端的电压变小
D．电源两端电压变小
解析：
因M中阻值与电压成正比，故M中电流保持不变，故灯泡L2的亮度不变，调节R的阻值变小，由并联电路分流规律可知，通过L1的电流变小，L1变暗，通过R的电流变大，A错误，B正确；由于电流不变，电源的内电压不变，故电源两端电压不变，D错误；L2两端电压不变，并联电路电压变小，则电子元件M两端的电压变大，C错误．
答案：
B
5.
如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝5Ω，R2＝50Ω，则（ ）
A．开关S断开时，A、B两端电压等于零
B．开关S闭合，电容器C充电后，电容器两极板间的电压等于10V
C．开关S闭合，电容器C充电后，电容器两极板间的电压等于12V
D．开关S闭合，电容器C充电后，电容器两极板间的电压与电容大小有关
解析：
开关S断开时，电阻R1相当于一段导线，A、B两端电压等于电源电动势，选项A错误；开关S闭合，电容器C充电后，电阻R2相当于一段导线，此时电容器两极板间电压为电阻R1两端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，电阻R1两端电压U＝
＝10V，与电容器电容的大小无关，选项B正确，C、D错误．
答案：
B
二、多项选择题
6．如图所示，电源电动势E＝9V，内电阻r＝4.5Ω，变阻器R1的最大电阻Rm＝5.0Ω，R2＝1.5Ω，R3＝R4＝1000Ω，平行板电容器C的两金属板水平放置．在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止．那么（ ）
A．在题设条件下，R1接入电路的阻值应为3Ω，电源的输出功率应为4.5W
B．引入的微粒带负电，当开关接向b（未接触b）的过程中，微粒将向下运动
C．在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大
D．在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流方向为d→c
解析：
本题考查路端电压与负载的关系、平行板电容器的电容、串并联电路的特点，意在借助含容电路考查考生的逻辑推理能力．选项A中，在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R1＋R2＝r，R2＝1.5Ω，则R1＝3Ω，电源的输出功率Pm＝
＝4.5W，故选项A正确；选项B中，在开关S与a接触且当电路稳定时，在平板电容器正中央引入一带电微粒，也恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态，而上极板带正电，可知微粒带负电．当开关接向b（未接触b）的过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，故选项B错误；选项C中，电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1和R2及电源构成串联电路，R1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减小，故选项C错误；选项D中，在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过R3的电流方向为d→c，故选项D正确．
答案：
AD
7.
如图所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是（ ）
A．电源①的电动势和内阻均比电源②大
B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
解析：
图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源的内阻，因此A正确；作外接电阻R的伏安特性曲线分别交电源①、②的伏安特性曲线于S1、S2两点（如图所示），交点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率，由图可知，无论外接多大的相同电阻，两交点S1、S2的横、纵坐标的乘积不可能相等，且电源①的输出功率总比电源②的输出功率大，故B错误，D正确；电源的效率η＝
＝
＝
，因此电源内阻不同则电源效率不同，C错误．
答案：
AD
8.
某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（ ）
A．直线a表示电源的总功率PE－I图线
B．曲线c表示电源的输出功率PR－I图线
C．电源的电动势E＝3V，内电阻r＝1Ω
D．电源的最大输出功率Pm＝2W
解析：
电源的总功率PE＝EI，直线a表示电源的总功率PE－I图线，选项A正确．电源的输出功率PR＝UI＝（E－Ir）I＝EI－I2r，曲线b表示电源的输出功率PR－I图线，曲线c表示电源内部的发热功率Pr－I图线，选项B错误．由直线a的斜率可得电源的电动势E＝4V，选项C错误．当I＝1A时，电源的输出功率最大，Pm＝2W，选项D正确．
答案：
AD
三、计算题
9．如图所示，电源电动势为3V，内阻为0.5Ω；电路中的电阻R1＝R2＝2Ω，R4＝R5＝4Ω，R3＝3Ω，电流表、电压表均为理想电表．求：
（1）闭合开关S后，电压表和电流表的示数；
（2）R1、R4两端的电压和通过R1、R4的电流．
解析：
（1）根据题意画出其等效电路图，如图所示，由并联电阻规律得R1与R2的总电阻为1Ω，R4与R5的总电阻为2Ω，所以外电路的总电阻为1.5Ω.
由闭合电路的欧姆定律得I＝
，
总电流为I＝
A＝1.5A
路端电压UR＝
E＝
×3V＝2.25V，所以电压表的示数为2.25V
根据欧姆定律I＝
得通过R3的电流为I3＝
＝
A＝0.75A
所以通过电流表的电流为1.5A－0.75A＝0.75A.
（2）由分压原理得，R1两端的电压为UR1＝
×2.25V＝0.75V
所以R4两端的电压是2.25V－0.75V＝1.5V
又因通过电流表的电流为0.75A，所以通过R1与R4的电流均为
A＝0.375A.
答案：
（1）2.25V 0.75A
（2）R1两端的电压为0.75V；R4两端的电压是1.5V 通过R1与R4的电流均为0.375A
10．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，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．
解析：
（1）题中图乙中AB延长线，交U轴于20V处，交I轴于1.0A处，
所以电源的电动势为E＝20V，内阻r＝
＝20Ω.
（2）当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，
即U2＝4V、I2＝0.8A，得R2＝
＝5Ω.
（3）当P滑到R3的左端时，由图乙知此时U外＝16V，
I总＝0.2A，
所以R外＝
＝80Ω
因为R外＝
＋R2，
所以滑动变阻器的最大阻值为：
R3＝300Ω.
答案：
见解析
11．如图所示的电路中，电源的电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝3Ω，R2＝6Ω，电容器的电容C＝3.6μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开．
（1）合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？
（2）合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？
解析：
（1）设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有
I1＝
＝1.5A
U1＝I1R1＝4.5V
合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.
根据闭合电路欧姆定律有I2＝
＝2A
U2＝I2
＝4V
所以电容器上电荷量减少了，减少量为ΔQ＝（U1－U2）C＝1.8×10－6C
（2）设合上S2后，电容器上的电荷量为Q，则
Q＝CU2＝1.44×10－5C
再断开S1后，通过R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比．
故流过电阻R1的电荷量为Q1＝
Q＝9.6×10－6C.
答案：
（1）减少了1.8×10－6C
（2）9.6×10－6C
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