2019高中物理第二章第7节闭合电路的欧姆定律（对点练巩固练）（含解析）新人教版.docx

闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的电流跟电源的电动势成电动势，直线在横轴上的截距表示短路电流I。考点一闭合电路欧姆定律的理解和简单应用1.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是()A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V答案D解析由已知条件得：E800 mV，又因I短，所以r 20 ，所以UIRR20 mV400 mV0.40 V，D正确。2如图所示电路中，电源电动势E12 V，内阻r2 ，R14 ，R26 ，R33 。(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？答案(1)6 V(2)1 A解析(1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有I1 A1 A。理想电压表读数为UVI1R26 V。(2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小R23 2 。根据闭合电路欧姆定律，有I2 A1.5 A。理想电流表读数为I A1 A。考点二路端电压与负载的关系3.如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为()A53 B35 C23 D32答案D解析S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E3 V。S闭合时，U外1.8 V，所以U内EU外1.2 V。因U外IR，U内Ir，所以RrU外U内1.81.232，D正确。4在如图所示电路中，电源的电动势E9.0 V，内阻可忽略不计；AB为滑动变阻器，其最大阻值R30 ；L为一小灯泡，其额定电压U6.0 V，额定功率P1.8 W；S为开关，开始时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C时，小灯泡恰好正常发光。则C、B之间的电阻应为()A10 B20 C15 D5 答案B解析本题中小灯泡恰好正常发光，说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流I额 A0.3 A，电路是串联电路，则RAC 10 ，所以RCBRRAC20 ，B正确。5(多选)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将向下运动DR3上消耗的功率逐渐增大答案AC解析由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联连接在电源两端，电容器与R3并联，当滑片向b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干路电流增大，内电压增大路端电压减小，R1两端的电压增大，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R2和R4支路的电流增大，故电流表示数增大，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，A正确；因电容器两端电压减小，故带电质点受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点向下运动，C正确；因R3两端的电压减小，由P可知，R3上消耗的功率减小，D错误。考点三电源的UI图象6(多选)如图所示，直线A为某电源的UI图线，曲线B为某小灯泡L1的UI图线的一部分，用该电源和小灯泡L1组成闭合电路时，灯泡恰好能正常发光，则下列说法中正确的是()A此电源的内阻为 B灯泡L1的额定功率为6 WC把灯泡L1换成“3 V20 W”的灯泡L2，电源的输出功率将变小D此时电源的效率为75%答案BD解析由图读出电源的电动势为E4 V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则r 0.5 ，A错误；灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U13 V，I12 A，则灯泡L1的额定电压为3 V，功率为PU1I16 W，B正确；把灯泡L1换成“3 V20 W”的灯泡L2，由P知：灯泡L2正常工作时的电阻为R20.45 ，灯泡L1的电阻为R1 1.5 ，把灯泡L1换成“3 V20 W”的灯泡L2时，输出电压小于3 V，灯泡L2的电阻小于0.45 ，更接近电源的内阻，电源的输出功率将变大，C错误；电源的效率为100%100%100%75%，D正确。对应学生用书P501关于闭合电路，下列说法正确的是()A电源短路时，放电电流为无限大B电源短路时，内电压等于电源电动势C用电器增加时，路端电压一定增大D把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势答案B解析电源短路时，R0，放电电流I，U内E，A错误，B正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D错误。2(多选)如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是()A灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B各灯两端电压在灯多时较低C通过电池的电流在灯多时较大D电池输出功率灯多时较大答案ABC解析由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，A、B、C正确；当R外r时，电池输出功率最大，由于r未知，D错误。3(多选)学生为“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值，当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正。这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中，下列说法中正确的是()A飞船在竖直减速上升的过程中，处于失重状态，电压表的示数为负B飞船在竖直减速返回地面的过程中，处于超重状态，电压表的示数为正C飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零D飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为负答案ABD解析飞船在竖直减速上升的过程中，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律得知，飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负，A正确；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，处于超重状态，电压表的示数为正，B正确；飞船在圆轨道上运行时，加速度方向竖直向下，电压表的示数为负，C错误，D正确。4如图所示，一电荷量q3104 C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角37。已知两板相距d0.1 m，电源电动势E12 V，内阻r2 ，电阻R14 ，R2R3R412 。g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8。求：(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度的大小；(3)小球的质量。答案(1)10 W(2)100 N/C(3)4103 kg解析(1)R2与R3并联后的电阻值R236 ，由闭合电路欧姆定律得：I1 A，电源的输出功率为P出IEI2r10 W。(2)电容器两板间的电压UCI(R1R23)，电容器两板间的电场强度E1100 N/C。(3)小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得：Fmgtan，又有FqE1，所以m，解得m4103 kg。跟踪训练闭合电路欧姆定律的应用对应学生用书P511在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显答案C解析传感器M与R并联，再与S串联，S两端电压U增大，说明线路电流增大，总电阻变小，传感器的电阻RM变小；传感器电阻RM与R的并联值R并，显然R越大，RM变化相同值时，R并变化越大，此时干路电流变化越大，U增大越明显，C正确。2(多选)如图所示的电路中，电源的内阻r0，R1和R2是两个定值电阻。当滑动变阻器R的滑片向a移动时，电路中的电流I1、I2的变化情况是()AI1不变 BI1变小CI2变大 DI2变小答案BC解析当滑动变阻器R的滑片向a移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，整个回路的总电阻变小，干路电流I变大，路端电压UEIr变小，I1变小，A错误，B正确；又II1I2，所以I2变大，C正确，D错误。3在如图a所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电源内阻为r。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图b所示，则()A图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线B电源内电阻的阻值为10 C电源的电动势是4 VD滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W答案D解析当滑片左移时，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，故R1两端的电压增大，R2两端的电压减小，乙表示V1示数的变化，甲表示V2示数的变化，A错误；由图可知，当只有R1接入电路时，电路中电流为0.6 A，路端电压为3 V，则由EUIr可得：E30.6r；当滑动变阻器全部接入时，两电压表示U11 V，U24 V，路端电压UU1U25 V，由闭合电路欧姆定律可得E50.2r，联立上式解得r5 ，E6 V，B、C错误；由图线分析可知，R1的阻值为5 ，R2电阻为20 ；当R1等效为电源的内阻，则当滑动变阻器的阻值R2R1r10 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为10 时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I A0.3 A，则滑动变阻器消耗的总功率PI2R20.9 W，D正确。4两个电池1和2的电动势E1E2，它们分别向同一电阻R供电，电阻R消耗的电功率相同。比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P1和P2及电池的效率1和2的大小，则有()AP1P2，12 BP1P2，12CP1P2，12 DP1P2，12答案B解析因为给电阻R供电时，电阻R消耗的电功率PR相等，由PRI2R得电流I相等。因I，E1E2，则两个电池的内阻关系为r1r2，所以P1P2，而，所以与E成反比，故12，B正确。5(多选)将阻值为4 和10 的两个电阻R1、R2分别接在同一电源上，结果R2上消耗的功率P2比R1上消耗的功率P1大，则()A电源内阻一定大于4 B两电阻串联后接此电源，外电路总功率一定大于只接R2时的功率C两电阻并联后接此电源，外电路总功率一定小于只接R1时的功率D只接R1时电源内阻消耗的功率一定大于只接R2时消耗的功率答案ACD解析因为R2消耗的功率P2比R1消耗的功率P1大。根据电源输出功率随外电阻的变化关系曲线作图如图所示。所以R1rR2，即rR14 ，A正确；R1与R2的串联电阻R串R2，由图象可知P串P2，B错误；R1与R2的并联电阻R并R1，则P并P1，C正确；电源内阻消耗的功率P，R1R2，则P1P2即只接R1时电源内阻消耗的功率大于只接R2时电源消耗的功率，D正确。6如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为()A1 W B6 W C2 W D2.5 W答案C解析由题图不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E3 V，短路电流为I3 A，所以电源的内阻为r1 。图象上AB线段表示的功率为PABP总I2r(3121) W2 W。C正确。7.(多选)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，图线b是某电阻R的UI图象。当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是()A电池的内阻rB电池的效率为100%C硅光电池的内阻消耗的热功率PrU2I1U1I2D电源的输出功率PU1I1答案ABD解析由欧姆定律得UEIr，当I0时，EU，由图线a与纵轴的交点读出电动势为EU2。硅光电池和电阻R组成闭合回路时，根据两图线交点处的状态可以知道，电阻的电压为U1时，内阻r，A正确；电池的效率100%，B正确；内阻消耗的功率PrU2I1U1I1，C错误；电源的路端电压为U1，电流为I1，则输出功率PU1I1，D正确。8如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是()A把R2的滑片向左移动B把R2的滑片向右移动C把R1的滑片向左移动D把开关S断开答案A解析若尘埃P处于静止状态，则重力与电场力平衡。若尘埃向下加速运动，则电场力减小，电容器两极板间的电压减小，向左移动R2的滑片可以实现这种变化，A正确，B错误；由于稳定时R1支路无电流，故无论如何移动R1，电容器两极板间的电压都不会改变，故尘埃仍平衡，C错误；断开开关S，电容器两极板间电压增大，这种情况与B选项效果相同，D错误。9.如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，R为滑动变阻器，A为理想电流表，V为理想电压表。当滑动变阻器滑片向右滑动时，下列说法中正确的是()A电流表和电压表示数都变大B电流表和电压表示数都变小C电流表示数减小，电压表示数变大D电流表示数变大，电压表示数减小答案A解析首先要弄清电路的结构，电压表测R1两端的电压。当滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电阻变小，总电阻变小，总电流变大，内电压变大，路端电压变小，则流过R2的电流变小，流过R1的电流变大，R1两端电压也变大，所以电压表、电流表示数都变大，A正确。10(多选)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()A灯泡L变亮B电源的输出功率变小C电容器C上电荷量减少D电流表读数变小，电压表读数变大答案BD解析将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，总电阻变大，电路中电流I变小，电流表读数变小，灯泡L变暗，A错误；内电压变小，路端电压UEIr变大，电压表读数变大，电阻R两端电压URUUL变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；由电源输出功率与外电阻的关系图象知，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻变大时，输出功率变小，B正确。11如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F。调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()A保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小答案B解析当电路接通后，对小球受力分析：小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用，其中重力为恒力。当电路稳定后，R1中没有电流，两端等电势，因此电容器两极板电压等于R0两端电压，当R2不变，不论R1如何变化，电容器两极板电压不变，板间电场强度不变，小球所受电场力不变，F不变，C、D错误；若保持R1不变，缓慢增大R2，则R0两端电压减小，电容器两端电压减小，内部电场减弱，小球受电场力减小，由受力分析知F变小。A错误，B正确。12如图所示，电路中E3 V，r0.5 ，R01.5 ，变阻器R的最大阻值为10 。(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？最大为多大？(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？最大为多大？答案(1)2 1.125 W(2)0 3.375 W解析(1)将电阻R0和电源等效成新的电源，当外电路电阻与等效电源内电阻相等时，等效电源的输出功率