2017届高中物理重难点强化练三闭合电路的综合问题教科版选修.docx

重难点强化练（三） 闭合电路的综合问题1(多选)直流电路如图1所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()图1A总功率一定减小B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小解析：选ABC滑动变阻器的滑片P向右移动时电路的总电阻变大，根据I可知总电流变小，电源的总功率P总IE减小，选项A正确；电源的效率，又UIR，EI(Rr)，所以，当R增大时，电源的效率增大，选项B正确；电源内部损耗功率P损I2r减小，选项C正确；电源的输出功率PIU，经推导可知当外电路电阻等于电源内阻时输出功率最大，由于电源内阻未知，故不能确定电源输出功率的变化情况，选项D错误。2.如图2所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图2A的读数变大，的读数变小B的读数变大，的读数变大C的读数变小，的读数变小D的读数变小，的读数变大解析：选B将S断开，则电路的总电阻变大，总电流变小，由UEIr知，路端电压变大，故电压表的示数变大；R1两端的电压IR1变小，则R3两端的电压变大，流过R3的电流变大，电流表的示数变大。选项B正确。3.在某控制电路中，需要连成如图3所示的电路，它主要由电动势为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分别是红、绿指示灯，当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，下列说法中正确的是()图3AL1、L2两个指示灯都变亮BL1、L2两个指示灯都变暗CL1变亮，L2变暗DL1变暗，L2变亮解析：选B当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a端时，电位器接入电路的电阻减小，根据串联、并联电路的特点可知电路中的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，L1变暗，通过L1的电流减小，故通过R1的电流增大，R1两端的电压增大，L2及R2两端的电压减小，L2的功率减小，L2变暗，选项B正确。4.在如图4所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，、为理想电流表和理想电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()图4Aa点的电势降低B电压表示数变小C电流表示数变小D电容器C所带电荷量增多解析：选A在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中，外电路电阻减小，电源输出电流变大，路端电压减小，R1两端电压升高，故a点的电势降低，电压表示数变大，通过R2的电流减小，电流表示数变大；因R2与R3并联，R2两端电压降低，故电容器C两端电压降低，电容器C所带电荷量减少，选项A正确，B、C、D错误。5.如图5所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡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()图5AR3断路BR2断路CR1短路DR1、R2同时短路解析：选B由电路图可知，通过灯泡A的电流等于通过灯泡B的电流与通过R2的电流之和。灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，说明通过灯泡B的电流变大，而通过灯泡A的电流变小，因此通过R1的电流变小，所以B正确。R3断路或R1短路都会使两灯泡都比原来变亮；R1、R2同时短路会使灯泡A比原来变亮，灯泡B熄灭。6电源的效率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电阻的实验中得到的实验图线如图6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a、b。由图可知a、b的值分别为()图6A.、B.、C.、 D.、解析：选D由UI图像可知，若电源的电动势为6U0，则a、b两点对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率，所以a，b，选项D正确。7.如图7所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图7A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：选A滑动变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小。选项A正确。8. (多选)如图8所示，闭合开关S后，A灯与B灯均发光，当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，以下说法中正确的是()图8AA灯变亮BB灯变亮C电源的输出功率可能减小D电源的总功率可能增大解析：选AC当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，电阻变大，则总电阻变大，总电流变小，电源的总功率变小，选项D错误；当外电路的电阻等于内阻时，输出功率最大，滑片P向左滑动时，电源的输出功率可能减小，选项C正确；因总电流减小，所以B灯变暗，选项B错误；总电流减小引起内电压和B灯两端的电压减小，所以A灯两端的电压变大，A灯变亮，选项A正确。9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内，如图9所示，求图9(1)电源内阻r；(2)当电流为1.5 A时，外电路的电阻及此时电源的效率。解析：(1)电源的总功率：PEEI，则电源的电动势E V8 V；电源的输出功率P出IEI2r；电源内部的发热功率PrI2r，由图像知，当I1 A时，Pr4 W，则r 4 。(2)当电流为1.5 A时，P出IEI2r1.58 W1.524 W3 W，则R 。此时电源的效率：100%25%。答案：(1)4 (4) 25%10如图10所示，电灯L标有“4 V1 W”，滑动变阻器R1的总电阻为50 。当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5 A，电压表示数为10 V。若导线连接完好，电路中各处接触良好。试问：图10(1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？(3)电源的电动势和内电阻为多大？解析：(1)电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压UU2I2R2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在外电路某处发生断路。由于电流表有读数，R2不可能断路，电压表也有读数，滑动变阻器R1也不可能断路，只可能是电灯L发生断路。(2)L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R1，电压表示数即为路端电压U2U端10V，R2 20 。L未断路时恰好正常发光，UL4 V，IL0.25 A，U端U2I2R20.4520 V9 V，R1 20 。(3)根据闭合电路欧姆定律EUIr，故障前E9(0.450.25)r，故障后E100.5r，得E12.5 V，r5 。答案：(1)断路灯L(2)20 (3)12.5 V5 11.如图11所示的电路中，直流发电机的电动势E250 V，内电阻r3 ，R1R21 ，电热器组中装有50只完全相同的电热器，每只电热器的额定电压为200 V，额定功率为1 000 W，其他电阻不计，并且不计电热器电阻随温度的变化。问：图11(1)当接通几只电热器时，实际使用的电热器都能正常工作？(2)当接通几只电热器时，发电机输出的功率最大？(3)当接通几只电热器时，电热器组加热物体最快？(4)当接通几只电热器时，电阻R1、R2上消耗的功率最大？(5)当接通几只电热器时，实际使用的每只电热器中电流最大？解析：不计电热器电阻随温度的变化，则每只电热器的电阻R0 40 。每只电热器的额定电流I0 A5 A。(1)要使用电器正常工作，必须使电热器两端的实际电压等于额定电压200 V，因此干路电流I A10 A。而每只电热器额定电流为5 A，则电热器的数量n12只。(2)要使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内电阻，因此可得电热器总电阻Rr(R1R2)3 (11) 1 ，所以n240只。(3)要使电热器组加热物体最快，就必须使电热器组得到的电功率最大，R1、R2视为等效(电源)