2018_2019学年高中物理第2章恒定电流专题突破与题型专练闭合电路欧姆定律的应用练习.docx

专题突破与题型专练闭合电路欧姆定律的应用题型一:闭合电路的动态分析1.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,合上开关S后各电灯都能发光.若某一时刻电灯L1的灯丝断了(此时其余各电灯均不会被烧毁),则下列判断正确的是(A)A.L2,L4变亮,L3变暗B.L2,L3变亮,L4变暗C.L3变亮,L2,L4变暗D.L3,L4变亮,L2变暗解析:电灯L1的灯丝断了,整个电路的外电阻增大,路端电压增大,L4变亮,L3变暗,L2变亮,选项A正确.2.在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时(D)A.电压表示数变小,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变大,电流表示数变小解析:当滑片向下移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大,则由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流减小,故内电压减小,因此路端电压增大,并联部分电压也增大,故R2电压增大,电压表示数变大,故流过R2的电流增大,因总电流减小,故电流表示数减小,故D正确,A,B,C错误.3.(多选)闭合电路的电源电动势为E,内阻为r,如图所示,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时,下列说法中正确的是(BD)A.小灯泡L1,L3变亮,L2变暗B.小灯泡L3变暗,L1,L2变亮C.电压表V1示数变化量较小D.电压表V2示数变化量较小解析:当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时,并联电路总电阻减小(局部),总电流I增大,路端电压U减小(整体),干路电流增大,则L2变亮;与滑动变阻器串联的灯泡L1电流增大,变亮;与滑动变阻器并联的灯泡L3电压U3=U-U2,U减小,U2增大,则U3减小,L3变暗;U1减小,U2增大,而路端电压U=U1+U2减小,所以U1的变化量大于U2的变化量,故A,C错误,B,D正确.题型二:闭合电路的功率和效率问题1.(2018大庆高二期中)某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1,R2的电压与电流的关系如图所示.用此电源和电阻R1,R2组成电路,R1,R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路.在所有可能的各种接法中,下列说法中正确的是 (A)A.将R1,R2并联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最低B.将R1,R2并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高C.将R1,R2串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低D.将R1,R2串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高解析:由图像得到:电源的电动势为E=8 V,内阻为r= ,由电阻的伏安特性曲线求出R1=4 ,R2=2 ,当电源的内外电阻相等时,电源的输出功率最大,R1,R2并联电阻为 ,所以将R1,R2并联后接到电源两端时,输出功率最大,电源效率=,当电路电流最小时,电源效率最高,当电流最大时,电源效率最低,所以将R1,R2串联后接到电源两端,电阻最大,电流最小,效率最高,将R1,R2并联后接到电源两端,电阻最小,电流最大,电源效率最低,A正确,B,C,D错误.2.(2018合肥高二段考)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串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光,则下列说法中正确的是(B)A.此电源的内电阻为0.67 B.灯泡L1的额定电压为3 V,额定功率为6 WC.把灯泡L1换成阻值恒为1 的纯电阻,电源的输出功率将变小,效率将变低D.由于小灯泡L1的UI 图线是一条曲线,所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用解析:由图A读出:电源的电动势E=4 V,内阻r= =0.5 ,A错误;两图线的交点表示小灯泡L1与电源连接时的工作状态,由于灯泡正常发光,则知灯泡的额定电压U=3 V,额定电流I=2 A,则额定功率为P=UI=6 W,故B正确;灯泡L1的电阻R1= =1.5 ,换成一个1 的定值电阻,可知其电阻更接近电源的内阻,根据推论:电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大,知把灯泡L1换成一个1 的定值电阻,电源的输出功率将变大,根据闭合回路欧姆定律可知电阻减小,外电路电压减小,电源效率=减小,故C错误;灯泡是纯电阻元件,欧姆定律适用,故D错误.3.(2018石嘴山高二月考)(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,(R1r)以下说法中正确的是(ACD)A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率C.当R2=0时,R1上获得最大功率D.当R2=0时,电源的输出功率最大解析:将R1和电源内阻看做一体,根据当外电路电阻和内阻相等时,电源输出功率最大,可知当R2=R1+r时, R2的功率最大,A正确;因为R1是定值电阻,所以电流最大时,其功率最大,故当R2=0时,电流最大, R1获得的功率最大,B错误,C正确;因为R1r,所以外电路电阻恒大于电源内阻,故此种情况下外电路电阻增大,电源的输出功率减小,故当R2=0时,电源的输出功率最大,D正确.4.规格为“8 V4 W”的小灯泡与小型直流电动机D(其线圈内阻为r0=0.4 )并联后,接至电动势为10 V,内电阻r=0.5 的电源上,小灯泡恰好正常发光,求:(1)通过小灯泡的电流IL和电源的内电压U.(2)电路中的总电流I和通过电动机D的电流ID.(3)电动机的输入功率P和电动机的输出功率P出.解析:(1)因小灯泡恰好正常发光,所以路端电压为8 V,由P=UI得通过小灯泡的电流IL=0.5 A由E=U外+U得电源的内电压U=E-U外=2 V.(2)由E=U外+Ir得电路的总电流I= A=4 A通过电动机D的电流ID=I-IL=4 A-0.5 A=3.5 A.(3)电动机的输入功率P=UID=83.5 W=28 W电动机的发热功率P热=r0=3.520.4 W=4.9 W电动机的输出功率P出=P-P热=28 W-4.9 W=23.1 W.答案:(1)0.5 A2 V(2)4 A3.5 A(3)28 W23.1 W题型三:含电容器电路的分析与计算1.如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态,当变阻器R0的滑动触头向左移动时,带电粒子将(B)A.向上运动B.向下运动C.静止不动D.不能确定运动状态的变化解析:当滑动触头向左移动时,R0接入电路的电阻值变大,则R总变大,总电流变小,R两端的电压变小,电容器中的电场强度变小,所以粒子将向下运动,故B正确.2.(2018合肥高二段考)在如图所示的电路中R1=11 ,r=1 ,R2=R3=6 ,当开关S闭合且电路稳定时,电容器C的带电荷量为Q1;当开关S断开且电路稳定时,电容器C的带电荷量为Q2,则(A)A.Q1Q2=13B.Q1Q2=31C.Q1Q2=15D.Q1Q2=51解析:开关断开稳定时,电路中没有电流,电容器的电压等于电源的电动势,即U2=E,开关闭合稳定时,电容器的电压等于电阻R2两端的电压,则U1=E=E,对于给定电容器,电容不变,由Q=CU得Q1Q2=U1U2=13,A正确.3.(2018福州高二期中)(多选)M,N是一对水平放置的平行板电容器,将它与一电动势为E,内阻为r的电源组成如图所示的电路,R是并联在电容器上的滑动变阻器,G是灵敏电流计,在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态,如图所示,现保持开关S闭合,将滑动变阻器的滑片向上滑动,则(BC)A.在滑片滑动时,灵敏电流计中有从b向a的电流B.在滑片滑动时,灵敏电流计中有从a向b的电流C.带电油滴将向上运动D.带电油滴将向下运动解析:电容器两极板间的电压等于路端电压,根据闭合回路欧姆定律可知U=E,当将滑动变阻器的滑片向上滑动时,R增大,U增大,根据C=可得电容器的电荷量增加,处于充电状态,灵敏电流计中有电流,由于电容器上板带正电,则灵敏电流计中有从a向b的电流,A错误,B正确;U增大,由E=分析得知,板间场强增大,则带电油滴将向上运动.故C正确,D错误.4.(2018泰州高二期中)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 ,电流表内阻RA=3 ,三个定值电阻的阻值分别为R1=5 ,R2=10 ,R3=15 ,电容器电容C=1.010-10F,问:(1)闭合开关S待电路稳定后,电流表的示数是多少?(2)闭合开关S待电路稳定后,电容器的带电荷量是多少?(3)再次断开开关S待电路稳定,通过R2的电荷量是多少?解析:(1)根据电阻之间的关系,有R总=r+RA+=10 电流表示数I=0.6 A.(2)电容器两端电压U=E-I(r+RA)=3.6 V,电容器带电荷量Q=CU=3.610-10C.(3)电容器通过R2和R3放电,放电电流与电阻成反比,因此电荷量也跟电阻成反比,则通过R2电荷量为QR2=Q=2.1610-10C.答案:(1)0.6 A(2)3.610-10C(3)2.1610-10C(教师备用)1.如图所示电路,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(A)A.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:在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中,变阻器R0接入电路的电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,内电压增加,路端电压减小,电压表的示数减小,同时,定值电阻R1上的电压也增加,使得定值电阻R2两端电压降低,导致电流表的示数减小,所以A正确.2.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(C)A.RM变大,且R越大,U增大越明显B.RM变大,且R越小,U增大越明显C.RM变小,且R越大,U增大越明显D.RM变小,且R越小,U增大越明显解析:当RM变大时,回路的总电阻R总变大,根据I总=,得干路中的电流变小,S两端的电压U=I总RS变小,故选项A,B错误;当RM变小时,回路的总电阻R总=+RS变小,根据I总=,得干路中的电流变大,S两端的电压U=I总RS变大,而且R越大,RM变小时,对回路的总电阻变化的影响越明显,故选项C正确,选项D错误.3.如图所示的电路,电源电动势为12 V,内阻恒定且不可忽略.初始时刻,电路中的电流等于I0,且观察到电动机正常转动.现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半,观察到电动机仍在转动.不考虑温度对电阻的影响,下列说法正确的是(B)A.电源的热功率减为初始时的一半B.电源的总功率减为初始时的一半C.电动机的热功率减为初始时的一半D.变阻器的热功率减为初始时的一半解析:根据公式P=I2R知,电路中的电流减小为I0的一半,则电源的热功率和电动机的热功率均减为初始时的,选项A,C错误;电路中电流减小,变阻器接入电路的电阻增大,由于电源有内阻,所以变阻器的电阻不是初始的2倍,所以由P=I2R知变阻器的功率不是初始时的一半,选项D错误;根据公式P=EI,E不变,则电路的总功率减为初始时的一半,选项B正确.4.(2018浏阳高二月考)(多选)在图中所示的电路中,当滑动变阻器的滑动触片向b端(即向下)移动时(AD)A.电容C的电荷量在减小B.电容C的电荷量在增大C.