2012高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 单元测试 鲁科版选修3-1

用心 爱心 专心1 第第 4 4 章章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路闭合电路欧姆定律和逻辑电路 单元测试单元测试 1 如图 1 所示 水平放置的平行板电容器中 有一个带电液滴正好处于静止状态 现将 滑动变阻器的滑片P向左移动 则 A 电容器中的电场强度将增大 图 1 B 电容器所带的电荷量将减少 C 电容器的电容将减小 D 液滴将向上运动 解析 电容器和电阻R2并联 两端电压与R2两端电压相等 当滑片P向左移动时 电路电阻增大 总电流减小 R2两端电压减小 电容器中场强减小 A 项错 液滴 受电场力减小 故液滴向下运动 D 项错误 由Q CU知 电容器所带的电荷量减 少 B 项正确 电容器的电容与两端电压及所带电荷量无关 故 C 错 答案 B 2 如图 2 所示 闭合开关 S 当滑动变阻器的滑片P向左移动 时 A 电流表读数变小 电压表读数变大 B 小电珠 L 变亮 图 2 C 电容器C两极板间的场强变小 D 电源的总功率变大 解析 当滑片P向左移动时 电阻R的实用阻值变大 总电流变小 由U E Ir 可知电压表读数变大 故 A 正确 B 错误 由UL变小 可得出UC变大 故电容器 C两极板间的场强变大 C 错误 由P总 IE可知 电源的总功率变小 D 错误 答案 A 3 在如图 3 所示的闪光灯电路中 电源的电动势为E 电容器的电容为C 当闪光灯两 端电压达到击穿电压U时 闪光灯才有电流通过并发光 正常工作时 闪光灯周期 性短暂闪光 则可以判定 用心 爱心 专心2 图 3 A 电源的电动势E一定小于击穿电压U B 电容器所带的最大电荷量一定为CE C 闪光灯闪光时 电容器所带的电荷量一定增大 D 在一个闪光周期内 通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 解析 电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等 当电源给电容器充电 达到闪 光灯的击穿电压U时 闪光灯被击穿 电容器放电 放电后闪光灯两端电压小于 U 断路 电源再次给电容器充电 达到电压U时 闪光灯又被击穿 电容器放电 如此周期性充放电 使得闪光灯周期性短暂闪光 要使得充电后达到电压U 则电 源电动势E一定大于等于U A 项错误 电容器两端的最大电压为U 故电容器所 带的最大电荷量为CU B 项错误 闪光灯闪光时电容器放电 所带电荷量减少 C 项错误 在一个闪光周期内电容器的总电荷量变化 Q 0 故通过R的电荷量均 通过了闪光灯 D 正确 答案 D 4 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 4 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 为使电源输出功率最大 可采用的接法是 图 4 A 将R1 R2串联后接到电源两端 B 将R1 R2并联后接到电源两端 C 将R1单独接到电源两端 D 将R2单独接到电源两端 解析 由图象知电源内阻r 0 5 两电阻的阻值R1 0 5 R2 1 而电 源的输出功率在内外电路电阻相等时最大 故 C 正确 答案 C 5 如图 5 所示是一位同学设计的防盗门报警 器的简化电路示意图 门打开时 红外光 图 5 敏电阻R3受到红外线照射 电阻减小 门关闭时会遮蔽红外线源 红外线源没有画 用心 爱心 专心3 出 经实际试验 灯的亮灭的确能反映门 的开 关状态 门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比 A 红灯亮 UR2变大 B 绿灯亮 UR2变大 C 绿灯亮 UR2变小 D 红灯亮 UR2变小 解析 当门打开时 R3受红外线照射 电阻减小 从而使并联电路电阻减小 总电 阻减小 总电流I 增大 R2两端电压UR2 U并 E I R1 r 减小 R2中电流 E R r IR2 减小 所以R3中电流IR3 I IR2增大 线圈产生的磁场增强 把衔铁吸 UR2 R2 引 红灯亮 故 D 对 答案 D 6 在如图 6 所示的电路中 由于某一电阻 发生短路或断路 使A灯变暗 B灯变 亮 则故障可能是 A R1短路 图 6 B R2断路 C R3断路 D R4短路 解析 由于A灯串联在干路中 且故障发生后 A灯变暗 故知电路中总电流变小 即电路总电阻变大 由此推知 故障应为某一电阻断路 排除选项 A D 假设R2断路 则其断路后电路总电阻变大 总电流变小 A灯变暗 同时R2断路 必引起与之并联的灯B中电流变大 使B灯变亮 推理结果与现象相符 故选项 B 对 假设R3断路 则也引起总电阻变大 总电流变小 使A灯变暗 同时R3断路 也必引起与之并联的电路 R1所在支路 中电流增大 灯B中分得电流也变大 B灯 变亮 故选项 C 正确 答案 BC 7 某居民家中的电路如图 7 所示 开始时各部分工作正常 将电饭煲 的插头插入三孔插座后 正在烧水的电热 图 7 壶突然不能工作 但电灯仍正常发光 拔 出电饭煲的插头 把试电笔分别插入插座的左 右插孔 氖管均能发光 则 用心 爱心 专心4 A 仅电热壶所在的C D两点间发生了断路故障 B 仅电热壶所在的C D两点间发生了短路故障 C 仅A B间导线断路 D 因为插座用导线接地 所以发生了上述故障 解析 由于电灯仍正常发光 说明电源是好的 电热壶所在的C D两点间没有发 生短路故障 把试电笔分别插入插座的左 右插孔 氖管均能发光 说明插座的左 右插孔都与火线相通 说明电热壶所在的C D两点间没有发生断路故障 综合分 析可知 故障为A B间导线断路 即 C 选项正确 答案 C 8 如图 8 所示 电动势为E 内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接 只合上开 关 S1 三个灯泡都能正常工作 如果再合上 S2 则下列表述正确的是 图 8 A 电源的输出功率减小 B L1上消耗的功率增大 C 通过R1上的电流增大 D 通过R3上的电流增大 解析 合上 S2之前 R3与L3串联后与L1 L2并联 最后与R1串联 合上 S2之后 在并联电路部分又增加了一个并联的支路 电路的总阻值减小 电路中总电流也即 流过R1的电流增大 C 正确 因电源的内阻不计 则电源的输出功率P IE增大 A 错误 通过R1中的电流增大使R1两端电压升高 则并联电路部分的两端电压降 低 L1消耗的功率降低 通过R3与L3的电流都减小 B D 皆错误 答案 C 9 在如图 9 所示的电路中 闭合电键 S 当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动 时 四个理想电表的示数都发生变化 电表的示数分别用I U1 U2和U3表 图 9 示 电表示数变化量的大小分别用 I U1 U2和 U3表示 下列比值正确的是 A U1 I不变 U1 I不变 B U2 I变大 U2 I变大 用心 爱心 专心5 C U2 I变大 U2 I不变 D U3 I变大 U3 I不变 解析 R1 由于R1不变 故不变 不变 同理 R2 由于R2变 U1 I U1 I U1 I U1 I U2 I 大 所以变大 但是 R1 r 所以不变 U2 I U2 I I R1 r I U2 I 而 R2 R1 所以变大 由于 r 所以不变 故选项 A C D U3 I U3 I U3 I Ir I U3 I 正确 答案 ACD 10 如图 10 所示的电路中 电路消耗的总 功率为 40 W 电阻R1为 4 R2为 6 电源内阻r为 0 6 电源的效率为 94 求 1 a b两点间的电压 图 10 2 电源的电动势 解析 1 电流是联系内 外电路的桥梁 是求解闭合电路的关键 而电源的内电 路部分为求解该题的突破口 电源内部热功率P内 I2r 又P内 P总 1 故I 2 A P总 1 r 由于R1 R2并联 所以Uab I 4 8 V R1R2 R1 R2 2 由P总 IE得E 20 V P总 I 答案 1 4 8 V 2 20 V 11 如图 11 所示 在A B两点间接一电动势 为 4 V 内电阻为 1 的直流电源 电阻R1 R2 R3的阻值均为 4 电容器的电容为 30 F 电流表的内阻不计 求 图 11 1 电流表的读数 2 电容器所带的电荷量 用心 爱心 专心6 3 断开电源后 通过R2的电荷量 解析 1 由图可知 接入电路的有效电阻仅有R3 则 I A 0 8 A E R3 r 4 4 1 2 电容器C两端电压与R3两端电压相同 故电容器所带电荷量 Q CIR3 30 10 6 0 8 4 C 9 6 10 5 C 3 断开电源 R1与R2并联后与R3 C构成放电回路 故通过R2的电荷量 Q2 C 4 8 10 5 C Q 2 9 6 10 5 2 答案 1 0 8 A 2 9 6 10 5 C 3 4 8 10 5 C 12 如图 12 所示的电路中 R1 12 R2 6 滑动变阻器R3上标有 20 2 A 的字样 理想电压表的量程有 0 3 V 和 0 15 V 两挡 理想电流表的量程 有 0 0 6 A 和 0 3 A 两挡 闭合开关 S 将滑片P从最左端向右移动到某位置 时 电压表 电流表示数分别为 2 5 V 和 0 3 A 继续向右移动滑片P至另一位 置 电压表指针指在满偏的 1 3 电流表指针指在满偏的 1 4 试求电源电动势的 大小 图 12 解析 滑片P向右移动的过程中 电流表示数在减小 电压表示数在增加 由此可 以确定电流表量程选取的是 0 0 6 A 电压表量程选取的是 0 15 V 所以电流表 的示数为 0 6 A 0 15 A 电压表的示数为 15 V 5 V 当电流表读数为 0 3 1 4 1 3 A 时 R1的电压为U1 I1R1 0 3 12 V 3 6 V 回路的总电流为I总 I1 0 3 A 0 9 A 由闭