高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路习题课闭合电路分析与计算课时达标巩固落实鲁科版选修31

习题课闭合电路的剖析与计算一、单项选择题1.如下图，当可变电阻R的阻值增大时，则( )A.U增大B．U减小ABABC.IR增大D．IR不变分析：选A.可变电阻R增大→AB并联部分的电阻增大→整个外电路总电阻增大→电路的总电流减小→内电路电压(U＝Ir)和电阻R两头的电压(U＝IR)都减小→AB并联部分的内111AB12的电流增大I2＝UAB→经过可变电阻R的电流减小电压增大(U＝E－Ir－IR)→经过电阻RR2(I＝I－I)，应选A.R22.如下图，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线、分别是电阻1、BCRR2的两头电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( )A.1接在电源上时，电源的效率高R2B.R接在电源上时，电源的效率高C.R1接在电源上时，电源的输出功率大D.电源的输出功率同样大分析：选A.电源的效率η＝P出＝2I2R＝R＝1－r，因为1＞2，故1接在电P总I(R＋r)R＋rR＋rRRR源上时，电源的效率高，A项正确，B项错误；将电阻接在电源上，电阻的－图象与电源UI的路端电压与电流关系图线的交点，表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流，从图象中可看出电流的数值，因为图线的斜率等于电阻的阻值，由图象可知，R的阻值与电源的2内阻相等，因此R2接在电源上时，电源的输出功率大，故C、D错误.3.电源的效率η定义为外电路电阻耗费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获得的实验图线如下图，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、η.由图可知η、η的值分别为()bab13112A.4、4B．3、31121C.、2D．、323分析：选D.设电源的电动势为E，路端电压为U，U－I图象纵轴单位电压为U0，横轴单位电流为I0，则有E＝6U0.a0UIaU2aa点，U＝4U，由η＝EI知η＝E＝3.b点，Ub＝2U0，则ηb＝Ub＝1.E34.如下图电路中，因为某处出现了故障，致使电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障的原由可能是()A.R1短路B．R2断路C.R2短路D．R3短路分析：选D.A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B被清除.因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两头的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串连的.观察电路中电阻的连结形式，只有R3短路切合条件.二、多项选择题如图中电源的电动势为6V，内阻为1Ω，R1为2Ω，R2的总阻值为3Ω，以下说法中正确的选项是( )A.当R2为1Ω时，R1耗费的功率最大B.经过改变R2的阻值，路端电压的最大值为5V，最小值为4V2C.R2的阻值越小，R1耗费的功率越大D.当R2的阻值为3Ω时，R2耗费的功率最大分析：选BCD.R1为定值电阻，只有当经过R1的电流最大时，其耗费的功率才最大，因此当R2＝0时，R1耗费的功率最大，A错误，C正确；由闭合电路欧姆定律得路端电压U＝1＋2RRE，代入数据计算知B正确；将定值电阻R1当成电源内阻的一部分，则当R2＝R1＋rR＋R＋r12＝3Ω时，等效电源的输出功率最大，即R2耗费的功率最大，D正确.6.如下图的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都同样.若将开关S由地点2切换到地点1，则( )1电压表的示数变大电阻R2两头的电压变大电池内阻耗费的功率变大电流表的读数变小分析：选ABD.开关S1由地点2切换到地点1时，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，A、D正确.电池内阻耗费的功率减小，C错误.依据电路构造剖析可知，电阻R2两头的电压变大，B正确.三、非选择题7.如下图的电路中，电源的电动势E＝9.0V，内电阻r＝2.0Ω，固定电阻R1＝1.0Ω，R2为可变电阻，其阻值在0～10Ω范围内调理.当R2＝________时，R1耗费的电功率最大；当R2＝________时，R2耗费的电功率最大.分析：电源输出功率E2E2R，当R＝r时，输出功率最大.P＝R＋rR＝(－)2＋4RrRr电源输出功率随外电阻变化的图线如下图.32I＝E最大时，即R2＝0时，R1耗费的电功因R1是定值电阻，据P＝IR，当电流r＋1＋2RR率最大.欲使2耗费的电功率最大，可将1＋r当作电源的等效内阻，应用上边的结论，当RRR2＝R1＋r时，R2耗费的电功率最大.答案：03.0Ω8.如下图的电路中，电源电动势＝10V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻0＝1.0Ω，ER电阻R1＝1.5Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0V，求：电源的总功率；电动机耗费的电功率和将电能转变为机械能的功率；电源的输出功率和效率.分析：(1)电动机正常工作时，电流为I＝U13.0＝A＝2AR1.51电源的总功率为P总＝IE＝2×10W＝20W.电动机两头的电压为U＝E－Ir－U1＝(10－2×0.5－3.0)V＝6V电动机耗费的电功率为P电＝IU＝2×6W＝12W电动机的热功率为P热＝I2R0＝22×1W＝4W电动机将电能转变为机械能的功率P机＝P