【骄子之路】高中物理 第2章 专题 闭合电路欧姆定律的综合应用课后强化演练（含解析）新人教版选修3-1

PAGEPAGE4第二章专题闭合电路欧姆定律的综合应用课后强化演练一、选择题1．(2023·浙江一模)如下图的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，那么与无光照射时比拟()A．电容器C的上极板带负电B．电容器C的下极板带负电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变大解析：当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电，即电容器两端电势相等，当用光照射R4时，R4的阻值变小，电容器上端的电势降低，导致上极板带负电，下极板带正电，A选项正确，B选项错误；R4的阻值变小，总阻值变小，干路电流变大，路端电压变小，流过电阻R1和R2的电流变小，那么流过电阻R3和R4的电流变大，电源总功率P＝EI变大，C选项错误，D选项正确．答案：AD2．如下图，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，以下说法中正确的选项是()A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等B．电流都是I0时，两电源的内电压相等C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻解析：在U­I图象中两图象的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，A选项正确．图象与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，图象的斜率大小表示电源内电阻的大小，由图象可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，说明甲的电动势大于乙的电动势；图象甲的斜率大小大于图象乙的斜率大小，说明甲的内阻大于乙的内阻，可见C选项正确，D选项错误．电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻比乙的大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，B选项错误．答案：AC3．如图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻．现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220V，由此可知()A．ab间电路通，cd间电路不通 B．ab间电路不通，bc间电路通C．ab间电路通，bc间电路不通 D．bc间电路不通，cd间电路通解析：由于用交流电压表测得b、d两点间为220V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间电路通和cd间电路通，即C、D选项正确．答案：CD4．电源的效率η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、ηB．由图可知ηa、ηb的值分别为()A．eq\f(3,4)、eq\f(1,4) B．eq\f(1,3)、eq\f(2,3)C．eq\f(1,2)、eq\f(1,2) D．eq\f(2,3)、eq\f(1,3)解析：电源效率η＝eq\f(U,E)，E为电源的总电压(即电动势)，根据图象可知Ua＝eq\f(2,3)E，Ub＝eq\f(1,3)E，所以D选项正确．答案：D5．(2023·醴陵市模拟)如下图，直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P、电源内部发热功率Pr、输出功率PR随电流I变化的图象，根据图象可知()A．电源的电动势为9V，内阻为1ΩB．电源的电动势为3V，内阻为3ΩC．图象中任意电流值对应的P、Pr、PR间的关系为P＞Pr＋PRD．电路中总电阻为2Ω时，外电阻上消耗的功率最大且为2.25W解析：图象a表示电源的总功率P＝EI，斜率表示电源的电动势E＝eq\f(P,I)＝3V，图象b表示电源内部发热功率Pr＝I2r，当电流为3A时，Pr＝9W，内阻为r＝eq\f(Pr,I2)＝1Ω，A、B选项错误；根据能量关系可知任意时刻，P＝Pr＋PR，C选项错误；当外电阻等于内阻时，电源输出功率最大，即外电阻消耗功率最大，此时总阻值为2Ω，消耗功率Pm＝eq\f(E2,4r2)＝2.25W，D选项正确．答案：D6．如下图电路中，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的滑动端向左移动时，带电粒子将()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变大，那么总电流变小，R两端的电压变小，电容器中的场强变小，所以粒子将向下运动，故B选项正确．答案：B二、非选择题7．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2的阻值未知，R3是一个滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器两个不同端点时分别得到的．求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值．解析：(1)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir将图象中A、B两点的电压和电流代入可得E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r联立解得E＝20V，r＝20Ω.(2)当R3的滑键自左向右滑时，R3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大．由此可知，图线上的A、B两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的．当滑键位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路总电阻即为R2，故由B点的U、I值可求出R2.R2＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(4V,0.8A)＝5Ω.(3)当滑键在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路总电阻，再根据串、并联电路的规律可求出R3的最大值．R总＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(16V,0.2A)＝80Ω，又R总＝eq\f(R1R3,R1＋R3)＋R2代入数值解得滑动变阻器的最大值R3＝300Ω.答案：(1)20V20Ω(2)5Ω(3)300Ω8．如下图，E＝10V，C1＝C2＝30μF，R1＝4.0Ω，R2＝6.0Ω，电池内阻可忽略，先闭合开关S，待电路稳定后，再将S断开，那么断开S后流过R1的电荷量为多少？解析：当开关S闭合时，电容器C2被短接，稳定后电阻R1和R2串联分配电路中的电压，电容器C1与电阻R2并联．电流I＝eq\f(E,R1＋R2)＝eq\f(10,4.0＋6.0)A＝1.0A，UC2＝0，UC1＝IR2＝1.0×6.0V＝6.0V，电容器C1极板带电荷量Q1＝C1UC1＝30×10－6×6.0C＝1.8×10－4C．当开关S断开后，电源通过电阻R1向电容器C1充电，并通过R2向C2充电，稳定后电阻R1、R2中无电流通过，UC1′＝UC2′＝E＝10V．通过电阻R1的电荷量等于电容器C1被充电的电荷量和电