新教材2024年高中物理第12章电能能量守恒定律2闭合电路的欧姆定律第2课时闭合电路欧姆定律的应用提能作业新人教版必修第三册

第十二章2第2课时eq\f(合格考训练,25分钟·满分60分)一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)1．如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是(D)A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B．各灯两端电压在灯多时较低C．通过电池的电流在灯多时较大D．电池输出功率灯多时较大解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，由于未知电池的内阻，故无法推断电池何时输出功率最大，选项A、B、C正确，选项D错。2．(2024·北京人大附中朝阳学校高一下学期段考)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r,在滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向下滑动的过程中(B)A．路端电压变大B．通过滑动变阻器R1的电流变大C．通过安培表的电流变大D．电源的输出功率变大解析：在滑动变阻器R1的滑动触片P向下滑动的过程中，R1变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律分析电路中的总电流变大，路端电压U＝E－Ir，I变大，E、r不变，则U变小，故A错误；路端电压U变小，通过电阻R2的电流变小，总电流变大，所以通过滑动变阻器R1的电流必定变大，故B正确，C错误；因为不知道内外电阻的关系，电源的输出功率改变无法确定，故D错误。3．(2024·辽宁省盘锦市高二上学期期末)如图所示的电路中，当变阻器R3的滑片向上移动时(B)A．电压表示数变小，电流表示数变大B．电压表示数变大，电流表示数变小C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小解析：当变阻器R3的滑片向上移动时，R3接入电路的阻值增大，整个电路总电阻增大，总电流减小，内电压降低，路端电压上升，电压表示数增大；流过R1的电流减小，加在R1两端的电压降低，因此加在R2两端的电压上升，流过R2的电流增大，由于总电流减小，因此流过电流表的电流减小，故B正确，ACD错误。4．(多选)(2024·成都外国语学校高二下学期入学考试)如图所示，始终流电动机与阻值R＝9Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，用志向电压表测出电动机两端电压U＝10V，已知电动机线圈电阻RM＝1Ω，则下列说法中正确的是(BD)A．通过电动机的电流为10A B．电动机的输入功率为20WC．电动机的发热功率为1W D．电源的输出功率为56W解析：依据闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(r＋R)得I＝eq\f(E－U,R＋r)＝eq\f(30－10,1＋9)A＝2A，故A错误；电动机的输入功率P入＝UI＝10×2W＝20W，故B正确；电动机的热功率P热＝I2RM＝22×1W＝4W，故C错误；电源的输出功率P出＝EI－I2r＝(30×2－22×1)W＝56W，故D正确。5．(2024·山西高二上联考)如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发觉L1变暗，L2变亮，电流表的读数变小。若只有一处故障，请分析发生的故障的可能是(B)A．R1短路 B．R2断路C．R3短路 D．R4短路解析：发生故障前，等效电路如图所示。若R1短路，灯L1被短路不亮，不符合题意，故A错误；若R2断路，则电路中总电阻增大，电路中的总电流减小，左侧部分并联电阻没有变，则左侧电压将减小，可知L1应变暗，依据闭合电路欧姆定律可知右侧并联部分两端的电压增大，灯L2电流变大，功率变大，灯L2应变亮，依据并联分流可得流过电流表的电流减小，所以电流表的读数变小，故B正确；假如R3发生短路，电路中的总电阻变小，总电流变大，左侧并联电路的电阻没有发生改变，灯L1变亮，故C错误；若R4短路，则电路中总电阻减小，电路中总电流增大，左侧并联部分总电阻没有变，则L1上的电压将增大，可知L1应变亮，故D错误。6．(多选)如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(ABD)A．R的阻值为1.5ΩB．电源电动势为3.0V，内阻为1.5ΩC．电源的输出功率为3.0WD．电阻R消耗的功率为1.5W解析：由两图线的交点知，R＝eq\f(U,I)＝eq\f(1.5V,1.0A)＝1.5Ω，A正确；直线I在纵轴上的截距为电动势，即E＝3.0V，斜率的肯定值为内阻，即r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(3.0V,2.0A)＝1.5Ω，B正确；电源的输出功率P出＝UI＝1.5W，也等于电阻R消耗的功率，C错误，D正确。二、非选择题(共18分)7．(18分)(2024·广东佛山11校高二上期中联考)如图所示，电源电动势E＝9V、内阻不计，R1、R2为定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω，R为滑动变阻器，阻值范围为0～10Ω，右侧竖直放置一个电容C＝1.0×10－3μF的志向平行板电容器，电容器板长L＝0.4m，而板间距d＝0.05m。不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10m/s2。(1)求滑片P处于滑动变阻器中间位置和最上端时电容器的带电荷量Q1、Q2；(2)若滑片P处于滑动变阻器中间位置时，一带电荷量q＝1.0×10－5C的质点以V＝0.8m/s的速度沿平行板中线进入，恰好匀速通过，求带电质点的质量m。答案：(1)4.5×10－9C6.0×10－9C(2)9.0×10－5kg解析：(1)滑片P处于滑动变阻器中间位置时，有R中＝5Ω，电路总电阻为R中＋R1＝5Ω＋5Ω＝10Ω，流过滑动变阻器的电流I1＝eq\f(E,R中＋R1)＝0.9A，电容器两极板之间的电压U1＝I1R中＝4.5V，由C＝eq\f(Q1,U1)，解得电容器的带电荷量Q1＝CU1＝1.0×10－9×4.5C＝4.5×10－9C，滑片P处于滑动变阻器最上端位置时，有R上＝10Ω，电路总电阻为R上＋R1＝10Ω＋5Ω＝15Ω，流过滑动变阻器的电流I2＝eq\f(E,R上＋R1)＝0.6A，电容器两极板之间的电压U2＝I2R上＝6.0V，由C＝eq\f(Q2,U2)，解得电容器的带电荷量Q2＝CU2＝1.0×10－9×6.0C＝6.0×10－9C。(2)电容器下极板与电源的正极相连，极板间电场强度方向向上，带电质点所受的电场力方向向上，故带电质点带正电。滑片P处于滑动变阻器中间位置时，一带电质点以0.8m/s的速度沿平行板中线进入，恰好匀速通过，则有qE0＝mg，E0＝eq\f(U1,d)，m＝eq\f(qU1,dg)，解得m＝9.0×10－5kg。eq\f(等级考训练,20分钟·满分40分)一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)1．(2024·湖北武汉钢城四中高二月考)如图所示的电路中，由于电路出现故障，灯L1变暗，灯L2变亮，故障缘由是(B)A．R4短路 B．R1断路C．R3断路 D．R2短路解析：若R4短路，灯L1被短路，灯L1不亮，不符合题意，选项A错误；R1断路时，外电路电阻增大，路端电压增大，干路电流减小，通过R3的电流增大，则通过L1与R4并联的总电流减小，通过L1的电流减小，则灯L1变暗，路端电压增大，灯L2两端的电压增大，灯L2变亮，符合题意，选项B正确；若R3断路，外电阻增大，路端电压增大，两灯都变亮，不符合题意，选项C错误；若R2短路，外电阻减小，路端电压减小，R3中电流减小，总电流增大，则通过两灯的电流都增大，两灯都变亮，不符合题意，选项D错误。2．(多选)(2024·新疆建设兵团一师高二上学期期中)如图所示，电流表、电压表均为志向电表，L为小电珠。R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(AC)A．电流表示数变小，电压表示数变大B．小电珠L变亮C．电容器C上电荷量增大D．电源的总功率变大解析：当滑动变阻器滑片P向左移动时，电阻增大，由“串反并同”可知，与之并联的电压表示数增大，与之串联的小电珠L电流减小，小电珠变暗；同理推断电流表示数减小，电源总功率减小。路端电压增大，电容器两端电压增大，由Q＝CU可知电荷量增大。故AC正确，BD错误。3．(多选)(2024·江苏省启东中学高二上学期期中)用标有“6V,3W”的灯泡L1、“6V,6W”的灯泡L2与志向电压表和志向电流表连接成如图所示的试验电路，其中电源电动势E＝9V。下图是通过两个灯泡的电流随两端电压改变的曲线。当其中一个灯泡正常发光时(CD)A．电流表的示数为1A B．电压表的示数约为6VC．电路输出功率为4W D．电源内阻为2Ω解析：由题可知，若L1正常发光，I1＝eq\f(P,U)＝eq\f(3,6)A＝0.5A，若L2正常发光，I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(6,6)A＝1A，两个小灯泡串联，只有一个灯泡正常发光，则为L1正常发光。故A项错误；电压表测量灯泡L2的电压，由图乙可知，曲线A对应灯泡L2，当电流为0.5A时，此时电压为2V，所以电压表示数为2V，故B项错误；电路输出功率P输＝U1I＋U2I＝(6×0.5＋2×0.5)W＝4W，故C项正确；电源内阻为r＝eq\f(E－U1－U2,I)＝eq\f(9－6－2,0.5)Ω＝2Ω，故D项正确。4．下表是一些常见电池的参数。对于表格中的四种电池，下列说法正确的是(D)电池名称及型号电动势(V)容量(mA·h)南孚新一代聚能环5号电池1.52000GP超霸5号充电电池1.21600CR2025纽扣电池3.0150绿联牌其次代手机锂电池3.83410A．四种电池(新的或充溢电荷量的)都以1mA的电流对外供电，南孚电池供电时间最长B．四种电池(新的或充溢电荷量的)都以1mA的电流对外供电，GP超霸供电时间最短C．将1C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最少的是CR2025D．将1C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最多的是绿联锂电池解析：依据Q＝It可知，都以1mA的电流对外供电，绿联牌其次代手机锂电池供电时间最长，CR2025纽扣电池供电时间最短，故AB错误；依据W＝qU可知将1C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最少的是GP超霸5号充电电池，非静电力做功最多的是绿联锂电池，故C错误D正确。二、非选择题(共16分)5．(16分)如图所示，一电荷量q＝3×10－4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°。已知两板相距d＝0.1m，电源电动势E＝12V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝4Ω，R2＝R3＝R4＝12Ω。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度的大小；(3)小球的质量。答案：(1)10W(2)100N/C(3)4×10－3kg解析：(1)R2与R3并联后