2024-2025学年高中物理第二章恒定电流7闭合电路的欧姆定律练习含解析新人教版选修3-1

PAGE6-闭合电路的欧姆定律基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．关于闭合电路，下列说法正确的是(B)A．电源短路时，放电电流为无限大B．电源短路时，内电压等于电源电动势C．用电器增加时，路端电压肯定增大D．把电压表干脆和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势解析：电源短路时，R＝0，放电电流I＝eq\f(E,r)，U内＝E，A错误，B正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C错误；当电压表干脆和电源连接时，电压表不视为志向电表时，电路中有微小电流，内电路有肯定的电势着陆，D错误。2．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池供应能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA。若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(D)A．0.1V B．0.2VC．0.3V D．0.4V解析：电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝eq\f(E,r)，所以电池内阻r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(800×10－3,40×10－3)Ω＝20Ω，该电池与20Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(800,20＋20)mA＝20mA，所以路端电压U＝IR＝400mV＝0.4V，D项正确。3.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，选项A、B、C正确，选项D错。4.学生为“神州十一号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中心的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值，当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正。这个装置在“神州十一号”载人飞船放射、运行和回收过程中，下列说法中正确的是(ABD)A．飞船在竖直减速上升的过程中，处于失重状态，电压表的示数为负B．飞船在竖直减速返回地面的过程中，处于超重状态，电压表的示数为正C．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零D．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为负解析：飞船在竖直减速上升的过程中，加速度方向竖直向下，由牛顿其次定律得知，飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负，故A正确；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向竖直向上，由牛顿其次定律得知，处于超重状态，电压表的示数为正，故B正确；飞船在圆轨道上运行时，加速度方向竖直向下，电压表的示数为负，故C错误，D正确。5．如图所示的电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，下列推断正确的是(ACD)A．若断开K1，则P将接着悬浮不动B．若断开K2，则P将向下加速运动C．若断开K3，则P将向下加速运动D．若断开K4，则P将接着悬浮不动解析：断开K1，电容器两板间的电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，油滴仍处于平衡状态，故P悬浮不动，故A正确；断开K2，电容器两板间的电压增大，稳定时，其电压等于电源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，故B错误；断开K3，电容器通过电阻放电，板间场强渐渐减小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下加速运动，故C正确；断开K4，电容器的电量不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态，故D正确，故选ACD。6.(多选)(2024·广州市荔湾区高二上学期期末)在如图所示的电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时(BD)A．A灯变亮 B．B灯变亮C．C灯变亮 D．D灯变亮解析：当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，外电路总电阻变小，依据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，内电压增大，则路端电压减小，A灯的电压减小，故A灯变暗；总电流I增大，通过A灯的电流减小，所以B灯所在支路电流增大，则B灯变亮；B灯的电压增大，而路端电压减小，所以C灯的电压减小，C灯变暗。通过C灯的电流减小，而通过B灯的电流增大，所以通过D灯的电流增大，D灯变亮。故AC错误，BD正确。故选BD。二、非选择题7．(2024·江苏省宿迁市高二上学期期末)如图，电路中电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，小灯泡L额定电压U＝8V，额定功率字迹模糊不清，电动机M的线圈电阻RM＝2Ω。闭合开关S后，灯泡恰好正常发光，电动机输出机械功率P＝3.5W。求：(1)电源中电流I；(2)电动机线圈中电流IM；(3)小灯泡额定功率PL。答案：(1)2A(2)0.5A(3)12W解析：(1)电源的内电压U内＝E－U电源中电流I＝eq\f(U内,r)解得：I＝2A(2)电动机的总功率PM＝UIM，电动机的热功率P热＝Ieq\o\al(2,M)RM，能量守恒PM＝P热＋P，电动机中电流IM＝0.5A(3)通过灯泡的电流I灯＝I－IM，小灯泡的额定功率PL＝UI灯＝12W实力提升一、选择题(1～2题为单选题，3～5题为多选题)1．(2024·浙江省名校协作体高二上学期联考)如图所示的电路，电源电动势为12V，内阻恒定且不行忽视。初始时刻，电路中的电流等于I0，且视察到电动机正常转动。现在调整滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半，视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．变阻器的功率减为初始时的四分之一解析：电源的内阻和电动机的内阻不变，依据公式P＝I2R知：电路中的电流减小为I0的一半，则电源的热功率减为初始时的eq\f(1,4)，电动机的热功率减为初始时的eq\f(1,4)。故A、C错误。依据P＝EI知：电路中的电流减小为I0的一半，而电源的电动势不变，则电源的总功率减为初始时的一半，故B正确。电路中的电流减小为I0的一半，说明变阻器接入电路的电阻增大，所以由P＝I2R知变阻器的功率大于初始时的eq\f(1,4)。故D错误。故选B。2.(2024·山东师范高校附中高二上学期期末)如图所示，图中的四个电表均为志向电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的是(D)A．伏特表V1的读数减小，安培表A1的读数减小B．伏特表V1的读数增大，安培表A1的读数增大C．伏特表V2的读数减小，安培表A2的读数增大D．伏特表V2的读数增大，安培表A2的读数减小解析：当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大；电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不变，则U1减小；通过电流表A2的电流I2＝eq\f(U1,R3)，U1减小，则I2减小；通过电阻R2电流I2′＝I－I2，I增大，I2减小，则I2′增大，则伏特表V2的读数增大，故D正确，故选D。3.(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，与之串联的灯泡L电流减小，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可知电量增大。故AC正确，BD错误。4．(2024·陕西西安中学高二上学期期末)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流改变的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，假如把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是(ABC)A．电源1与电源2的内阻之比是11∶7B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2解析：由图可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(E1,I1)＝eq\f(10,7)Ω，r2＝eq\f(E2,I2)＝eq\f(10,11)Ω，故选项A、B正确；由小灯泡的伏安特性曲线可知，R1＝eq\f(U1′,I1′)＝0.6Ω，R2＝eq\f(U2′,I2′)＝eq\f(5,6)Ω，P1＝I1′U1′＝15W，P2＝I2′U2′＝30W，故选项C正确，D错误。5．有一种测量体重的电子秤，其原理图如下图中的虚线部分所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而改变的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是志向电流表)。设踏板的质量可忽视不计，已知志向电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力改变的函数为R＝30Ω－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是(AC)A．该秤能测量的最大体重是1400NB．该秤能测量的最大体重是1300NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处解析：当电流表示数达到3A时，压力传感器受到的压力最大，由E＝I(R＋r)可求得R＝2Ω，由R＝30Ω－0.02F可求得F＝1400N，选项A正确，B错误；当踏板空载时，R′＝30Ω，电流表G示数为I′＝eq\f(E,R′＋r)＝eq\f(12,30＋2)A＝0.375A，选项C正确，D错误。二、非选择题6.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并联后的电阻