2018-2019物理新课堂同步选修3-1粤教版：重难强化训练3　闭合电路欧姆定律的应用

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 重难强化训练(三)　闭合电路欧姆定律的应
                                 用

                              (40 分钟　100  分)

     一、选择题(本题共        10 小题，每小题      6 分，共   60 分.1～6 题为单选，7～
 10 题为多选．)
     1．如图   7 所示，直线     A 为电源的    U­I 图线，直线     B 为电阻   R 的 U­I 图线，
用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(　　)


                                   图  7

     A．4 W,33.3%　　　                B．2 W,33.3%
     C．4 W,66.7%                   D．2 W,66.7%
     C　[从题图中可知       E＝3    V，直线    A 和直线   B 的交点是电源和电阻         R 构成

 闭合电路的工作点，因此           P 出＝UI＝4     W，P  总＝EI＝6     W．电源的效率        η＝

 U
 E≈66.7%.]

     2．如图   8 所示，R1   阻值恒定，R2     为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而

 增大)，L   为小灯泡，当      R2 所在位置温度升高时(　　)


                                   图  8

     A．R1 两端的电压减小                  B．小灯泡的亮度变暗

     C．电流表的示数减小                    D．通过    R2 的电流减小

     B　[当  R2 所在位置温度升高时         R2 阻值减小，总电阻减小，总电流增大，

 电流表的示数增大，R1         两端的电压     U1＝IR1 增大，故     A、C  错误；总电流增大，
 内电压增大，则路端电压           U＝E－Ir   减小，并联部分的电压减小，所以灯泡
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 L 变暗，故    B 正确；通过     L 的电流减小、而总电流增大，则通过                R2 的电流增大，
故  D 错误．]

     3．如图   9 所示的电路中，当可调电阻            R 的阻值增大时，关于电路中的电
 流表和电压表的读数，以下说法正确的是(　　) 
                                                  【导学号：52592083】


                                   图  9

     A．电流表的读数变大，电压表的读数变小
     B．电流表的读数变大，电压表的读数变大
     C．电流表的读数变小，电压表的读数变小
     D．电流表的读数变小，电压表的读数变大
     D　[可调电阻     R 的阻值增大时，外电路总电阻增大，则知干路电流                      I 减小，
电源的内电压和干路中定值电阻的电压减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知
并联部分电压增大，电压表读数增大．因为干路电流减小，而通过定值电阻

R2 的电流增大，则知电流表的读数减小，故                  D 正确．]
     4.如图  10 所示，直线     OAC 为某一直流电源的总功率随电流               I 变化的图线，
 曲线  OBC  表示同一直流电源内部的热功率随电流                 I 变化的图线．若       A、B  点的
 横坐标均为     1 A，那么   AB 线段表示的功率为(　　)


                                   图 10
     A．1 W                         B．6 W
     C．2 W                         D．2.5 W
     C　[由题图知，在       C 点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源

                                                         E
的电动势为      E＝3 V，短路电流为        I＝3 A，所以电源的内阻为          r＝ I ＝1 Ω.图象上

                               2          2
 AB 段所表示的功率为        PAB＝P  总－I r＝(1×3－1   ×1)W＝2 W．]
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     5．如图   11 所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎
 不动．关于电路故障分析正确的是(　　)


                                   图 11

     A．灯泡   L1 短路                  B．灯泡    L1 断路

     C．灯泡   L2 短路                  D．灯泡    L2 断路

     D　[如果灯泡     L1 短路，电路电阻较小，电流表指针偏转角度应较大．此选

项不符合题意；如果灯泡            L1 断路，整个电路断路，电压表、电流表指针都不会

偏转．此选项不符合题意；如果灯泡                 L2 短路，电路电阻较小，电流表指针偏转
角度应较大；电压表相当于与导线并联无示数．此选项不符合题意；如果灯泡

L2 断路，电压表测量电源电压，指针会明显偏转；电路电流特别小，指针几乎
不动，此选项符合题意．]

     6．如图   12 所示，E   为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3             均为定值电阻，
  与Ⓐ均为理想电表；开始时开关               S 闭合，    Ⓐ均有读数，某时刻发现            和Ⓐ读
 数均变大，则电路中可能出现的故障是(　　)


                                   图 12

     A．R1 断路                       B．R2  断路

     C．R1 短路                       D．R3  短路

     B　[若  R1 断路，电流表Ⓐ中没有读数，不符合题意，故                    A 错误；若    R2 断

 路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，则电压表读数变大；R3                                的

 分压增大，则电流表Ⓐ的读数变大，符合题意，故                      B 正确；若    R1 短路，外电路
 总电阻减小，总电流增大，内电压增大，则电压表读数变小，不符合题意，故

 C 错误；若    R3 短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，则电压表
读数变小，不符合题意，故             D 错误．]
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     7.如图  13 所示，直线     A 为电源   a 的路端电压与电流的关系图线；直线                B 为
 电源  b 的路端电压与电流的关系图线；直线                C 为一个电阻     R 两端电压与电流的
 关系图线．将这个电阻分别接到              a、b  两电源上，那么(　　) 
                                                  【导学号：52592084】


                                   图 13
     A．R  接到  b 电源上时电源的效率高
     B．R  接到  b 电源上时电源的输出功率较大
     C．R  接到  a 电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
     D．R  接到  a 电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高

     AC　[由题图知      Ea>Eb，内阻   ra>rb，当电阻   R 接到电源两极时，电源的效

          I2R     R
 率为  η＝I2　R＋r　＝R＋r，所以      R 接到电源    b 上时，电源的效率高，A           正确，
 D 错误．由题图知，R        接到电源     a 上时，电源的输出电压和电流均比接到                 b 上
 时大，故    R 接到电源    a 上时，电源的输出功率较大，B              错误，C   正确．]

     8．在如图    14 所示的电路中，电源电动势为             E、内电阻为      r，C 为电容器，

 R0 为定值电阻，R     为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡                L 能正常发光．当滑动变
阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是(　　)


                                   图 14

     A．灯泡   L 将变暗
     B．灯泡   L 将变亮
     C．电容器    C 的电荷量将减小
     D．电容器    C 的电荷量将增大
                                E
     AD　[由于    R 增大，电流     I＝R＋RL＋r减小，灯泡       L 将变暗，故     A 正确，
 B 错误．路端电压       U＝E－Ir，增大．则电容器电荷量             Q＝CU   增大，故     C 错误，
               中国现代教育网    www.30edu.com  全国最大教师交流平台

D 正确．]

    9．一辆电动观光车蓄电池的电动势为                E，内阻为     r，当空载的电动观光车

以大小为    v 的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为                  I，电动车的质量为        m，电
动车受到的阻力是车重的           k 倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则有(　　)
                         E
    A．电动机的内阻为        R＝  I －r
                         E    Kmgv
    B．电动机的内阻为        R＝  I －r－  I2
                          kmgv
    C．电动车的工作效率         η＝  EI
    D．电动机的输入功率为          P＝EI－I2r
    BD　[电池的总功率要用         P＝EI  来计算，根据总功率等于输出的机械功率
加上电动机内的发热的功率，可以求得电动机的发热功率的大小，由于电动车

匀速运动，所以电动机的输出功率为                P＝Fv＝Fv.
    匀速运动，阻力和牵引力相等，故               P＝Fv＝kmgv，过程中电能转化为动能

                                         E    kmgv
以及内能，故有       EI＝kmgv＋I2R＋I2r，解得     R＝  I －r－  I2 ，A 错误   B 正确；电
                                               kmgv
                          2
动机的输入功率为        P 入＝EI－I  r，电动车的效率为         η＝EI－I2r，C  错误  D 正确．]
    10．如图   15 所示的电路中，电源内阻不能忽略．闭合                  S 后，调节    R 的阻
值，使电压表示数增大          ΔU，在这一过程中，有(　　)


                                  图 15
                        ΔU

    A．通过   R1 的电流增大R1

    B．R2 两端电压减小       ΔU
                              ΔU

    C．通过   R2 的电流减小量小于R2
    D．路端电压增大量为         ΔU
                  U                                           ΔU

    AC　[由电流     I＝R可知，当电压增加         ΔU 时，通过     R1 的电流就增加R1，故
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 A 正确；由于电源的内阻不能忽略，故                R2 两端电压减小量比        ΔU 小，B   错误，

 C 正确；因    R2 两端的电压减小，故路端电压增大量比                 ΔU 要小，故    D 错误．]
     二、非选择题(本题共         2 小题，共    40 分)

     11．(20 分)在如图    16 所示的电路中，电阻         R1＝12 Ω，R2＝8 Ω，R3＝4 Ω，
当开关    S 断开时，电流表示数为          0.25 A，当  S 闭合时电流表示数为         0.36 A．求：
  
                                                  【导学号：52592085】


                                   图 16

     (1)开关 S 断开和闭合时的路端电压           U 及  U′；
     (2)电源的电动势和内电阻．

     【解析】　(1)S    断开时，路端电压为          U＝I(R2＋R3)＝0.25×(8＋4)V＝3 V

     S 闭合时：U′＝I′R2＝0.36×8 V＝2.88 V；

                                　R2＋R3　R1
     (2)S 断开时：外电路总电阻         R＝  R1＋R2＋R3 ＝6 Ω
                               R1R2
     S 闭合时，外电路总电阻          R′＝R1＋R2＝4.8 Ω
                       U            U′
     则断开时有：E＝U＋Rr①，E＝U′＋R′r②　               由①②代入数据解得：E＝3.6 
 V，r＝1.2 Ω.

     【答案】　(1)3 V　2.88 V　(2)3.6 V　1.2 Ω
     12．(20 分)如图   17 所示，内壁光滑、内径很小的             1/4 圆弧管固定在竖直平
面内，圆弧的半径         r 为 0.2 m，在圆心    O 处固定一个电荷量为－1.0×10－9            C 的
点电荷．质量为        0.06 kg、略小于圆管截面的带电小球，从与                O 点等高的    A 点沿
圆管内由静止运动到最低点             B，到达    B 点小球刚好与圆弧没有作用力，然后从
B 点进入板距      d＝0.08   m 的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线
运动，且此时电路中的电动机刚好能正常工作．已知电源的电动势为                               12 V，内
阻为   1 Ω，定值电阻      R 的阻值为    6 Ω，电动机的内阻为         0.5 Ω.(g 取 10 m/s2，静
电力常量     k＝9.0×109 N·m2/C2)求：
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                              图 17
(1)小球到达   B 点时的速度；
(2)小球所带的电荷量；
(3)电动机的机械功率．
                                 1
【解析】　(1)由机械能守恒得：mgr＝2mvB2

解得  vB＝2 m/s.
(2)到达 B 点恰好作用力为        0，由牛顿第二定律得：

kQq       vB2
r2 －mg＝m   r
解得  q＝8×10－3C.
(3)设电容器两端电压为        U，由二力平衡得：

qU
d ＝mg                                                 ①
                U
由欧姆定律得：I＝R                                            ②

所以，电动机两端电压：UM＝E－U－Ir                                  ③

                     2
P 机＝P 总－P  热＝IUM－I   rM                               ④

联立①②③④解得          P 机＝4.5 W.
【答案】　(1)2 m/s　(2)8×10－3 C
(3)4.5 W