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中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 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 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 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.] 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 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.] 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 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 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 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: 中国现代教育网 www.30edu.com 全国最大教师交流平台 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