江浙鸭12020版高考物理总复习第九章恒定电流考点强化练22闭合电路及其欧姆定律20190213316.doc

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1、1考点强化练 22 闭合电路及其欧姆定律1.如图所示电路中,电动势为 E,内阻为 r 的电源与一滑动变阻器构成闭合电路,当滑片移动时,滑动变阻器两端的电压和电路中电流的关系图象为( )2.在如图所示的电路中,将一小灯泡和一定值电阻串联,接在一恒定的电源两端,其中电路中的电压表和电流表均为理想电表,开关闭合后各用电器正常工作,两表均有示数。经过一段时间后,由于电路故障,理想电流表的示数变为零。如果该电路仅有小灯泡或定值电阻中的一个发生了故障,现用一根导线来进行故障检测,下列说法正确的是( )A.如果将导线与定值电阻并联,电流表仍无示数,则定值电阻断路B.如果将导线与小灯泡并联,电流表仍无示数,则

2、小灯泡断路C.如果将导线与定值电阻并联,电流表有示数,则小灯泡断路D.如果将导线与小灯泡并联,电流表有示数,则小灯泡断路3.有一个电动势为 3 V、内阻为 1 的电源。下列电阻与其连接后,使电阻的功率大于 2 W,且使该电源的效率大于 50%的是( )A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 4.如图所示的 U-I 图象中,直线 为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线 为某一电阻 R 的 U-I图线,用该电源直接与电阻 R 连接成闭合电路,由图象可知( )A.R 的阻值为 3.0 B.电源电动势为 3.0 V,内阻为 0.5 C.电源的输出功率为 3.0 WD.电源内部消耗功率为 1.5 W5

3、.在如图所示的电路中,R 1=11 ,r=1 ,R 2=R3=6 ,当开关 S 闭合且电路稳定时,电容器 C 带电荷量为 Q1;当开关 S 断开且电路稳定时,电容器 C 带电荷量为 Q2,则( )A.Q1 Q2=1 3 B.Q1 Q2=3 1C.Q1 Q2=1 5 D.Q1 Q2=5 16.2(多选)如图所示,直线 A 为某电源的 U-I 图线,曲线 B 为某小灯泡 L1的 U-I 图线的一部分,用该电源和小灯泡 L1组成闭合电路时,灯泡 L1恰好能正常发光,则下列说法正确的是( )A.此电源的内阻为 B.灯泡 L1的额定功率为 6 WC.把灯泡 L1换成“3 V,20 W”的灯泡 L2,电源

4、的输出功率将变小D.此时电源的效率为 75%7.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻 R1、R 2的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻R1、R 2组成电路,R 1、R 2可以同时接入电路,也可以单独接入电路。在所有可能的各种接法中,下列说法正确的是( )A.将 R1、R 2并联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最低B.将 R1、R 2并联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最高C.将 R1、R 2串联后接到电源两端,电源输出功率最小,电源效率最低D.将 R1、R 2串联后接到电源两端,电源输出功率最大,电源效率最高8.(多选)如图所示,电源电动势 E=9.0 V,内阻 r=

5、1.0 ,定值电阻 R0=0.5 ,R 为滑动变阻器,其电阻可调范围为 010 ,以下说法不正确的是( )A.当 R=1.5 时,R 上获得电功率最大B.当 R=1.0 时,R 上获得电功率最大C.当 R 的滑片从左向右滑动时,电源的输出功率先增大后减小D.当 R 的滑片从左向右滑动时,电源的输出功率一直增大9.(20172018 学年浙江宁波北仑中学高一下学期期中)在如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1、L 2两灯均正常发光,R 1为定值电阻,R 为一滑动变阻器,P 为滑动变阻器的滑片,若将滑片 P 向下滑动,则( )A.L1灯变亮,L 2灯变暗B.L1和 L2灯都变暗C.L1和 R1上

6、消耗的功率都变大D.电源输出功率一定变大10.3(多选)某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的 a、b、c 所示。则判断正确的是( )A.在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PCB.b、c 线的交点与 a、b 线的交点的横坐标之比一定为 1 2,纵坐标之比一定为 1 4C.电源的最大输出功率 Pm=9 WD.电源的电动势 E=9 V,内电阻 r=3 11.如图为某控制电路,由电动势为 E、内阻为 r 的电源与定值电阻 R1、R 2及电位器(滑动

7、变阻器)R 连接而成,L 1、L 2是两个指示灯。当电位器的触片由 b 端滑向 a 端时,下列说法正确的是( )A.L1、L 2都变亮 B.L1、L 2都变暗C.L1变亮,L 2变暗 D.L1变暗,L 2变亮12.(2018 浙江台州中学统练)如图所示,平行金属板中带电质点 P 原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R 1的阻值和电源内阻 r 相等。当滑动变阻器 R2的滑片向 b 端移动时( )A.电压表读数减小,电流表读数减小B.电压表读数变化量 U 与电流表读数变化量 I 比值变小C.电源的输出功率逐渐增大D.质点 P 将向上运动13.如图所示,电源电动势 E=12 V,内阻

8、r=5 ,滑动变阻器的最大阻值 R1=20 ,定值电阻 R2=20 ,R 3=5 ,R 4=10 ,电容器的电容 C=30 F。开关 S 闭合电路稳定后,求:(1)滑动变阻器滑片从最左端滑到最右端的过程中,通过 R4的电荷量;(2)电源的最大输出功率。14.4如图所示的电路中,电源电动势 E=11 V,电阻 R1=4 ,电阻 R2=6 ,电容器 C=30 F,电池内阻 r=1 。(1)闭合 S,求稳定后通过电路的总电流;(2)闭合 S,求稳定后电容器所带的电荷量;(3)然后将开关 S 断开,求这以后流过 R1的总电荷量。15.下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指电动自行车满载情

9、况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。额定车速 整车质量 载重 额定输出功率 电动机额定工作电压和电流18 km/h 40 kg 80 kg 180 W 36 V/6 A请参考表中数据,完成下列问题(g 取 10 m/s2):(1)此电动机的电阻是多少?正常工作时,电动机的效率是多少?(2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重(包括载重)的 k 倍,试计算 k 的大小。(3)仍在上述道路上行驶,若电动自行车满载时以额定功率行驶,当车速为 2 m/s 时的加速度为多少?5考点强化练 22 闭合电路及其欧姆定律1.D 根据闭合电路欧姆定律得路端电压 U=E-Ir,对于给定的电源

10、,电动势 E,内阻 r 是定值,根据数学知识知,U-I 图线是向下倾斜的直线。所以 D 选项是正确的。2.D 电流表 A 的示数变为零,说明电路故障为断路。题中给出仅有小灯泡或定值电阻中的一个发生故障,因此将导线与用电器并联进行检测时,若电流表有示数,说明与导线并联的用电器断路;若电流表无示数,说明另一个用电器断路。若将导线并联在 R 两端,电流表无示数,则 L 断路,故选项A 错误;若将导线并联在 L 两端,电流表无示数,则 R 断路,故选项 B 错误;若将导线并联在 R 两端,电流表有示数,则 R 断路,选项 C 错误;若将导线并联在 L 两端,电流表有示数,则 L 断路,选项 D 正确。

11、3.C 当内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,此时电源的效率为 50%;由于外电阻越大,电源效率越大,故外电阻应大于 1 ,选项 A、选项 B 错误;R 1=1.5 时,电源效率 1= 1.5 W=2.16 W,故选项 C 正确;R 2=2 时,电源效率 2= 2 W=2 W,故选(31+1.5)2 ( 31+2)2项 D 错误。4.D 由于电源的路端电压与电流的关系图线 和电阻 R 的 U-I 图线 都为直线,所以电源的路端电压与电流的关系图线 的斜率的绝对值等于电源内阻,r=1.5 ;电阻 R 的 U-I 图线 的斜率等于电阻 R 的阻值,R=1.5 ,选项 A 错误,选项 B 错误;电

12、源的路端电压与电流的关系图线和电阻 R 的 U-I 图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率,电源的输出功率为 P=UI=1.51.0 W=1.5 W,选项 C 错误;由 EI=P+Pr解得电源内部消耗的功率为 Pr=EI-P=3.01.0 W-1.5 W=1.5 W,选项 D 正确。5.A 解析 当开关 S 闭合时,电容器两端电压等于 R2两端的电压,U 2= ,Q1= C;21+2+=3 3当开关 S 断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U=E,Q 2=EC,所以 Q1 Q2=1 3,选项 A 正确。6.BD 由图读出电源的电动势为 E=4 V,图线 A 的斜率大小表示电源的内阻,则

13、r= 4-16=0.5 ,故 A 错误;灯泡与电源连接时,A、B 两图线的交点表示灯泡的工作状态,则知其电压 U=3 V,I=2 A,则灯泡 L1的额定电压为 3 V,功率为 P=UI=6 W,故 B 正确;把灯泡 L1换成“3 V,20 W”的灯泡 L2,由 P= 知,灯泡 L2的正常工作时的电阻为 R2= =0.45 ;灯泡 L1的电阻为 R1=2 2=3220=1.5 ,把灯泡 L1换成“3 V,20 W”的灯泡 L2时,输出电压小于 3 V,灯泡 L2的电阻小于=320.45 ,更接近电源的内阻,电源的输出功率将变大,故 C 错误;电源的效率为 = 100%= 100%= 100%=7

14、5%,故 D 正确。故选 BD。 347.A 由图象得到,电源的电动势为 E=8 V,内阻为 r= ,由电阻的伏安特性曲线求出 R1=4 43、R 2=2 ,当电源的内外电阻相等时,电源的输出功率最大,R 1、R 2并联电阻为 ,所以将43R1、R 2并联后接到电源两端时,输出功率最大,电源效率 = ,当电路电流最小时,电源效率最-高,当电流最大时,电源效率最低,所以将 R1、R 2串联后接到电源两端,电阻最大,电流最小,效率最高,将 R1、R 2并联后接到电源两端,电阻最小,电流最大,电源效率最低,A 正确,B、C、D 错误。8.BD 对于电源,当外电路的电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大

15、;将电阻 R0与电源等效成电源,故当 R=1.5 时,滑动变阻器消耗的功率最大,故 A 说法正确,B 说法错误;当 R 的滑片从左向右滑动到 R=0.5 时,输出功率最大,此后随着 R 的阻值不断增大,电源的输出功率将减小,所以当 R 的滑片从左向右滑动时,电源的输出功率先增大后减小,故 C 说法正确,D 说法错误。所以选BD。69.B 将滑片 P 向下滑动,则 R 变小,总电阻变小,总电流变大,路端电压减小,则 L1两端电压减小,L 1灯变暗,消耗的功率变小;R 1两端电压变大,R 1上消耗的功率变大,则 L2两端的电压减小,L 2灯变暗,选项 A、C 错误,B 正确;因电源内阻和外电阻之间

16、的关系不确定,无法判断电源输出功率如何变化,选项 D 错误;故选 B。10.AB 在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点,因为直流电源的总功率 PE等于输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系 PA=PB+PC,故 A正确;当内阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为 b、c 线的交点 M 时的电流,此时电流的大小为 ,功率的大小为 ,a、b 线的交点 N 表示电源的总功率 PE和电源内部的发热功+=2 24率 Pr相等,此时只有电源的内阻做功,所以此时的电流的大小为 ,功率的大小为 ,所以横坐标之 2比为 1 2,纵坐标之比为

17、 1 4,故 B 正确。图线 c 表示电源的输出功率与电流的关系图象,很显然,最大输出功率小于 3 W,故 C 错误;当 I=3 A 时,P R=0,说明外电路短路,根据 PE=EI 知电源的电动势E=3 V,内电阻 r= =1 ,故 D 错误;故选 AB。11.B 当滑片由 b 端向 a 端滑动时,R 接入电阻增大,总电阻增大;由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小,则内电压减小,由 U=E-Ir 可知路端电压增大,则 R1两端的电压增大,所以通过R1的电流增大,而总电流减小,所以通过 L1的电流变小,即 L1变暗;L 1两端电压减小,并联电压增大,所以 R2两端的电压增大,所以通过 R2

18、电流增大,而通过 L1的电流变小,所以通过 L2电流变小,即 L2变暗。故 B 正确。12.C 当滑动变阻器 R2的滑片向 b 端移动时,其接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流 I 增大。R 1上的电压变大,则 R2上的电压减小,即电压表读数减小,电流表读数变大,选项 A 错误;根据 U=E-I(R1+r),则 =R1+r,则电压表读数变化量 U 与电流表读数变化量 I 比值不变,选项 B 错误;因 R1的阻值和电源内阻 r 相等,则当 R2减小时,外电路电阻越来越接近电源的内阻,则电源的输出功率变大,选项 C 正确;当 R2减小时,路端电压变小,则电容器

19、板间电压减小,质点 P 所受的电场力减小,则质点 P 将向下运动,选项 D 错误;故选 C。13.答案 (1)910 -5 C (2)7.2 W解析 (1)滑动变阻器滑片处于最左端时,电容器两端的电压就是电源的路端电压为U1= R3= 5 V=6 V3+ 125+5滑动变阻器滑片处于最右端时,R 1、R 2并联电阻为 ,电容器两端的电压为12U2= R3= 5 V=3 V3+12+ 125+10+5通过 R4的电荷量为q=C(U1-U2)=3010-6(6-3) C=910-5 C。(2)电源输出功率 P=I2R 外 = R 外 = ,可见当 R 外 =r 时输出功率最大,但本(外 +)22外

20、 +2+2外题中 R 外 = +R3r,即 R 外 取最小值时,输出功率最大。电源的最大输出功率为121+2P= =7.2 W。24=124514.答案 (1)1 A (2)1.810-4 C (3)1.510-4 C7解析 (1)电容器相当于断路,根据闭合电路欧姆定律,有 I= A=1 A;1+2+= 114+6+1(2)电阻 R2的电压为 U2=IR2=1 A6 =6 V,故电容器带电荷量为 Q2=CU2=3010-6 F6 V=1.810-4 C;(3)断开 S 后,电容器两端的电压等于电源的电动势,电荷量为Q2=CE=3010-6 F11 V=3.310-4 C故流过 R1的电荷量为

21、Q=Q 2-Q2=3.310-4 C-1.810-4 C=1.510-4 C。15.答案 (1)1 83.3% (2)0.03 (3)0.45 m/s2解析 (1)从表中可知,输出功率 P 出 =180 W,输入功率 P 入 =UI=366 W=216 WP 损 =P 入 -P 出 =36 W,由 P 损 =I2r=62r=36 W 解得此电动机的电阻 r=1 。正常工作时,电动机的效率 = =83.3%出入 =180216(2)根据题述,阻力 Ff=k(m 车 +m)g,额定车速 vm=18 km/h=5 m/s,在水平平直道路上行驶过程中,F=F f。由 P 出 =Fvm=k(m 车 +m)gvm解得 k= =0.03出(车 +)= 180(40+80)105(3)由 P 出 =Fv 解得当车速为 2 m/s 时的牵引力 F=90 N由牛顿第二定律,F-k(m 车 +m)g=(m 车 +m)a解得加速度为 a=0.45 m/s2