12.2-闭合电路的欧姆定律—人教版(2019)高中物理必修第三册课时训练

第2节闭合电路的欧姆定律1．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是()A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大解析：选A根据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。根据I＝ER＋r，C错误，再根据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。2．有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，电路中的电流为I；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为4I3，则电源的内阻为()A．RB.R2C．4RD.R8解析：选C由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝43IR2＋r，由以上两式可得r＝4R。3.(多选)如图1所示电路中，电源电动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω，下列说法中正确的是()图1A．当S断开时，UAC＝9VB．当S闭合时，UAC＝9VC．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0解析：选AC当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝ER＋rR＝7.5V，UBC＝I×0＝0，B错误，C正确。4．(多选)如图2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()图2A．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，电源效率也较高解析：选AC由题图知EaEb，内阻rarb，当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝I2RI2R＋r＝RR＋r，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错。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，C对。5.如图3所示，电池电动势为E，内阻为r。当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是()图3A．U1变大，U2变小B．U1变大，U2变大C．U1变小，U2变小D．U1变小，U2变大解析：选A滑片P向b移动时，总电阻变大，干路中I＝ER＋r变小。由于路端电压U＝E－Ir，U增大，即V1表示数U1变大。由于V2表示数U2＝IR，U2减小，所以A正确。6．如图4所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则()图4A．电压表读数增大B．电流表读数减小C．R1消耗的功率减小D．质点P将向下运动解析：选D由图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压增大，所以电压表示数减小，电流示数增大，故A、B错误。流过R1的电流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C错误。电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确。7．如图5所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，○与○分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()图5A．○的读数变大，○的读数变小B．○的读数变大，○的读数变大C．○的读数变小，○的读数变小D．○的读数变小，○的读数变大解析：选B将S断开，则电路的总电阻变大，总电流变小，由U＝E－Ir知，路端电压变大，故电压表的示数变大；R1两端的电压IR1变小，则R3两端的电压变大，流过R3的电流变大，电流表的示数变大。选项B正确。8.如图6所示电路中，定值电阻R2＝r(r为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2＋r。在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是()图6A．电源的输出功率变小B．R2消耗的功率先变大后变小C．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小D．以上说法都不对解析：选C滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大。考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分，当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大，当滑动变阻器阻值小于2r时，消耗的功率变小。9．如图7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，图7突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是()A．R1断路B．R2断路C．R3短路D．R4短路解析：选A把原电路改画为如图所示的电路，由于电流表示数减小、灯L2变暗，可推知电路中的总电流减小，路端电压增大，表明外电阻增大，可排除R3、R4短路的可能。又灯L1变亮、灯L2变暗，表明灯L1两端电压增大、灯L2两端电压减小，由欧姆定律可判断只能是R1发生断路。10.(多选)如图8所示电路中，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8A．通过R1的电流增大ΔUR1B．R2两端电压减小ΔUC．通过R2的电流减小量小于ΔUR2D．路端电压增大量为ΔU解析：选AC由电流I＝UR可知，当电压增加ΔU时，通过R1的电流就增加ΔUR1，故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。11.如图9所示的电路中，所用电源的电动势E＝4V，内电阻r＝1Ω，电阻R1可调。现将R1调到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：图9(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？解析：(1)开关S断开时，I1＝Er＋R1＋R2＝41＋3＋6A＝0.4A开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝R2R3R2＋R3＝2ΩI1′＝Er＋R1＋R23＝41＋3＋2A＝0.667A(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝2Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大。I＝Er＋R1′＋R23＝41＋0＋2A＝43APAB＝I2R23＝432×2W＝3.556W。答案：(1)0.4A0.667A(2)03.556W12.如图10所示，电容器C1＝6μF，C2＝3μF，电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，C、D为两端点，当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB为多少？当S闭合时，电容器C1的电荷量改变了多少？(已知电压U＝18V)图10解析：在电路中电容器C1、C2的作用是断路，当开关S断开时，电路中无电流，B、C等电势，A、D等电势。因此UAB＝UAC＝UDC＝18V当S断开时，电容器C1所带电荷量为Q1＝C1UAC＝6×10－6×18C＝1.08×10－4C当S闭合时，电路导通，电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压。由串联电路的电压分配关系得UAC′＝R1R1＋R2U＝66＋3×18V＝12V此时电容器C1所带电荷量为Q1′＝C1UAC′＝6×10－6×12C＝0.72×10－4C电容器C1所带电荷量的变化量为ΔQ＝Q1′－Q1＝－3.6×10－5C，“－”号表示减少。答案：18V减少了3.6×10－5C