课标通用2021高考物理一轮复习作业34闭合电路欧姆定律及其应用含解析

1作业34闭合电路欧姆定律及其应用-2-一、选择题1．关于电动势E，下列说法中正确的是()A．电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样B．电动势E的大小，与非静电力做的功W的大小成正比，与移动电荷量q的大小成反比C．电动势E跟电源的体积无关，外电路变化时，E也变化D．电动势E是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量解析：电势是电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，而电势差是电场中两点电势的差值，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，电动势反映了电源中非静电力做功本领的大小，是电源的属性之一，A、B、C错误，D正确．答案：D2．(湖北七市联考)有一个电动势为3V、内阻为1Ω的电源．下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2W，且使该电源的效率大于50%的是()A．0.5ΩB．1ΩC．1.5ΩD．2Ω解析：由闭合电路欧姆定律得I＝ER＋r，电源效率η＝I2RI2（R＋r）×100%50%，P＝I2R2W．即ER＋r2R2W，得12ΩR2Ω，要使电源的效率大于50%应使Rr＝1Ω，故C正确．答案：C图34－13．(天津河东区一模)如图34－1所示的电路中，当滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时()A．电压表的读数减小B．R1消耗的功率增大C．电源的输出功率增大D．电容器C所带电荷量增多解析：滑动触头向下滑动时，R2增大，总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增-3-大，A错误；R1消耗的功率减小，B错误；电源输出功率P＝UI，由于I减小，U增大，所以输出功率无法判断，C错误；电容器和R2并联，电压增大，带电量增大，D正确．答案：D4．(河北衡水中学一模)如图34－2所示电路中，电源内阻不能忽略．闭合开关S后，调节R的阻值，使电压表示数增大ΔU，在此过程中有()图34－2A．R2两端电压减小ΔUB．通过R1的电流增大ΔUR1C．通过R2的电流减小量大于ΔUR2D．路端电压增大量为ΔU解析：由闭合电路欧姆定律知电阻R2和电源内阻的电压总共减小ΔU，选项A错误；由欧姆定律知：R1＝U1I1＝ΔUΔI1，选项B正确；通过R2的电流减小量小于ΔUR2，选项C错误；路端电压的增大量小于ΔU，选项D错误．答案：B图34－35．(天津六校联考)如图34－3所示，电源电动势E＝3V，小灯泡L标有“2V0．4W”，开关S接1，当变阻器调到R＝4Ω时，小灯泡L正常发光；现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作．则()A．电动机的内阻为4ΩB．电动机正常工作电压为1VC．电源内阻为1Ω-4-D．电源总功率0.4W解析：当小灯泡正常发光时，根据功率公式P＝UI可得小灯泡的电流为I＝PU＝0.42A＝0.2A，由已知条件可知电动机的功率等于电阻R的功率，则由欧姆定律可得电动机上的电压为UM＝IR＝0.8V，B错误；因电动机的输出功率未知，所以不能求出电动机的内阻，A错误；由闭合电路欧姆定律可得电源内阻上的电压为U内＝E－UM－U＝0.2V，由欧姆定律可得电源内阻为r＝U内I＝0.20.2Ω＝1Ω，C正确；根据功率公式可得电源的总功率P＝EI＝3V×0.2A＝0.6W，D错误．答案：C图34－46．(陕西宝鸡月考)如图34－4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串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()A．此电源的内电阻为23ΩB．灯泡L1的额定电压为3V，额定功率为6WC．把灯泡L1换成阻值恒为1Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小D．由于小灯泡L1的U－I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用解析：由图象知，电源的内阻为r＝ΔUΔI＝4－16Ω＝0.5Ω，A错误；因为灯L1正常发光，故灯L1的额定电压为3V，额定功率为P＝UI＝3×2W＝6W，B正确；正常工作时，灯L1的电阻为R1＝UI＝1.5Ω，换成R2＝1Ω的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，C错误；虽然灯泡L1的U－I图线是一条曲线，但由于小灯泡为纯电阻，欧姆定律仍适用，D错误．答案：B-5-图34－57．(多选)如图34－5所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图象，设两个电源的内阻分别为ra和rb，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia和Ib，则()A．rarbB．IaIbC．R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D．R0按到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率也较低图34－6解析：由题图可知，图象A斜率的绝对值大于图象B斜率的绝对值，因此rarb，故A正确；在同一坐标系内作出电阻R0的U－I图象，如图34－6所示，由图象可知IaIb，故B正确；R0接到电源上，如图34－6所示，IaIb，UaUb，由P＝UI可知，PaPb，电源的效率η＝UE＝I2R0I2（r＋R0）＝1rR0＋1，由于rarb，所以ηaηb，C正确，D错误．答案：ABC8．(多选)如图34－7所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，R为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小)，C为电容器．闭合开关S，电路稳定后，用光照射R，下列说法正确的是()-6-图34－7A．电压表示数增大B．电源的效率增大C．电容器所带电荷量增加D．R2消耗的功率增大解析：在电路中，用光照射R时，光敏电阻阻值减小，则外电路总电阻R外减小，干路电流I＝Er＋R外增大，内电压Ur＝Ir增大，路端电压U外＝E－Ur减小，电压表示数减小，通过R1支路的电流I1＝U外R1减小，则通过R、R2支路的电流I2＝I－I1增大，R2消耗的功率PR2＝I22R2增大，R2两端电压UR2＝I2R2增大，电容器两端电压增大，由Q＝CU，知电容器所带电荷量增加，电源的效率η＝P外P总＝I2R外I2（R外＋r）＝11＋rR外变小，综上知A、B错误，C、D正确．答案：CD图34－89．(多选)在如图34－8所示的U－I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图象可知()A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为4WD．电源的效率为50%解析：由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3V，内阻为r＝EI短＝0.5Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝Er＋R＝2A，路端电压U＝IR＝2V(可由题图读出)，电源的输出功率为P＝UI＝4W，电源的效率为η＝UIEI×100%≈66.7%，故选项A、B、C正确，D错误．答案：ABC-7-图34－910．(湖北省公安县期末)(多选)如图34－9所示电路中，电源内阻不能忽略，两个电压表均为理想电表．当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时，关于两个电压表V1与V2的示数，下列判断正确的是()A．P向a移动，V1示数增大，V2的示数减小B．P向b移动，V1示数增大，V2的示数减小C．P向a移动，V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值D．P向b移动，V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值解析：P向a移动，R2连入电路的电阻减小，根据“并同串反”可知V2示数减小，V1示数增大，U内增大，A正确；同理，B错误；由E＝U内＋U外＝U内＋UV1＋UV2，电源电动势不变可得U内示数改变量绝对值与V1示数改变量绝对值之和等于V2示数改变量绝对值，C正确；同理，D错误．答案：AC11．(多选)如图34－10所示电路，闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头缓慢向右滑动，在此过程中，下列说法正确的有()图34－10A．定值电阻R2上消耗的功率P与电流表的示数I的平方成正比B．电容器所带电荷量Q随电流表的示数I的变化率ΔQΔI恒定不变C．电压表的示数U与电流表的示数I成反比D．电压表示数的变化量ΔU与电流表示数的变化量ΔI的比值增大解析：滑动变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，R2消耗的功率为P＝I2R2，P∝I2，A正确；电容器的电压UC＝E－I(R2＋r)，电荷量Q＝CUC＝C[E－r(R2＋r)]，则ΔQΔI＝－C(R2＋r)，保持不变，B正确；根据U＝E－Ir可知电压表示数-8-随电流的增大而减小，而不是成反比，C错误；由U＝E－Ir可知，ΔUΔI＝－r，保持不变，D错误．答案：AB12．(江苏南京期末)(多选)如图34－11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，抛物线OBC为该电源内部热功率随电流I变化的图线．若A、B对应的横坐标为2A．则下列判断正确的是()图34－11A．该电源的电动势为3V，内电阻为3ΩB．当总电流I＝1A时，电源的输出功率为2WC．当总电流I＝2A时，电源的输出功率为4WD．当总电流I＝1.5A时，电源的输出功率最大，为2.25W解析：由P＝EI及题图知该电源的电动势为E＝3V，由P热＝I2r知内电阻为r＝1Ω，A错；由I＝ER＋r知，当总电流I＝1A时，外电阻为R＝2Ω，电源的输出功率为PR＝I2R＝2W，B对；同理可得当总电流I＝2A时，电源的输出功率为2W，C错；当总电流I＝1.5A时，外电阻与电源内电阻相等，电源的输出功率最大，为2.25W，D对．答案：BD二、非选择题13．如图34－12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，已知两板相距d＝0.1m．合上开关后，小球静止时细线与竖直方向的夹角α＝37°，电源电动势E＝12V，电阻r＝2Ω，电阻R1＝4Ω，R2＝R3＝R4＝12Ω.g取10m/s2.求：-9-图34－12(1)流过电源的电流；(2)两板间的场强大小；(3)小球的质量．解析：(1)R2与R3并联后的总阻值R23＝R2R3R2＋R3＝12×1212＋12Ω＝6Ω，由闭合电路欧姆定律得I＝ER1＋R23＋r＝124＋6＋2A＝1A.(2)电容器两板间的电压UC＝I(R1＋R23)＝10V，电容器两板间的电场强度大小EC＝UCd＝100N/C.(3)小球处于静止状态，设所受电场力为F，由平衡条件得F＝mgtanα，又F＝qEC，得m＝qECgtanα＝4×10－3kg.答案：(1)1A(2)100N/C(3)4×10－3kg图34－1314．(浙江温州月考)如图34－13所示，电源由n个电动势均为1.5V，且内阻相同的电池串联组成，闭合开关S，滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图34－14甲、乙、丙所示，电表、导线对电路的影响不计．求：图34－14(1)组成电源的串联电池的个数；(2)滑动变阻器总阻值；(3)甲、乙两个图上的a、b、c各点的坐标．(甲图为输出功率与路端电压关系曲线；乙图为路端电压与总电流关系曲线；丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线；E总＝nE，r总＝nr)-10-解析：(1)由题图乙可知Imax＝nEnr，所以有r＝EImax＝1.53Ω＝0.5Ω由题图甲可知Pmax＝（nE）24nr所以n＝4rPmaxE2＝4×0.5×4.51.52＝4.(2)由题图丙知η＝RR＋r总当滑片C滑到B端时，电源效率最高，有r总＝nr＝4×0.5Ω＝2Ω，所以R＝ηr总1－η＝8Ω.(3)当内、外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，有Pmax＝UI＝4.5WI＝nE2nr解得U＝3V即b点的坐标为(3V，4.5W)当滑片C到达B时，电流最小，而路端电压最大，则a点的横坐标I＝E总R＋r′＝0.6Aa点的纵坐标Ua＝IR＝0.6×8V＝4.8V即a点的坐标为(0.6A，4.8V)c点的横坐标Uc＝Ua＝4.8V功率Pc＝UcI＝4.8×0.6W＝2.88W所以c点的坐标为(4.8V，2.88W)．答案：(1)4(2)8Ω(3)a(0.6A，4.8V)，b(3V，4.5W)，c(4.8V，2.88W)