（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 恒定電流 考點(diǎn)強(qiáng)化練22 閉合電路及其歐姆定律

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1、考點(diǎn)強(qiáng)化練22　閉合電路及其歐姆定律 1.如圖所示電路中,電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源與一滑動(dòng)變阻器構(gòu)成閉合電路,當(dāng)滑片移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和電路中電流的關(guān)系圖象為(　　) 2. 在如圖所示的電路中,將一小燈泡和一定值電阻串聯(lián),接在一恒定的電源兩端,其中電路中的電壓表和電流表均為理想電表,開(kāi)關(guān)閉合后各用電器正常工作,兩表均有示數(shù)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,由于電路故障,理想電流表的示數(shù)變?yōu)榱恪Ｈ绻撾娐穬H有小燈泡或定值電阻中的一個(gè)發(fā)生了故障,現(xiàn)用一根導(dǎo)線(xiàn)來(lái)進(jìn)行故障檢測(cè),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.如果將導(dǎo)線(xiàn)與定值電阻并聯(lián),電流表仍無(wú)示數(shù),則定值電阻斷路 B.如果將導(dǎo)線(xiàn)與

2、小燈泡并聯(lián),電流表仍無(wú)示數(shù),則小燈泡斷路 C.如果將導(dǎo)線(xiàn)與定值電阻并聯(lián),電流表有示數(shù),則小燈泡斷路 D.如果將導(dǎo)線(xiàn)與小燈泡并聯(lián),電流表有示數(shù),則小燈泡斷路 3.有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源。下列電阻與其連接后,使電阻的功率大于2 W,且使該電源的效率大于50%的是(　　) A.0.5 Ω B.1 Ω C.1.5 Ω D.2 Ω 4. 如圖所示的U-I圖象中,直線(xiàn)Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn),直線(xiàn)Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的U-I圖線(xiàn),用該電源直接與電阻R連接成閉合電路,由圖象可知(　　) A.R的阻值為3.0 Ω B.電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V,內(nèi)阻為0.5 Ω C.

3、電源的輸出功率為3.0 W D.電源內(nèi)部消耗功率為1.5 W 5. 在如圖所示的電路中,R1=11 Ω,r=1 Ω,R2=R3=6 Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時(shí),電容器C帶電荷量為Q1;當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電路穩(wěn)定時(shí),電容器C帶電荷量為Q2,則(　　) A.Q1∶Q2=1∶3 B.Q1∶Q2=3∶1 C.Q1∶Q2=1∶5 D.Q1∶Q2=5∶1 6. (多選)如圖所示,直線(xiàn)A為某電源的U-I圖線(xiàn),曲線(xiàn)B為某小燈泡L1的U-I圖線(xiàn)的一部分,用該電源和小燈泡L1組成閉合電路時(shí),燈泡L1恰好能正常發(fā)光,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.此電源的內(nèi)阻為Ω B.燈泡L1的額定功率為6

4、 W C.把燈泡L1換成“3 V,20 W”的燈泡L2,電源的輸出功率將變小 D.此時(shí)電源的效率為75% 7. 某一電源的路端電壓與電流的關(guān)系和電阻R1、R2的電壓與電流的關(guān)系如圖所示。用此電源和電阻R1、R2組成電路,R1、R2可以同時(shí)接入電路,也可以單獨(dú)接入電路。在所有可能的各種接法中,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最大,電源效率最低 B.將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最小,電源效率最高 C.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最小,電源效率最低 D.將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端,電源輸出功率最大,電源

5、效率最高 8. (多選)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=9.0 V,內(nèi)阻r=1.0 Ω,定值電阻R0=0.5 Ω,R為滑動(dòng)變阻器,其電阻可調(diào)范圍為0~10 Ω,以下說(shuō)法不正確的是(　　) A.當(dāng)R=1.5 Ω時(shí),R上獲得電功率最大 B.當(dāng)R=1.0 Ω時(shí),R上獲得電功率最大 C.當(dāng)R的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí),電源的輸出功率先增大后減小 D.當(dāng)R的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí),電源的輸出功率一直增大 9. (2017~2018學(xué)年浙江寧波北侖中學(xué)高一下學(xué)期期中)在如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不可忽略,L1、L2兩燈均正常發(fā)光,R1為定值電阻,R為一滑動(dòng)變阻器,P為滑動(dòng)變阻器的滑片,若將滑片P

6、向下滑動(dòng),則(　　) A.L1燈變亮,L2燈變暗 B.L1和L2燈都變暗 C.L1和R1上消耗的功率都變大 D.電源輸出功率一定變大 10. (多選)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線(xiàn)畫(huà)在了同一坐標(biāo)系中,如圖中的a、b、c所示。則判斷正確的是(　　) A.在a、b、c三條圖線(xiàn)上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三點(diǎn),這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿(mǎn)足關(guān)系PA=PB+PC B.b、c線(xiàn)的交點(diǎn)與a、b線(xiàn)的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之比一定為1∶2,縱坐標(biāo)之比一定為1∶4 C.電源的最大輸出功率Pm=9 W D.電源的電動(dòng)勢(shì)E=9 V,內(nèi)電阻r=3 Ω

7、11. 如圖為某控制電路,由電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源與定值電阻R1、R2及電位器(滑動(dòng)變阻器)R連接而成,L1、L2是兩個(gè)指示燈。當(dāng)電位器的觸片由b端滑向a端時(shí),下列說(shuō)法正確的是(　　) A.L1、L2都變亮 B.L1、L2都變暗 C.L1變亮,L2變暗 D.L1變暗,L2變亮 12. (2018浙江臺(tái)州中學(xué)統(tǒng)練)如圖所示,平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響,R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等。當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向b端移動(dòng)時(shí)(　　) A.電壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)減小 B.電壓表讀數(shù)變化量ΔU與電流表讀數(shù)變化量ΔI比值變小 C.電源的輸

8、出功率逐漸增大 D.質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng) 13.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=12 V,內(nèi)阻r=5 Ω,滑動(dòng)變阻器的最大阻值R1=20 Ω,定值電阻R2=20 Ω,R3=5 Ω,R4=10 Ω,電容器的電容C=30 μF。開(kāi)關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后,求: (1)滑動(dòng)變阻器滑片從最左端滑到最右端的過(guò)程中,通過(guò)R4的電荷量; (2)電源的最大輸出功率。 14. 如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=11 V,電阻R1=4 Ω,電阻R2=6 Ω,電容器C=30 μF,電池內(nèi)阻r=1 Ω。 (1)閉合S,求穩(wěn)定后通過(guò)電路的總電流; (2)閉合S,求穩(wěn)定后電容器所帶的電荷量; (

9、3)然后將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),求這以后流過(guò)R1的總電荷量。 15.下表是一輛電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)指標(biāo),其中額定車(chē)速是指電動(dòng)自行車(chē)滿(mǎn)載情況下在水平平直道路上以額定功率勻速行駛的速度。 額定車(chē)速 整車(chē)質(zhì)量 載重 額定輸出功率 電動(dòng)機(jī)額定工作電壓和電流 18 km/h 40 kg 80 kg 180 W 36 V/6 A 請(qǐng)參考表中數(shù)據(jù),完成下列問(wèn)題(g取10 m/s2): (1)此電動(dòng)機(jī)的電阻是多少?正常工作時(shí),電動(dòng)機(jī)的效率是多少? (2)在水平平直道路上行駛過(guò)程中電動(dòng)自行車(chē)受阻力是車(chē)重(包括載重)的k倍,試計(jì)算k的大小。 (3)仍在上

10、述道路上行駛,若電動(dòng)自行車(chē)滿(mǎn)載時(shí)以額定功率行駛,當(dāng)車(chē)速為2 m/s時(shí)的加速度為多少? 考點(diǎn)強(qiáng)化練22　閉合電路及其歐姆定律 1.D　根據(jù)閉合電路歐姆定律得路端電壓U=E-Ir,對(duì)于給定的電源,電動(dòng)勢(shì)E,內(nèi)阻r是定值,根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)知,U-I圖線(xiàn)是向下傾斜的直線(xiàn)。所以D選項(xiàng)是正確的。 2.D　電流表A的示數(shù)變?yōu)榱?說(shuō)明電路故障為斷路。題中給出僅有小燈泡或定值電阻中的一個(gè)發(fā)生故障,因此將導(dǎo)線(xiàn)與用電器并聯(lián)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),若電流表有示數(shù),說(shuō)明與導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)的用電器斷路;若電流表無(wú)示數(shù),說(shuō)明另一個(gè)用電器斷路。若將導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)在R兩端,電流表無(wú)示數(shù),則L斷路,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若將導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)在L兩端,電流表無(wú)示數(shù),

11、則R斷路,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若將導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)在R兩端,電流表有示數(shù),則R斷路,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若將導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)在L兩端,電流表有示數(shù),則L斷路,選項(xiàng)D正確。 3.C　當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時(shí),電源的輸出功率最大,此時(shí)電源的效率為50%;由于外電阻越大,電源效率越大,故外電阻應(yīng)大于1 Ω,選項(xiàng)A、選項(xiàng)B錯(cuò)誤;R1=1.5 Ω時(shí),電源效率η1=×1.5 W=2.16 W,故選項(xiàng)C正確;R2=2 Ω時(shí),電源效率η2=×2 W=2 W,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 4.D　由于電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)Ⅰ和電阻R的U-I圖線(xiàn)Ⅱ都為直線(xiàn),所以電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)Ⅰ的斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻,r=1.5 Ω;電阻R的U-I

12、圖線(xiàn)Ⅱ的斜率等于電阻R的阻值,R=1.5 Ω,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖線(xiàn)和電阻R的U-I圖線(xiàn)交點(diǎn)縱、橫坐標(biāo)的乘積表示電源的輸出功率,電源的輸出功率為P=UI=1.5×1.0 W=1.5 W,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由EI=P+Pr解得電源內(nèi)部消耗的功率為Pr=EI-P=3.0×1.0 W-1.5 W=1.5 W,選項(xiàng)D正確。 5.A　解析 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓,U2=,Q1=C;當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),電容器兩端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì),U=E,Q2=EC,所以Q1∶Q2=1∶3,選項(xiàng)A正確。 6.BD　由圖讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為E=4 V,圖線(xiàn)A的斜率大小表示電

13、源的內(nèi)阻,則r= Ω=0.5 Ω,故A錯(cuò)誤;燈泡與電源連接時(shí),A、B兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)表示燈泡的工作狀態(tài),則知其電壓U=3 V,I=2 A,則燈泡L1的額定電壓為3 V,功率為P=UI=6 W,故B正確;把燈泡L1換成“3 V,20 W”的燈泡L2,由P=知,燈泡L2的正常工作時(shí)的電阻為R2= Ω=0.45 Ω;燈泡L1的電阻為R1= Ω=1.5 Ω,把燈泡L1換成“3 V,20 W”的燈泡L2時(shí),輸出電壓小于3 V,燈泡L2的電阻小于0.45 Ω,更接近電源的內(nèi)阻,電源的輸出功率將變大,故C錯(cuò)誤;電源的效率為η=×100%=×100%=×100%=75%,故D正確。故選BD。 7.A　由圖象得到

14、,電源的電動(dòng)勢(shì)為E=8 V,內(nèi)阻為r= Ω,由電阻的伏安特性曲線(xiàn)求出R1=4 Ω、R2=2 Ω,當(dāng)電源的內(nèi)外電阻相等時(shí),電源的輸出功率最大,R1、R2并聯(lián)電阻為 Ω,所以將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端時(shí),輸出功率最大,電源效率η=,當(dāng)電路電流最小時(shí),電源效率最高,當(dāng)電流最大時(shí),電源效率最低,所以將R1、R2串聯(lián)后接到電源兩端,電阻最大,電流最小,效率最高,將R1、R2并聯(lián)后接到電源兩端,電阻最小,電流最大,電源效率最低,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 8.BD　對(duì)于電源,當(dāng)外電路的電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)電源的輸出功率最大;將電阻R0與電源等效成電源,故當(dāng)R=1.5 Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,故A

15、說(shuō)法正確,B說(shuō)法錯(cuò)誤;當(dāng)R的滑片從左向右滑動(dòng)到R=0.5 Ω時(shí),輸出功率最大,此后隨著R的阻值不斷增大,電源的輸出功率將減小,所以當(dāng)R的滑片從左向右滑動(dòng)時(shí),電源的輸出功率先增大后減小,故C說(shuō)法正確,D說(shuō)法錯(cuò)誤。所以選BD。 9.B　將滑片P向下滑動(dòng),則R變小,總電阻變小,總電流變大,路端電壓減小,則L1兩端電壓減小,L1燈變暗,消耗的功率變小;R1兩端電壓變大,R1上消耗的功率變大,則L2兩端的電壓減小,L2燈變暗,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,B正確;因電源內(nèi)阻和外電阻之間的關(guān)系不確定,無(wú)法判斷電源輸出功率如何變化,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選B。 10.AB　在a、b、c三條圖線(xiàn)上分別取橫坐標(biāo)相同的A、B、C三

16、點(diǎn),因?yàn)橹绷麟娫吹目偣β蔖E等于輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr的和,所以這三點(diǎn)的縱坐標(biāo)一定滿(mǎn)足關(guān)系PA=PB+PC,故A正確;當(dāng)內(nèi)阻和外電阻相等時(shí),電源輸出的功率最大,此時(shí)即為b、c線(xiàn)的交點(diǎn)M時(shí)的電流,此時(shí)電流的大小為,功率的大小為,a、b線(xiàn)的交點(diǎn)N表示電源的總功率PE和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr相等,此時(shí)只有電源的內(nèi)阻做功,所以此時(shí)的電流的大小為,功率的大小為,所以橫坐標(biāo)之比為1∶2,縱坐標(biāo)之比為1∶4,故B正確。圖線(xiàn)c表示電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象,很顯然,最大輸出功率小于3 W,故C錯(cuò)誤;當(dāng)I=3 A時(shí),PR=0,說(shuō)明外電路短路,根據(jù)PE=EI知電源的電動(dòng)勢(shì)E=3 V,內(nèi)電阻r==

17、1 Ω,故D錯(cuò)誤;故選AB。 11.B　當(dāng)滑片由b端向a端滑動(dòng)時(shí),R接入電阻增大,總電阻增大;由閉合電路的歐姆定律可知電路中總電流減小,則內(nèi)電壓減小,由U=E-Ir可知路端電壓增大,則R1兩端的電壓增大,所以通過(guò)R1的電流增大,而總電流減小,所以通過(guò)L1的電流變小,即L1變暗;L1兩端電壓減小,并聯(lián)電壓增大,所以R2兩端的電壓增大,所以通過(guò)R2電流增大,而通過(guò)L1的電流變小,所以通過(guò)L2電流變小,即L2變暗。故B正確。 12.C　當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向b端移動(dòng)時(shí),其接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知干路電流I增大。R1上的電壓變大,則R2上的電壓減小,即電

18、壓表讀數(shù)減小,電流表讀數(shù)變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)U=E-I(R1+r),則=R1+r,則電壓表讀數(shù)變化量ΔU與電流表讀數(shù)變化量ΔI比值不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因R1的阻值和電源內(nèi)阻r相等,則當(dāng)R2減小時(shí),外電路電阻越來(lái)越接近電源的內(nèi)阻,則電源的輸出功率變大,選項(xiàng)C正確;當(dāng)R2減小時(shí),路端電壓變小,則電容器板間電壓減小,質(zhì)點(diǎn)P所受的電場(chǎng)力減小,則質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選C。 13.答案 (1)9×10-5 C　(2)7.2 W 解析 (1)滑動(dòng)變阻器滑片處于最左端時(shí),電容器兩端的電壓就是電源的路端電壓為 U1=R3=×5 V=6 V 滑動(dòng)變阻器滑片處于最右端時(shí),R1、R2并聯(lián)電阻為,電

19、容器兩端的電壓為 U2=R3=×5 V=3 V 通過(guò)R4的電荷量為 q=C(U1-U2)=30×10-6×(6-3) C=9×10-5 C。 (2)電源輸出功率P=I2R外=R外=,可見(jiàn)當(dāng)R外=r時(shí)輸出功率最大,但本題中R外=+R3>r,即R外取最小值時(shí),輸出功率最大。電源的最大輸出功率為P==7.2 W。 14.答案 (1)1 A　(2)1.8×10-4 C　(3)1.5×10-4 C 解析 (1)電容器相當(dāng)于斷路,根據(jù)閉合電路歐姆定律,有I= A=1 A; (2)電阻R2的電壓為U2=IR2=1 A×6 Ω=6 V,故電容器帶電荷量為Q2=CU2=30×10-6 F×6 V=

20、1.8×10-4 C; (3)斷開(kāi)S后,電容器兩端的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì),電荷量為 Q2'=CE=30×10-6 F×11 V=3.3×10-4 C 故流過(guò)R1的電荷量為ΔQ=Q2'-Q2=3.3×10-4 C-1.8×10-4 C=1.5×10-4 C。 15.答案 (1)1 Ω　83.3%　(2)0.03　(3)0.45 m/s2 解析 (1)從表中可知,輸出功率P出=180 W,輸入功率P入=UI=36×6 W=216 W P損=P入-P出=36 W,由P損=I2r=62×r=36 W解得此電動(dòng)機(jī)的電阻r=1 Ω。 正常工作時(shí),電動(dòng)機(jī)的效率η==83.3% (2)根據(jù)題述,阻力Ff=k(m車(chē)+m)g,額定車(chē)速vm=18 km/h=5 m/s, 在水平平直道路上行駛過(guò)程中,F=Ff。 由P出=Fvm=k(m車(chē)+m)gvm 解得k==0.03 (3)由P出=Fv解得當(dāng)車(chē)速為2 m/s時(shí)的牽引力F=90 N 由牛頓第二定律,F-k(m車(chē)+m)g=(m車(chē)+m)a 解得加速度為a=0.45 m/s2 7