2019屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 恒定電流 課時(shí)作業(yè)23 閉合電路的歐姆定律.doc

課時(shí)作業(yè)（二十三）閉合電路的歐姆定律 [基礎(chǔ)小題練] 1.(2018河南南陽市高三上學(xué)期期中)如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝3 V，小燈泡L標(biāo)有“2 V,0.4 W”，開關(guān)S接1，當(dāng)變阻器調(diào)到R＝4 Ω時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光；現(xiàn)將開關(guān)S接2，小燈泡L和電動(dòng)機(jī)M均正常工作．則(　　) A．電源內(nèi)阻為1 Ω B．電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4 Ω C．電動(dòng)機(jī)的正常工作電壓為1 V D．電源效率約為93.3% 【解析】　由小燈泡的額定功率P＝UI可知，I＝0.2 A，由歐姆定律得RL＝，可知小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻RL＝10 Ω，由閉合電路歐姆定律可知，I＝，解得r＝1 Ω，A正確；接2時(shí)小燈泡正常發(fā)光，說明電中電流仍為0.2 A，故電動(dòng)機(jī)兩端電壓U′＝E－IRL－Ir＝0.8 V，電動(dòng)機(jī)為非純電阻用電器，故電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻不等于4 Ω，B、C錯(cuò)誤；由P電源＝I2r，η＝100%，代入數(shù)據(jù)可得電源效率約93.3%，D正確． 【答案】　AD 2．阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成圖示電路，保持S1閉合、S2斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；再閉合開關(guān)S2，電流重新穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2，則Q1與Q2之比為(　　) A．5∶3 B．1∶1 C.1∶2 D．1∶3 【解析】　當(dāng)S2斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，由電路的連接方式可知，電容器兩極板間的電壓為U1＝E，電容器所帶的電荷量為Q1＝CU1＝CE；當(dāng)閉合開關(guān)S2且電流重新穩(wěn)定后，電容器兩極板間的電壓為U2＝E，電容器所帶的電荷量為Q2＝CU2＝CE，則＝，選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 3.硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)．如圖所示，圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖象(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖線b是某電阻R的UI圖象．當(dāng)它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻可表示為(　　) A. B． C. D 【解析】　由閉合電路的歐姆定律得U＝E－Ir，由于硅光電池內(nèi)阻r不是常數(shù)，所以的大小不等于r，即a圖線切線的斜率大小不等于內(nèi)阻，故≠r，A錯(cuò)誤；由U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，E＝U，由a與縱軸的交點(diǎn)讀出電動(dòng)勢(shì)為E＝U2；根據(jù)題圖中兩圖線交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻的電壓為U1，則此時(shí)硅光電池的內(nèi)阻r＝＝，B正確；電阻R為線性元件，＝R，C錯(cuò)誤；由題圖中幾何關(guān)系可知≠，D錯(cuò)誤． 【答案】　B 4．如圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R2，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．閉合開關(guān)S后，滑動(dòng)變阻器滑片P從A端滑到B端的過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系的完整圖線如圖乙所示，則下列選項(xiàng)中正確的是(　　) A．R1＝5 Ω，R2＝15 Ω B．R2＝15 Ω，E＝3 V C．R1的最大功率為1.8 W，滑動(dòng)變阻器消耗的功率一直變大 D．R1的最小功率為0.2 W，滑動(dòng)變阻器消耗的功率先增大后減小 【解析】　由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路中的電流最大，由題圖乙可知，I1＝0.6 A，根據(jù)歐姆定律可得，電源的電壓U＝I1R1＝0.6 AR1，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，由題圖乙可知I2＝0.2 A，U2＝2 V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R2＝＝10 Ω，串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，電源電動(dòng)勢(shì)為E＝I2R1＋U2＝0.2 AR1＋2 V,0.6 AR1＝0.2 AR1＋2 V，解得R1＝5 Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為E＝0.6 A R1＝0.6 A5 Ω＝3 V，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由R1的功率為P1＝I2R1可知，當(dāng)電流最大時(shí)，功率最大，則有P1max＝1.8 W，當(dāng)電流最小時(shí)，功率最小，則有P1min＝0.2 W，把R1看成電源內(nèi)阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值等于R1時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大，所以滑動(dòng)變阻器滑片P從A端滑到B端過程中，滑動(dòng)變阻器消耗的功率先增大后減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 【答案】　D 5．豎直放置的一對(duì)平行金屬板的左極板上，用絕緣細(xì)線懸掛了一個(gè)帶正電的小球，將平行金屬板按如右圖所示的電路連接，開關(guān)閉合后絕緣細(xì)線與左極板間的夾角為θ.保持開關(guān)閉合，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片在a位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I1，夾角為θ1；當(dāng)滑片在b位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I2，夾角為θ2，則(　　) A．θ1<θ2，I1<I2 B．θ1＞θ2，I1＞I2 C．θ1＝θ2，I1＝I2 D．θ1<θ2，I1＝I2 【解析】　在滑動(dòng)變阻器的滑片由a位置滑到b位置的過程中，平行金屬板兩端的電壓增大，小球受到的電場(chǎng)力增大，因此夾角θ增大，即θ1<θ2；另外，電路中的總電阻不變，因此總電流不變，即I1＝I2.對(duì)比各選項(xiàng)可知，答案選D. 【答案】　D 6．(2018天門月考)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變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi)，如圖所示，根據(jù)圖線可知下列敘述正確的是(　　) A．反映Pr變化的圖線是c B．電源電動(dòng)勢(shì)為8 V C．電源內(nèi)阻為2 Ω D．當(dāng)電流為0.5 A時(shí)，外電路的電阻為6 Ω 【解析】　電源的總功率PE＝IE，功率與電流成正比，由Pr＝I2r知電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電流的平方成正比，A正確；當(dāng)電流為2 A時(shí)，電源的總功率與發(fā)熱功率相等，可得出電源電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻為2 Ω.當(dāng)電流為0.5 A時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出外電路的電阻為6 Ω，B錯(cuò)誤，C、D正確． 【答案】　ACD [創(chuàng)新導(dǎo)向練] 7.以“溫度報(bào)警器”為背景考查閉合電路歐姆定律 如圖是溫度自動(dòng)報(bào)警器的工作原理圖，左側(cè)是控制電路，右側(cè)是工作電路，圖中1是電磁鐵、2是銜鐵、3是常開觸點(diǎn)、4是常閉觸點(diǎn)、5是水銀溫度計(jì)．下列說法正確的是(　　) A．溫度低于警戒溫度時(shí)，電鈴報(bào)警 B．溫度高于警戒溫度時(shí)，電鈴報(bào)警 C．溫度低于警戒溫度時(shí)，控制電路處于斷路狀態(tài)，指示燈亮 D．溫度高于警戒溫度時(shí)，控制電路處于斷路狀態(tài)，指示燈亮 【解析】　當(dāng)溫度低于警戒溫度時(shí)，左側(cè)控制電路處于斷路狀態(tài)，電磁鐵線圈沒有電流通過，電磁鐵沒有磁性．此時(shí)指示燈通過常閉觸點(diǎn)與工作電源接通，指示燈亮，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；溫度升高，水銀面上升，因水銀是導(dǎo)體，當(dāng)溫度上升到金屬絲下端所指溫度時(shí)，控制電路被接通，電磁鐵線圈就有電流通過，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸引銜鐵，使常開觸點(diǎn)開關(guān)閉合，電鈴就響起來，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確． 【答案】　BC 8．以“電子秤”為背景考查電路規(guī)律 有一種測(cè)量物體重力的電子秤，其電路原理圖如圖中的虛線所示，主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(實(shí)際上是一個(gè)阻值可隨壓力變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)上是電流表)．不計(jì)踏板的質(zhì)量，已知電流表的量程為2 A，內(nèi)阻為1 Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為12 V，內(nèi)阻為1 Ω，電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式為R＝30－0.01F(F和R的單位分別為N和Ω)．下列說法中正確的是(　　) A．該秤能測(cè)量的最大體重是2 600 N B．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤的0.375 A處 C．電流表G的量程越大，則能測(cè)量的最大體重越小 D．該秤可以通過電路規(guī)律轉(zhuǎn)換成F＝3 200＋關(guān)系進(jìn)行刻度轉(zhuǎn)換 【解析】　電路中最大電流為2 A，由閉合電路歐姆定律，E＝I(r＋R＋rA)可解得壓力傳感器R的最小值為4 Ω，由電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式為R＝30－0.01F可得壓力最大值F＝2 600 N，即該秤能測(cè)量的最大體重是2 600 N，選項(xiàng)A正確；踏板空載時(shí)，F(xiàn)＝0，R＝30 Ω，由閉合電路歐姆定律，E＝I(r＋R＋rA)可解得I＝0.375 A，選項(xiàng)B正確；由E＝I(r＋R＋rA)和R＝30－0.01F可得E＝I(r＋30－0.01F＋rA)，電流表G的量程I越大，則能測(cè)量的最大體重F越大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由E＝I(r＋30－0.01F＋rA)可得，F(xiàn)＝3 200－，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　AB 9.特殊電源——通過“恒流源”考查動(dòng)態(tài)電路問題 恒流源是一種特殊的電源，其輸出的電流能始終保持不變．如圖所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是(　　) A．R0上的電壓變小 B．R2上的電壓變大 C．R1上的電壓變大 D．R1上電壓變化量大于R0上的電壓變化量 【解析】　觸頭P由圖示位置向左移動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻增大，外電路總電阻也增大，而電源輸出電流不變，由閉合電路歐姆定律可知，路端電壓增大，R2上的電壓增大，則通過R2的電流增大，總電流不變，則通過R1電流減小，R1的電壓減小，因此R0上的電壓變大，故B正確，A、C錯(cuò)誤；R1的電壓變小，R0上的電壓變大，R1和R0的電壓之和即路端電壓增大，則R1上電壓減少量小于R0上的電壓增加量，故D錯(cuò)誤． 【答案】　B 10．生產(chǎn)與科技——以“超級(jí)電容客車”為背景考查電容器知識(shí) 據(jù)介紹，電容車在一個(gè)站點(diǎn)充電30秒到1分鐘后，空調(diào)車可以連續(xù)運(yùn)行3公里，不開空調(diào)則可以持續(xù)行駛5公里，最高時(shí)速可達(dá)44公里每小時(shí)．超級(jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次，其顯著優(yōu)點(diǎn)有：容量大、功率密度高、充放電時(shí)間短、循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬．如圖所示為某汽車用的超級(jí)電容器，規(guī)格為“48 V，3 000 F”，放電電流為1 000 A，漏電電流為10 mA，充滿電所用時(shí)間為30 s，下列說法不正確的是(　　) A．放電能持續(xù)的時(shí)間超過10分鐘 B．充電電流約為4 800 A C．若汽車一直停在車庫，則電容器完全漏完電，時(shí)間將超過100天 D．所儲(chǔ)存電荷量是手機(jī)鋰電池“4.2 V,1 000 mAh”的40倍 【解析】　放電能持續(xù)的時(shí)間t放＝＝s＝144 s，小于10分鐘，故A錯(cuò)誤；電容器的額定電壓U＝48 V，電容C＝3 000 F，則所能儲(chǔ)存的電荷量為Q＝CU，充電時(shí)，有Q＝I充t充，得充電電流I充＝＝A＝4 800 A，故B正確；若汽車一直停在車庫，則電容器完全漏完電，時(shí)間為t漏＝＝s＝1.44107 s＝ 天≈166.7天，故C正確；手機(jī)鋰電池“4.2 V,1 000 mAh”的電荷量q＝It＝13 600 C＝3 600 C，則Q＝40q，故D正確． 【答案】　A [綜合提升練] 11．如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3為一滑動(dòng)變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時(shí)，測(cè)得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在變阻器的兩個(gè)不同端點(diǎn)得到的．求： (1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻； (2)定值電阻R2的阻值； (3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值． 【解析】　(1)圖乙中AB延長線，交U軸于20 V處，交I軸于1.0 A處， 所以電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝20 V， 內(nèi)阻r＝＝20 Ω. (2)當(dāng)P滑到R3的右端時(shí)，電路參數(shù)對(duì)應(yīng)圖乙中的B點(diǎn)， 即U2＝4 V、I2＝0.8 A， 得R2＝＝5 Ω. (3)當(dāng)P滑到R3的左端時(shí)，由圖乙知此時(shí)U外＝16 V， I總＝0.2 A， 所以R外＝＝80 Ω 因?yàn)镽外＝＋R2， 所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為：R3＝300 Ω. 【答案】　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 12．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝27 V，內(nèi)阻r＝2 Ω，固定電阻R2＝4 Ω，R1為光敏電阻．C為平行板電容器，其電容C＝3 pF，虛線到兩極板距離相等，極板長l＝0.2 m，間距d＝1.010－2 m．P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的兩個(gè)半圓a、b構(gòu)成，它可繞AA′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)細(xì)光束通過a、b照射光敏電阻R1時(shí)，R1的阻值分別為12 Ω、3 Ω.有帶電荷量為q＝－1.010－4 C的微粒沿圖中虛線以速度v0＝10 m/s連續(xù)射入C的電場(chǎng)中．閉合開關(guān)，假設(shè)照在R1上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，R1阻值立即有相應(yīng)的改變，重力加速度g取10 m/s2. (1)細(xì)光束通過a照射到R1上時(shí)，求電容器所帶的電荷量； (2)細(xì)光束通過a照射到R1上，帶電微粒剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng)，判斷細(xì)光束通過b照射到R1上時(shí)帶電微粒能否從C的電場(chǎng)中射出． 【解析】　(1)由閉合電路歐姆定律得I＝＝1.5 A， 又UC＝U2＝IR2，得UC＝6 V， 設(shè)電容器所帶電荷量為Q，則Q＝CUC， 解得Q＝1.810－11 C. (2)細(xì)光束通過a照射到R1上時(shí)，有mg＝， 得m＝0.610－2 kg， 細(xì)光束通過b照射到R1上時(shí)，I′＝＝3 A，得U′C＝I′R2＝12 V， 由牛頓第二定律得－mg＝ma， 得a＝10 m/s2. 由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有d＝at2，得t＝10－s 再由水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)得s＝v0t＝10－ m 而s>l，故微粒能從C的電場(chǎng)中射出． 【答案】　(1)1.810－11 C　(2)能