2017高中物理第2章恒定電流7閉合電路歐姆定律課時作業(yè)新人教版選修

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閉合電路歐姆定律 基 礎 夯 實 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．關(guān)于閉合電路，下列說法正確的是(　B　) A．電源短路時，放電電流為無限大 B．電源短路時，內(nèi)電壓等于電源電動勢 C．用電器增加時，路端電壓一定增大 D．把電壓表直接和電源連接時，電壓表的示數(shù)等于電源電動勢 解析：電源短路時，R＝0，放電電流I＝，U內(nèi)＝E，A錯誤，B正確；當并聯(lián)用電器增加時，并聯(lián)電阻變小，電路中的電流變大，內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，C錯誤；當電壓表直接和電源連接時，電壓表不視為理想電表時，電路中有微小電流，內(nèi)電路有一定的電勢降落，D錯誤。 2．一同學將變阻器與一只6V,6～8W的小燈泡L及開關(guān)S串聯(lián)后接在6V的電源E上，當S閉合時，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光。按此圖的接法，當滑片P向右滑動時，燈泡將(　B　) A．變暗 B．變亮 C．亮度不變 D．可能燒壞燈泡 解析：由圖可知，變阻器接入電路的是PB段的電阻絲，當滑片P向右滑動時，接入電路中的電阻絲變短，電阻減小，燈泡變亮，B選項正確。由于燈泡的額定電壓等于電源電壓，所以不可能燒壞燈泡。 3．如圖是一火警報警電路的示意圖，其中R3為用某種材料制成的傳感器，這種材料的電阻率隨溫度的升高而增大。值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報警器。當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是(　B　) A．I變大，U變大　　　　　　 B．I變小，U變小 C．I變大，U變小 D．I變小，U變大 解析：當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，R3的阻值增大，外電路的電阻增大，故路端電壓增大，即報警器兩端的電壓U變大，干路電流減小，所以R1的電壓減小，根據(jù)U＝U1＋U2得，U2增大，電流表電流I＝增大，所以A正確，B、C、D錯誤。 4．如圖所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，若將這兩個電阻分別接到該電源上，則(　B　) A．R1接在電源上時，電源的效率高 B．R2接在電源上時，電源的效率高 C．R1接在電源上時，電源的輸出功率大 D．電源的輸出功率一樣大 解析：電源的效率η＝＝＝，效率與路端電壓成正比，R1接在電源上時路端電壓大，效率高，故A正確，B錯誤；由圖線的交點讀出，R1接在電源上時U＝U0，I＝I0，電源的輸出功率P1＝UI＝U0I0，R2接在電源上時U＝U0，I＝I0，電源的輸出功率P2＝UI＝U0I0，故C、D錯誤，故選A。 5．如圖所示，用兩節(jié)干電池點亮幾個小燈泡，當逐一閉合開關(guān)，接入燈泡增多時，以下說法正確的是(　ABC　) A．燈少時各燈較亮，燈多時各燈較暗 B．各燈兩端電壓在燈多時較低 C．通過電池的電流在燈多時較大 D．電池輸出功率燈多時較大 解析：由于電燈并聯(lián)在電路中，所以接入電路的電燈越多，總電阻越小，電路的總電流越大，電源的內(nèi)電壓越大，路端電壓越低，流過每個燈的電流越小，每個電燈越暗，選項A、B、C正確，選項D錯。 6．(河南省洛陽一中2014～2015學年高二上學期檢測)學生為“神州十一號”載人飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化如圖，拴在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側(cè)分別標上對應的正、負加速度值，當加速度方向豎直向上時電壓表的示數(shù)為正。這個裝置在“神州十一號”載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中，下列說法中正確的是(　ABD　) A．飛船在豎直減速上升的過程中，處于失重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為負 B．飛船在豎直減速返回地面的過程中，處于超重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為正 C．飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為零 D．飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為負 解析：飛船在豎直減速上升的過程中，加速度方向豎直向下，由牛頓第二定律得知，飛船處于失重狀態(tài)。此時電壓表的示數(shù)為負，故A正確；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向豎直向上，由牛頓第二定律得知，處于超重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為正，故B正確；飛船在圓軌道上運行時，加速度方向豎直向下，電壓表的示數(shù)為負，故C錯誤，D正確。 二、非選擇題 7．(重慶楊家坪中學2015～2016學年高二上學期期中)如圖所示，電路中接電動勢為4V，內(nèi)電阻為2Ω的直流電源，電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為4Ω，電容器的電容為30μF，電流表的內(nèi)阻不計，當電路穩(wěn)定后。 (1)求電流表的讀數(shù)； (2)求電容器所帶的電荷量； (3)如果斷開電源，求通過R2的電荷量。 答案：(1)0.4A　(2)4.810－5C　(3)2.410－5C 解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律：I＝＝A＝0.4A， 故電流表的讀數(shù)為0.4A。 (2)U3＝IR3＝0.44V＝1.6V Q＝CU3＝4.810－5C 故電容器所帶的電荷量為4.810－5C (3)因R1、R2并聯(lián)，且R1＝R2，所以在放電回路中通過R2的電量為 ＝2.410－5C 故通過R2的電荷量為2.410－5C。 能 力 提 升 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題) 1．(徐州市2014～2015學年高二上學期三校聯(lián)考)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設計了一種報警裝置，電路如圖所示，M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時(　C　) A．RM變大，且R越大，U增大越明顯 B．RM變大，且R越小，U增大越明顯 C．RM變小，且R越大，U增大越明顯 D．RM變小，且R越小，U增大越明顯 解析：傳感器M與R并聯(lián)，再與S串聯(lián)，S兩端電壓U增大，說明線路電流增大，總電阻變小，傳感器RM變??；傳感器電阻RM與R的并聯(lián)值R并＝＝，顯然R越大，RM變化相同值時，R并變化越大，此時干路電流變化越大，U增大越明顯，綜上所述，選項C正確。 2．如圖所示為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動電動機組成的電路，蓄電池內(nèi)阻為0.05Ω。電流表和電壓表均為理想電表，只接通S1時，電流表示數(shù)為10A。電壓表示數(shù)為12V，再接通S2，啟動電動機工作時，電流表示數(shù)變?yōu)?A，則此時通過啟動電動機的電流是(　C　) A．2A　　 B．8A　　 C．50A　　 D．58A 解析：只接通S1時，由閉合電路歐姆定律得： E＝U＋Ir＝12V＋100.05V＝12.5V， R燈＝＝Ω＝1.2Ω，再接通S2后，流過電動機的電流為： I電動機＝－I′＝A－8A＝50A， 故選項C正確。 3．(黑龍江牡丹江一中2015～2016學年高二上學期期中)如圖所示，圖中的四個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時，下面說法中正確的是(　D　) A．伏特表V1的讀數(shù)減小，安培表A1的讀數(shù)減小 B．伏特表V1的讀數(shù)增大，安培表A1的讀數(shù)增大 C．伏特表V2的讀數(shù)減小，安培表A2的讀數(shù)增大 D．伏特表V2的讀數(shù)增大，安培表A2的讀數(shù)減小 解析：當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時，變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知，干路電流I增大，路端電壓U減小，則電流表A1讀數(shù)增大；電壓表V1讀數(shù)U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不變，則U1減??；通過電流表A2的電流I2＝，U1減小，則I2減?。煌ㄟ^電阻R2電流I2′＝I－I2，I增大，I2減小，則I2′增大，則伏特表V2的讀數(shù)增大，故D正確，故選D。 4．(河南省實驗中學期中)如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，則(　AC　) A．電壓表讀數(shù)減小 B．電流表讀數(shù)減小 C．質(zhì)點P將向下運動 D．R3上消耗的功率逐漸增大 解析：由圖可知，R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)后，再與R1串連接在電源兩端，電容器與R3并聯(lián)，當滑片向b移動時，滑動變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)部分的電壓減小，由歐姆定律可知流過R3的電流減小，則流過并聯(lián)部分的電流增大，故電流表示數(shù)增大，故B錯誤；因并聯(lián)部分電壓減小，而R2中電壓增大，故電壓表示數(shù)減小，故A正確；因電容器兩端電壓減小，故電荷受到的向上電場力減小，則重力大于電場力，電荷向下運動，故C正確；因R3兩端的電壓減小，由P＝可知，R3上消耗的功率減小，故D錯誤。 5．有一種測量體重的電子秤，其原理圖如下圖中的虛線部分所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)。設踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)為R＝30Ω－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說法正確的是(　AC　) A．該秤能測量的最大體重是1400N B．該秤能測量的最大體重是1300N C．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400A處 解析：當電流表示數(shù)達到3A時，壓力傳感器受到的壓力最大，由E＝I(R＋r)可求得R＝2Ω，由R＝30Ω－0.02F可求得F＝1400N，選項A正確，B錯誤；當踏板空載時，R′＝30Ω，電流表G示數(shù)為I′＝＝A＝0.375A，選項C正確，D錯誤。 二、非選擇題 6．如圖所示，一電荷量q＝310－4C帶正電的小球，用絕緣細線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點。S合上后，小球靜止時，細線與豎直方向的夾角α＝37。已知兩板相距d＝0.1m，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝2Ω，電阻R1＝4Ω，R2＝R3＝R4＝12Ω。g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8。求： (1)電源的輸出功率； (2)兩板間的電場強度的大小； (3)小球的質(zhì)量。 答案：(1)10W　(2)100N/C　(3)410－3kg 解析：(1)R2與R3并聯(lián)后的電阻值R23＝＝6Ω 由閉合電路歐姆定律得：I＝＝1A電源的輸出功率為：P出＝IE－I2r＝10W (2)電容器兩板間的電壓UC＝I(R1＋R23) 電容器兩板間的電場強度 E1＝＝＝100N/C (3)小球處于靜止狀態(tài)，所受電場力為F，由平衡條件得：F＝mgtanα，又有F＝qE1所以m＝ 解得m＝410－3kg。 7．(沈陽市東北育才中學2014～2015學年高二上學期檢測)如圖所示，電燈L標有“4V、1W”，滑動變阻器R總電阻為50Ω，當滑片P滑至某位置時，L恰好正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.45A，由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時電流表示數(shù)變?yōu)?.5A，電壓表示數(shù)變?yōu)?0V，若導線完好，電路中各處接觸良好，試問： (1)發(fā)生故障是短路還是斷路？發(fā)生在何處； (2)發(fā)生故障前，滑動變阻器接入電路的阻值為多少； (3)電源電動勢和內(nèi)電阻分別為多大？ 答案：(1)故障為斷路，只可能燈L發(fā)生斷路；(2)發(fā)生故障前，滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω；(3)電源的電動勢為12.5V，內(nèi)電阻為5Ω。 解析：(1)電路發(fā)生故障后，電流表示數(shù)變大，路端電壓U＝U2＝I2R2也增大，因此一定是外電路電阻增大所致，一定是外電路某處發(fā)生斷路故障，由于電流表有示數(shù)，R2不可能斷路，電壓表有示數(shù)則變阻器不可能斷路，據(jù)題意可知只可能燈L發(fā)生斷路。 (2)L斷路后，外電路只有R2，因無電流流過R，故電壓表示數(shù)即為路端電壓為：U2＝U端＝10V，R2＝＝Ω＝20Ω L未斷路時恰好正常發(fā)光： UL＝4V，IL＝＝0.25A U端′＝U2′＝I2′R2＝0.4520V＝9V R＝＝＝20Ω (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律：E＝U＋Ir 故障前：E＝9＋(0.45＋0.25)r， 故障后：E＝10＋0.5r， 解得：r＝5Ω，E＝12.5V