《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 恒定電流 專題突破與題型專練 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用練習(xí) 新人教版選修3-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第2章 恒定電流 專題突破與題型專練 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用練習(xí) 新人教版選修3-1（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題突破與題型專練　閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 題型一:閉合電路的動(dòng)態(tài)分析 1.如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,合上開(kāi)關(guān)S后各電燈都能發(fā)光.若某一時(shí)刻電燈L1的燈絲斷了(此時(shí)其余各電燈均不會(huì)被燒毀),則下列判斷正確的是(　A　) A.L2,L4變亮,L3變暗 B.L2,L3變亮,L4變暗 C.L3變亮,L2,L4變暗 D.L3,L4變亮,L2變暗 解析:電燈L1的燈絲斷了,整個(gè)電路的外電阻增大,路端電壓增大,L4變亮,L3變暗,L2變亮,選項(xiàng)A正確. 2.在如圖所示的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R3的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)(　D　) A.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小 B.電

2、壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變大 C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大 D.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小 解析:當(dāng)滑片向下移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電阻增大,則電路中總電阻增大,則由閉合電路歐姆定律可得,電路中總電流減小,故內(nèi)電壓減小,因此路端電壓增大,并聯(lián)部分電壓也增大,故R2電壓增大,電壓表示數(shù)變大,故流過(guò)R2的電流增大,因總電流減小,故電流表示數(shù)減小,故D正確,A,B,C錯(cuò)誤. 3.(多選)閉合電路的電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,如圖所示,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端滑到左端時(shí),下列說(shuō)法中正確的是(　BD　) A.小燈泡L1,L3變亮,L2變暗 B.小燈泡L3變暗,L1,L

3、2變亮 C.電壓表V1示數(shù)變化量較小 D.電壓表V2示數(shù)變化量較小 解析:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端滑到左端時(shí),并聯(lián)電路總電阻減小(局部),總電流I增大,路端電壓U減小(整體),干路電流增大,則L2變亮;與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)的燈泡L1電流增大,變亮;與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的燈泡L3電壓U3=U-U2,U減小,U2增大,則U3減小,L3變暗;U1減小,U2增大,而路端電壓U=U1+U2減小,所以U1的變化量大于U2的變化量,故A,C錯(cuò)誤,B,D正確. 題型二:閉合電路的功率和效率問(wèn)題 1.(2018·大慶高二期中)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

4、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)法中正確的是 (　A　) 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,電源效率最高 解析:由圖像得到: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

5、,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. 2.(2018·合肥高二段考)如圖所示直線A為某電源的UI圖線,曲線B為某小燈泡L1的UI圖線的一部分,用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來(lái)組成閉合回路時(shí)燈泡L1恰能正常發(fā)光,則下列說(shuō)法中正確的是(　B　) A.此電源的內(nèi)電阻為0.67 Ω B.燈泡L1的額定電壓為3 V,額定功率為6 W C.把燈泡L1換成

6、阻值恒為1 Ω的純電阻,電源的輸出功率將變小,效率將變低 D.由于小燈泡L1的UI 圖線是一條曲線,所以燈泡發(fā)光過(guò)程中歐姆定律不適用 解析:由圖A讀出:電源的電動(dòng)勢(shì)E=4 V,內(nèi)阻r== Ω=0.5 Ω,A錯(cuò)誤;兩圖線的交點(diǎn)表示小燈泡L1與電源連接時(shí)的工作狀態(tài),由于燈泡正常發(fā)光,則知燈泡的額定電壓U=3 V,額定電流I=2 A,則額定功率為P=UI=6 W,故B正確;燈泡L1的電阻R1== Ω=1.5 Ω,換成一個(gè) 1 Ω的定值電阻,可知其電阻更接近電源的內(nèi)阻,根據(jù)推論:電源的內(nèi)外電阻相等時(shí)電源的輸出功率最大,知把燈泡L1換成一個(gè)1 Ω的定值電阻,電源的輸出功率將變大,根據(jù)閉合回路歐姆定

7、律可知電阻減小,外電路電壓減小,電源效率η==減小,故C錯(cuò)誤;燈泡是純電阻元件,歐姆定律適用,故D錯(cuò)誤. 3.(2018·石嘴山高二月考)(多選)如圖所示,R1為定值電阻,R2為可變電阻,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為電源內(nèi)電阻,(R1>r)以下說(shuō)法中正確的是(　ACD　) A.當(dāng)R2=R1+r時(shí),R2獲得最大功率 B.當(dāng)R1=R2+r時(shí),R1獲得最大功率 C.當(dāng)R2=0時(shí),R1上獲得最大功率 D.當(dāng)R2=0時(shí),電源的輸出功率最大 解析:將R1和電源內(nèi)阻看做一體,根據(jù)當(dāng)外電路電阻和內(nèi)阻相等時(shí),電源輸出功率最大,可知當(dāng)R2=R1+r時(shí), R2的功率最大,A正確;因?yàn)镽1是定值電阻,所以電流

8、最大時(shí),其功率最大,故當(dāng)R2=0時(shí),電流最大, R1獲得的功率最大,B錯(cuò)誤,C正確;因?yàn)镽1>r,所以外電路電阻恒大于電源內(nèi)阻,故此種情況下外電路電阻增大,電源的輸出功率減小,故當(dāng)R2=0時(shí),電源的輸出功率最大,D正確. 4.規(guī)格為“8 V　4 W”的小燈泡與小型直流電動(dòng)機(jī)D(其線圈內(nèi)阻為r0=0.4 Ω)并聯(lián)后,接至電動(dòng)勢(shì)為10 V,內(nèi)電阻r=0.5 Ω 的電源上,小燈泡恰好正常發(fā)光,求: (1)通過(guò)小燈泡的電流IL和電源的內(nèi)電壓U′. (2)電路中的總電流I和通過(guò)電動(dòng)機(jī)D的電流ID. (3)電動(dòng)機(jī)的輸入功率P和電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出. 解析:(1)因小燈泡恰好正常發(fā)光,所以路端電壓

9、為8 V, 由P=UI得通過(guò)小燈泡的電流IL==0.5 A 由E=U外+U′得電源的內(nèi)電壓U′=E-U外=2 V. (2)由E=U外+Ir得電路的總電流 I== A=4 A 通過(guò)電動(dòng)機(jī)D的電流 ID=I-IL=4 A-0.5 A=3.5 A. (3)電動(dòng)機(jī)的輸入功率P=UID=8×3.5 W=28 W 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率P熱=r0=3.52×0.4 W=4.9 W 電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出=P-P熱=28 W-4.9 W=23.1 W. 答案:(1)0.5 A　2 V　(2)4 A　3.5 A (3)28 W　23.1 W 題型三:含電容器電路的分析與計(jì)算 1.如圖所示的電

10、路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,在平行板電容器C中恰好有一帶電粒子處于懸空靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)變阻器R0的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),帶電粒子將(　B　) A.向上運(yùn)動(dòng) B.向下運(yùn)動(dòng) C.靜止不動(dòng) D.不能確定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化 解析:當(dāng)滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí),R0接入電路的電阻值變大,則R總變大,總電流變小,R兩端的電壓變小,電容器中的電場(chǎng)強(qiáng)度變小,所以粒子將向下運(yùn)動(dòng),故B正確. 2.(2018·合肥高二段考)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的帶電荷量為Q1;當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)且電路穩(wěn)定時(shí),電容器C的帶電荷量為Q2,則(　A　)

11、 A.Q1∶Q2=1∶3 B.Q1∶Q2=3∶1 C.Q1∶Q2=1∶5 D.Q1∶Q2=5∶1 解析:開(kāi)關(guān)斷開(kāi)穩(wěn)定時(shí),電路中沒(méi)有電流,電容器的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì),即U2=E,開(kāi)關(guān)閉合穩(wěn)定時(shí),電容器的電壓等于電阻R2兩端的電壓,則U1=E=E,對(duì)于給定電容器,電容不變,由Q=CU得Q1∶Q2=U1∶U2= 1∶3,A正確. 3.(2018·福州高二期中)(多選)M,N是一對(duì)水平放置的平行板電容器,將它與一電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r的電源組成如圖所示的電路,R是并聯(lián)在電容器上的滑動(dòng)變阻器,G是靈敏電流計(jì),在電容器的兩極板間有一帶電的油滴處于懸浮狀態(tài),如圖所示,現(xiàn)保持開(kāi)關(guān)S閉合,將滑動(dòng)變阻器

12、的滑片向上滑動(dòng),則(　BC　) A.在滑片滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)中有從b向a的電流 B.在滑片滑動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)中有從a向b的電流 C.帶電油滴將向上運(yùn)動(dòng) D.帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng) 解析:電容器兩極板間的電壓等于路端電壓,根據(jù)閉合回路歐姆定律可知U=E,當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí),R增大,U增大,根據(jù)C=可得電容器的電荷量增加,處于充電狀態(tài),靈敏電流計(jì)中有電流,由于電容器上板帶正電,則靈敏電流計(jì)中有從a向b的電流,A錯(cuò)誤,B正確;U增大,由E=分析得知,板間場(chǎng)強(qiáng)增大,則帶電油滴將向上運(yùn)動(dòng).故C正確,D錯(cuò)誤. 4.(2018·泰州高二期中)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,內(nèi)阻r=1

13、 Ω,電流表內(nèi)阻RA=3 Ω,三個(gè)定值電阻的阻值分別為R1=5 Ω,R2=10 Ω, R3=15 Ω,電容器電容C=1.0×10-10F,問(wèn): (1)閉合開(kāi)關(guān)S待電路穩(wěn)定后,電流表的示數(shù)是多少? (2)閉合開(kāi)關(guān)S待電路穩(wěn)定后,電容器的帶電荷量是多少? (3)再次斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S待電路穩(wěn)定,通過(guò)R2的電荷量是多少? 解析:(1)根據(jù)電阻之間的關(guān)系,有 R總=r+RA+=10 Ω 電流表示數(shù)I==0.6 A. (2)電容器兩端電壓U=E-I(r+RA)=3.6 V,電容器帶電荷量Q=CU=3.6×10-10C. (3)電容器通過(guò)R2和R3放電,放電電流與電阻成反比,因此電荷量也跟電

14、阻成反比,則通過(guò)R2電荷量為 QR2=Q=2.16×10-10C. 答案:(1)0.6 A　(2)3.6×10-10C　(3)2.16×10-10C (教師備用) 1.如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略.開(kāi)關(guān)S閉合后,在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中(　A　) A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小 B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大 C.電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小 D.電壓表的示數(shù)減小,電流表的示數(shù)增大 解析:在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中,變阻器R0接入電路的電阻減小,電路總電阻減小,干路電流增大,內(nèi)電壓增加,路端電壓減小,電壓表的示數(shù)減小,同時(shí),定值電阻R1上的電

15、壓也增加,使得定值電阻R2兩端電壓降低,導(dǎo)致電流表的示數(shù)減小,所以A正確. 2.在輸液時(shí),藥液有時(shí)會(huì)從針口流出體外,為了及時(shí)發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)了一種報(bào)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(shí)其電阻RM發(fā)生變化,導(dǎo)致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報(bào),此時(shí)(　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:當(dāng)RM變大時(shí),回路的總電阻R總變大,根據(jù)I總=,得干路中的電流變小,S兩端的電壓U=I總RS變小,故選項(xiàng)A,B錯(cuò)誤;當(dāng)RM變小時(shí),回路的總電阻R總=+RS

16、變小,根據(jù)I總=,得干路中的電流變大,S兩端的電壓U=I總RS變大,而且R越大,RM變小時(shí),對(duì)回路的總電阻變化的影響越明顯,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 3.如圖所示的電路,電源電動(dòng)勢(shì)為12 V,內(nèi)阻恒定且不可忽略.初始時(shí)刻,電路中的電流等于I0,且觀察到電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)在調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電路中的電流減小為I0的一半,觀察到電動(dòng)機(jī)仍在轉(zhuǎn)動(dòng).不考慮溫度對(duì)電阻的影響,下列說(shuō)法正確的是(　B　) A.電源的熱功率減為初始時(shí)的一半 B.電源的總功率減為初始時(shí)的一半 C.電動(dòng)機(jī)的熱功率減為初始時(shí)的一半 D.變阻器的熱功率減為初始時(shí)的一半 解析:根據(jù)公式P=I2R知,電路中的電流減小為I0

17、的一半,則電源的熱功率和電動(dòng)機(jī)的熱功率均減為初始時(shí)的,選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤;電路中電流減小,變阻器接入電路的電阻增大,由于電源有內(nèi)阻,所以變阻器的電阻不是初始的2倍,所以由P=I2R知變阻器的功率不是初始時(shí)的一半,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;根據(jù)公式P=EI,E不變,則電路的總功率減為初始時(shí)的一半,選項(xiàng)B正確. 4.(2018·瀏陽(yáng)高二月考)(多選)在圖中所示的電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向b端(即向下)移動(dòng)時(shí)(　AD　) A.電容C的電荷量在減小 B.電容C的電荷量在增大 C.電壓表V的讀數(shù)增大,電流表A的讀數(shù)減小 D.電壓表V的讀數(shù)減小,電流表A的讀數(shù)增大 解析:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸片向b端移動(dòng)時(shí),變阻器R3有效電阻減小,外電路總電阻減小,由閉合電路歐姆定律知,總電流增大,則內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,所以電壓表V的讀數(shù)減小.根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)可知,R1兩端電壓增大,電路中并聯(lián)部分分壓減小,通過(guò)R2的電流減小,而總電流增大,所以通過(guò)電流表的電流增大,即電流表A的讀數(shù)增大.由于并聯(lián)部分電壓減小,電容器板間電壓減小,則電容器C的電荷量減小.故A,D正確,B,C錯(cuò)誤. 9