人教版高二物理选修3-1课时作业第二章　恒定电流2.7闭合电路的欧姆定律word版含解析答案

1、人教版选修3-1课时作业第二章恒定电流闭合电路的欧姆定律一、选择题1.如图所示的电路中,把R由2 改变为6 时,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻应为() A.4 B.8 C.6 D.2 2.在如图所示的电路中,当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的读数为3 V;当开关S1、S2均闭合时,电压表的读数为1.8 V,已知电压表为理想电表,外接电阻为R、电源内阻为r。由以上数据可知Rr为()A.53B.35C.23D.323.(多选)如图所示电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 ,R=15 ,下列说法中正确的是()A.当S断开时,UAC=9 VB.当S闭合时,UAC=9 VC.当S闭合时,

2、UAB=7.5 V,UBC=0D.当S断开时,UAB=0,UBC=04.(多选)如图所示,闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置,使A、B、C三灯亮度相同。若继续将P向下移动,则三灯亮度变化情况为()A.A灯变亮B.B灯变亮C.B灯变暗D.C灯变亮5.如图所示,内阻不能忽略的电池的电动势为E,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,与分别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则()A.的读数变大,的读数变小B.的读数变大,的读数变大C.的读数变小,的读数变小D.的读数变小,的读数变大6.如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定

3、值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表,若将照射R3的光的强度减弱,则()A.电压表的示数变大B.小灯泡消耗的功率变小C.通过R2的电流变小D.电源内阻消耗的电压变大7.(多选)如图所示为某一电源的U-I图线,由图可知()A.电源电动势为2 VB.电源内电阻为13 C.电源短路时电流为6 AD.电路路端电压为1 V时,电路中电流为5 A8. (多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图象,则下列说法中正确的是()A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1>E2,内阻r1>r2D

4、.当工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大9.(多选)如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,用该电源与R组成闭合电路时,则()A.电源的内阻为6 B.电源的输出功率为4 WC.电阻R的阻值为2 D.电源发生短路时的电流为6 A10.(多选)直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,电源的()A.总功率一定减小B.效率一定增大C.内部损耗功率一定减小D.输出功率一定先增大后减小11. (多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。开关闭合后,灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列判断正确

5、的是()A.灯泡L将变暗B.灯泡L将变亮C.电容器C所带的电荷量将减小D.电容器C所带的电荷量将增大二、非选择题12.如图所示,E=8 V,r=2 ,R1=8 ,R2为滑动变阻器接入电路中的有效阻值,问:(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时滑动变阻器的功率是多大?(2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多少?这时电源的效率是多大?(3)调节滑动变阻器的滑片,能否使电源以最大的功率E24r输出?为什么? 人教版选修3-1第二章恒定电流闭合电路的欧姆定律巩固作业一、选择题1.(多选)电阻不变的三个电灯A、B、C连接在如图所示的电路上,闭合开关S

6、后三灯电功率相同,此后向上移动滑动变阻器R的滑片。则可判断()A.三灯的电阻大小是RB>RC>RAB.三灯的电阻大小是RA>RB>RCC.A、C两灯变亮,B灯变暗D.A、B两灯变亮,C灯变暗2.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电流表、电压表V2示数变化量的绝对值分别为I、U2,下列说法正确的是()A.I减小B.U1、U2均减小C.U1I变小,U3I变大D.U2I=r+R13.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点,如图所示,图线a

7、是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图象,在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为()A.8.0 B.10 C.12 D.12.5 4. (多选)如图所示,甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻电路)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,下列说法中正确的是()A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等B.电流都是I0时,两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻5. (多选)如图所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为ra和rb,若将一定值

8、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.ra>rbB.Ia>IbC.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接到b电源上,电源的输出功率较小,电源的效率较低6.如图,电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当开关S1断开、S2闭合时,电源输出功率为P0;当S1闭合、S2断开时,电源输出功率也为P0。则电源电动势及S1、S2都断开时电源的总功率分别为()A.3P0R,P02B.2P0R,P0C.3P0R,P0D.P0R,P07.(多选)如图所示,直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率PE、

9、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图象,但具体对应关系未知,根据图象可判断()A.PE-U图象对应图线a,由图知电动势为9 V,内阻为3 B.Pr-U图象对应图线b,由图知电动势为3 V,内阻为1 C.PR-U图象对应图线c,图象中任意电压值对应的功率关系为PE=PR+PrD.外电路电阻为1.5 时,输出功率最大,为2.25 W8.(多选)在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为7.5 。当开关S闭合后()A.L1的电阻为112 B.L1消耗的电功率为7.5 WC.L2的电阻

10、为7.5 D.L2消耗的电功率为0.3 W9. (多选)如图所示电路中,R1=5 ,R2=7 ,R3=8 ,R4=10 ,C=20 F,电源电动势E=18 V,内阻r=1 ,电表为理想电表。开始开关S是闭合的,则下列判断正确的是()A.电压表的示数为5.8 VB.电流表的示数为1 AC.电容器所带的电荷量为1.74×10-4 CD.当开关S断开后,通过电阻R1的电荷量为1.74×10-4 C二、非选择题10.如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。(1)电压表V1、V2

11、的示数随电流表示数的变化图象应分别为U-I图象中哪一条直线?(2)定值电阻R0、变阻器的总电阻R分别为多少?(3)求出电源的电动势和内阻。11.如图所示,电容器C1=6 F,C2=3 F,电阻R1=6 ,R2=3 ,C、D为两端点,当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB为多少?当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?(已知电压U=18 V)答案一、选择题1.D根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r),当R=2 时,E=I(2 +r);当R=6 时,E=I2(6 +r),解得r=2 ,故选D。2.D当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的示数等于电源的电动势,即E=3 V。当开关S1、S2均闭合

12、时,U外=1.8 V,所以U内=E-U外=1.2 V,因U外=IR,U内=Ir,所以Rr=U外U内=1.8 V1.2 V=32,故选D。3.AC当S断开时,UAC与UBC都等于电源电动势,A正确,D错误;当S闭合时,UAC=UAB=ER+rR=7.5 V,UBC=0,B错误,C正确。4.ACD将变阻器滑片P向下移动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流IA增大,则A灯变亮。并联部分的电压U并=E-IA(RA+r),E、RA、r不变,IA增大,U并减小,B灯变暗。通过C灯的电流IC=IA-IB,IA增大,IB减小,则IC增大,C灯变亮,故A、C、D正确。5.B

13、将S断开,则电路的总电阻变大,总电流变小,由U=E-Ir知,路端电压变大,故电压表的示数变大;R1两端的电压IR1变小,则R3两端的电压变大,流过R3的电流变大,电流表的示数变大。选项B正确。6.B将照射R3的光的强度减弱,其阻值增大,电路中的总电阻增大;由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流减小,故R1两端的电压减小,电压表的示数变小,故A错误;因电路中电流减小,电源的内电压减小,则路端电压增大,同时R1两端的电压减小,故并联电路部分电压增大,流过R2的电流增大,由并联电路的电流规律可知,流过灯泡的电流一定减小,故由P=I2R可知,小灯泡消耗的功率变小,故B正确,C、D错误。7.AD在本题的U

14、-I图线中,纵轴截距表示电源电动势,A正确;横轴截距表示短路电流,C错误;图线斜率的绝对值表示电源的内电阻,则r=2-0.86 =0.2 ,B错误;当路端电压为1 V时,内电阻分得的电压U内=E-U外=2 V-1 V=1 V,则电路中的电流I=U内r=10.2 A=5 A,D正确。8.AD由闭合电路欧姆定律知E=U+Ir。当I=0时U=E,即U-I图线的纵轴截距表示电源电动势,两电源的电动势相等。当U=0时I=Er,由题图知,U-I图线的横轴截距表示短路电流,则I1>I2,A正确。而r=UI,即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻,由题图知r1<r2,B、C错误。当工作电流变化量相同时

15、,因为r1<r2,则电源2的路端电压变化较大,D正确。9.CD由图线A,根据闭合电路欧姆定律得:U=E-Ir,当I=0时,U=E,即图线与纵轴的交点坐标表示电源的电动势,读出电源的电动势E=6 V,图线A斜率的绝对值表示电源的内阻r,由数学知识求出r=UI=6V6A=1 ,故A错误,D正确;两图线的交点表示该电阻接在该电源上时的工作状态,读出路端电压为U=4 V,电流I=2 A,则电源的输出功率为P=UI=8 W,故B错误;由图线B的斜率表示电阻R的阻值,则有R=UI=4V2A=2 ,故C正确。10.ABC滑动变阻器的滑片P向右移动时,滑动变阻器连入电路部分的阻值变大,因而电流减小,由P

16、总=IE可知电源的总功率减小,选项A正确。滑动变阻器连入电路部分阻值变大,路端电压变大,由=IUIE可知电源的效率增大,选项B正确。内部损耗功率为P内=I2r,电流减小,因而内部损耗功率减小,选项C正确。电源输出功率为外电阻消耗功率,但外电阻与内电阻的大小关系未知,因而不能判断输出功率的变化情况,选项D错误。11.AD由题意,可知滑动变阻器连入电路阻值增大,电流I=ER+RL+r减小,灯泡L将变暗,故A正确,B错误。路端电压U=E-Ir增大,则电容器所带电荷量Q=CU增大,故C错误,D正确。二、非选择题12.答案(1)10 1.6 W(2)05.12 W80%(3)不能理由见解析解析(1)将R

17、1和电源等效为一新电源,则新电源的电动势E'=E=8 V,内阻r'=r+R1=10 ,且为定值。利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R2=r'=10 时,滑动变阻器有最大功率,即P2max=E'24r'=824×10 W=1.6 W。(2)因R1是定值电阻,所以流过R1的电流越大,R1的功率就越大。当R2=0时,电路中有最大电流,即Imax=ER1+r=0.8 A,R1的最大功率P1max=Imax2R1=5.12 W这时电源的效率=R1R1+r×100%=80%。(3)不能使电源以最大的功率E24r输出,因为即使R2=0,外电

18、阻R1也大于r,不可能有E24r的输出功率。答案一、选择题1.BD闭合开关S后,A灯两端的电压大于C灯、B灯两端的电压,而两灯的实际功率相等,由P=U2R可知:RA>RC,RA>RB,通过C灯的电流大于通过B灯的电流,两灯的实际功率相等,由P=I2R可得:RC<RB,则得:RA>RB>RC,故A错误,B正确;当滑动变阻器R的滑片向上滑动时,变阻器连入电路的电阻增大,总电流减小,电源的内电压减小,路端电压增大,通过A灯的电流增大,则A灯变亮;由于总电流减小,而通过A灯的电流增大,则通过C灯的电流减小,C灯变暗。C灯两端的电压减小,而路端电压增大,则B灯两端的电压增大

19、,B灯变亮。即A、B两灯变亮,C灯变暗,故C错误,D正确。2.ADP下滑,R2连入电路的阻值增加,总电阻增加,则I变小,内电压变小,路端电压变大,则U3变大,根据欧姆定律可知,定值电阻R1两端的电压U1变小,滑动变阻器R2两端的电压U2变大,故A正确,B错误。根据欧姆定律可知,U1I=R1,恒定不变,U3I=R外,变大,故C错误。根据闭合电路欧姆定律得:U2=E-I(R1+r),则U2I=R1+r,故D正确。3.A由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,E=U,由a与纵轴的交点读出电动势E=3.6 V。根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压U1=2 V,电流I1=0.2 A,则内阻r=E

20、-U1I1=3.6-20.2 =8.0 ,A正确。4.AC甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),外电路为纯电阻电路说明两电源的外电阻相等,故A正确;图线的斜率的绝对值表示电源的内阻(电动势与短路电流的比值),图线甲的斜率的绝对值大于图线乙的斜率的绝对值,表明电源甲的内阻大于电源乙的内阻,故D错误;图线与U轴交点的纵坐标值表示电动势的大小,由图线可知,甲与U轴交点的纵坐标值比乙的大,表明电源甲的电动势大于电源乙的电动势,故C正确;电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积,即U内=Ir,因为电源甲的内阻较电源乙的内阻大,所以当电流都为I0时,电源甲的内电压较大,故B错误。5.ABC在电源路

21、端电压与电流的关系图象中斜率的绝对值表示电源内阻,即ra>rb,A正确。如图所示,在图象中作出定值电阻R0的U-I图线,与电源的U-I图线交点表示电路工作点,Ia>Ib,B正确。由P=UI可知R0接到a电源上,电源的输出功率较大,由=UE=IRI(R+r)=RR+r可知,R0接到a电源上,电源的效率较低,C正确,D错误。6.C当开关S1断开、S2闭合时,电路中电流I1=ER+r,P0=I12R=E2(R+r)2R。当S1闭合、S2断开时,电路中电流I2=E4R+r,P0=I22×4R=E2(4R+r)2×4R。联立解得:r=2R,E=3P0R。当S1、S2都断开

22、时,电源的总功率为P=E2R1+R2+R3+r=P0,C项正确。7.BC由闭合电路欧姆定律可知,外电路断路时路端电压有最大值,此时路端电压等于电动势,所以电源电动势为3 V;当路端电压为零时,外电路短路,此时输出功率为零,所以图线c是PR-U图象;外电路短路时,PE=Pr=9 W=E2r,解得电源的内阻r=1 ,PE=EI=E·E-Ur=E2r-Er·U,所以图线a是PE-U图象,图线b是Pr-U图象,A错误,B、C正确。当外电阻等于电源内阻时,即R=r=1 时,电源的输出功率最大,D错误。8.CDS闭合后,L1两端的电压为3.0 V,由题图乙可知,I1=0.25 A,故P

23、1=0.75 W,R1=12 ,A、B错误。L2与R及电源串联,把R和电源等效成电动势为3 V、内阻为7.5 的新电源,在题图乙中作出新电源的I-U图线,如图,两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小,由图知U2=1.5 V,I2=0.2 A,所以R2=U2I2=1.50.2 =7.5 ,P2=U2I2=1.5×0.2 W=0.3 W,C、D正确。9.AC分析电路图可知R2、R3、R4串联后与R1并联,等效电阻为R=R1(R2+R3+R4)R1+(R2+R3+R4)=256 ,由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为I=ER+r=3.5 A,B错误;电压表的示数等于R4两端电压,通过R4的电流为I4=E-IrR2+R3+R4=0.58 A,电压表示数为U4=I4R4=5.8 V,A正确;电容器两极板间的电压UC=I4(R2+R3)=8.7 V,电容器所带的电荷量Q=CUC=1.74×10-4