2023高中物理第2章恒定电流7闭合电路欧姆定律课时作业新人教版选修3-1

PAGE闭合电路欧姆定律基础夯实一、选择题(1～4题为单项选择题，5、6题为多项选择题)1．关于闭合电路，以下说法正确的选项是eq\x(导学号50232431)(B)A．电源短路时，放电电流为无限大B．电源短路时，内电压等于电源电动势C．用电器增加时，路端电压一定增大D．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势解析：电源短路时，R＝0，放电电流I＝eq\f(E,r)，U内＝E，A错误，B正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D错误。2．一同学将变阻器与一只6V,6～8W的小灯泡L及开关S串联后接在6V的电源E上，当S闭合时，发现灯泡发光。按此图的接法，当滑片P向右滑动时，灯泡将eq\x(导学号50232432)(B)A．变暗 B．变亮C．亮度不变 D．可能烧坏灯泡解析：由图可知，变阻器接入电路的是PB段的电阻丝，当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确。由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡。3．如图是一火警报警电路的示意图，其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是eq\x(导学号50232433)(B)A．I变大，U变大 B．I变小，U变小C．I变大，U变小 D．I变小，U变大解析：当传感器R3所在处出现火情时，R3的阻值增大，外电路的电阻增大，故路端电压增大，即报警器两端的电压U变大，干路电流减小，所以R1的电压减小，根据U＝U1＋U2得，U2增大，电流表电流I＝eq\f(U2,R2)增大，所以A正确，B、C、D错误。4．如下图，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，假设将这两个电阻分别接到该电源上，那么eq\x(导学号50232434)(B)A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大解析：电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，故A正确，B错误；由图线的交点读出，R1接在电源上时U＝eq\f(3,4)U0，I＝eq\f(1,4)I0，电源的输出功率P1＝UI＝eq\f(3,16)U0I0，R2接在电源上时U＝eq\f(1,2)U0，I＝eq\f(1,2)I0，电源的输出功率P2＝UI＝eq\f(1,4)U0I0，故C、D错误，应选A。5．如下图，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的选项是eq\x(导学号50232435)(ABC)A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B．各灯两端电压在灯多时较低C．通过电池的电流在灯多时较大D．电池输出功率灯多时较大解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A、B、C正确，选项D错。6．(河南省洛阳一中2022～2022学年高二上学期检测)学生为“神州十一号〞载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值，当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正。这个装置在“神州十一号〞载人飞船发射、运行和回收过程中，以下说法中正确的选项是eq\x(导学号50232436)(ABD)A．飞船在竖直减速上升的过程中，处于失重状态，电压表的示数为负B．飞船在竖直减速返回地面的过程中，处于超重状态，电压表的示数为正C．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零D．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为负解析：飞船在竖直减速上升的过程中，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律得知，飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负，故A正确；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，处于超重状态，电压表的示数为正，故B正确；飞船在圆轨道上运行时，加速度方向竖直向下，电压表的示数为负，故C错误，D正确。二、非选择题7．(重庆杨家坪中学2022～2022学年高二上学期期中)如下图，电路中接电动势为4V，内电阻为2Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4Ω，电容器的电容为30μF，电流表的内阻不计，当电路稳定后。eq\x(导学号50232437)(1)求电流表的读数；(2)求电容器所带的电荷量；(3)如果断开电源，求通过R2的电荷量。答案：(1)0.4A(2)4.8×10－5C(3)2.4×10－解析：(1)根据闭合电路欧姆定律：I＝eq\f(E,R3＋R4＋r)＝eq\f(4,4＋4＋2)A＝0.4A，故电流表的读数为0.4A。(2)U3＝IR3＝0.4×4V＝1.6VQ＝CU3＝4.8×10－5故电容器所带的电荷量为4.8×10－5(3)因R1、R2并联，且R1＝R2，所以在放电回路中通过R2的电量为eq\f(Q,2)＝2.4×10－5C故通过R2的电荷量为2.4×10－5C能力提升一、选择题(1～3题为单项选择题，4、5题为多项选择题)1．(徐州市2022～2022学年高二上学期三校联考)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如下图，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时eq\x(导学号50232438)(C)A．RM变大，且R越大，U增大越明显B．RM变大，且R越小，U增大越明显C．RM变小，且R越大，U增大越明显D．RM变小，且R越小，U增大越明显解析：传感器M与R并联，再与S串联，S两端电压U增大，说明线路电流增大，总电阻变小，传感器RM变小；传感器电阻RM与R的并联值R并＝eq\f(RMR,RM＋R)＝eq\f(RM,\f(RM,R)＋1)，显然R越大，RM变化相同值时，R并变化越大，此时干路电流变化越大，U增大越明显，综上所述，选项C正确。2．如下图为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω。电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10A。电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，那么此时通过启动电动机的电流是eq\x(导学号50232439)(C)A．2A B．8AC．50A D．58A解析：只接通S1时，由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir＝12V＋10×0.05V＝12.5V，R灯＝eq\f(U,I)＝eq\f(12,10)Ω＝1.2Ω，再接通S2后，流过电动机的电流为：I电动机＝eq\f(E－I′R灯,r)－I′＝eq\f(12.5－8×1.2,0.05)A－8A＝50A，应选项C正确。3．(黑龙江牡丹江一中2022～2022学年高二上学期期中)如下图，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的选项是eq\x(导学号50232440)(D)A．伏特表V1的读数减小，安培表A1的读数减小B．伏特表V1的读数增大，安培表A1的读数增大C．伏特表V2的读数减小，安培表A2的读数增大D．伏特表V2的读数增大，安培表A2的读数减小解析：当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，那么电流表A1读数增大；电压表V1读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不变，那么U1减小；通过电流表A2的电流I2＝eq\f(U1,R3)，U1减小，那么I2减小；通过电阻R2电流I2′＝I－I2，I增大，I2减小，那么I2′增大，那么伏特表V2的读数增大，故D正确，应选D。4．(河南省实验中学期中)如下图，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，那么eq\x(导学号50232441)(AC)A．电压表读数减小 B．电流表读数减小C．质点P将向下运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大解析：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再与R1串连接在电源两端，电容器与R3并联，当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，那么电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电流增大，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联局部的电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，那么流过并联局部的电流增大，故电流表示数增大，故B错误；因并联局部电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，那么重力大于电场力，电荷向下运动，故C正确；因R3两端的电压减小，由P＝eq\f(U2,R)可知，R3上消耗的功率减小，故D错误。5．有一种测量体重的电子秤，其原理图如以下图中的虚线局部所示，它主要由三局部构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计，理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数为R＝30Ω－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。以下说法正确的选项是eq\x(导学号50232442)(AC)A．该秤能测量的最大体重是1400NB．该秤能测量的最大体重是1300NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处解析：当电流表示数到达3A时，压力传感器受到的压力最大，由E＝I(R＋r)可求得R＝2Ω，由R＝30Ω－0.02F可求得F＝1400N，选项A正确，B错误；当踏板空载时，R′＝30Ω，电流表G示数为I′＝eq\f(E,R′＋r)＝eq\f(12,30＋2)A＝0.375A，选项C正确，D错误。二、非选择题6．如下图，一电荷量q＝3×10－4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°。两板相距d＝0.1m，电源电动势E＝12V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝4Ω，R2＝R3＝R4＝12Ω。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：eq\x(导学号50232443)(1)电源的输出功率；(2)两板间的电场强度的大小；(3)小球的质量。答案：(1)10W(2)100N/C(3)4×10－3解析：(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝6Ω由闭合电路欧姆定律得：I＝eq\f(E,R1＋R23＋r)＝1A电源的输出功率为：P出＝IE－I2r＝10W(2)电容器两板间的电压UC＝I(R1＋R23)电容器两板间的电场强度E1＝eq\f(UC,d)＝eq\f(IR1＋R23,d)＝100N/C(3)小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得：F＝mgtanα，又有F＝qE1所以m＝eq\f(qE1,gtanα)解得m＝4×10－3kg7．(沈阳市东北育才中学2022～2022学年高二上学期检测)如下图，电灯L标有“4V、1W〞，滑动变阻器R总电阻为50Ω，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45A，由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5A，电压表示数变为10V，假设导线完好，电路中各处接触良好，试问：eq\x(导学号50232444)(1)发生故障是短路还是断路？发生在何处；(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多少；(3)电源电动势和内电阻分别为多大？答案：(1)故障为断路，只可能灯L发生断路；(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω；(3)电源的电动势为12.5V，内电阻为5Ω。解析：(1)电路发生故障后，电流表示数变大，路端电压U＝U2＝I2R2也增大，因此一定是外电路电阻增大所致，一定是外电路某处发生断路故障，由于电流表有示数，R2不可能断路，电压