新教科版课时46闭合电路欧姆定律及其应用作业

课时规范练46闭合电路欧姆定律及其应用基础对点练1.(闭合电路欧姆定律)(人教版教材必修第三册P88T5改编)现有电动势为1.5V、内阻为1.0Ω的电池多节,准备用几节这样的电池串联起来对一个工作电压为6.0V、工作电流为0.1A的用电器供电。电路还需要一个定值电阻来分压,请计算最少需要用这种电池的节数及这个电阻的阻值分别为()A.852Ω B.738ΩC.624Ω D.510Ω答案D解析设电路还需要一个阻值为R0的定值电阻,根据闭合电路的欧姆定律有nE=U+I(nr+R0),根据题意,至少需要n=5节这样的电池,解得R0=10Ω,故D正确。2.(含电容器电路问题)(2023福建龙岩模拟)心脏除颤器多数采用RLC阻尼放电的方法,其充、放电基本原理如图所示。直流低压经高压直流发生器后向储能电容器C充电,使电容器获得一定的储能。除颤治疗时,通过开关控制由储能电容器C、线圈L及人体组成的串联电路接通,储能电容器C通过人体放电。已知储能电容器电容为20μF,某次使用时,充电后电容器的电压为4.0kV,放电后电容器两极板电压为0,则这次放电通过人体的电荷量为()A.0.5C B.0.08C C.0.8C D.0.2C答案B解析电容器电荷量Q=CU=0.08C,电感线圈只影响放电电流,不影响放电电荷量,故B正确。3.(闭合电路动态分析)(2022甘肃嘉峪关模拟)如图所示的电路中,O点接地,当滑动变阻器滑片向左滑动时,电路中A、B两点的电势变化情况是()A.都降低 B.都升高C.UA升高,UB降低 D.UA降低,UB升高答案B解析当滑动变阻器滑片向左滑动时,电路中总电阻减小,总电流增大,则R1两端电压增大,因O点接地,电势为零,由A点的电势比O点电势高,可得A点电势升高,因R1的电压和内电压增大,则O、B间的电压减小,而B点的电势低于O点的电势,故B点电势升高,B正确,A、C、D错误。4.(电路故障分析)(2022江苏南通期末)某同学按如图所示的电路图进行实验。连接电路元件后,闭合开关S,发现灯泡不亮。已知电源正常,灯泡或滑动变阻器出现了断路故障,则该同学用多用电表检测电路的操作或判断正确的是()A.利用直流电压挡进行检测前需要进行机械调零和欧姆调零B.闭合S的情况下,在测试B、C间电压时,红表笔应接触B点C.断开S的情况下,在测试A、B间电压时,电压表示数为0D.断开S的情况下,在测试C、D间电阻时欧姆表指针不动,L断路答案D解析利用直流电压挡进行检测前只需要进行电压表的机械调零,不需要欧姆调零,A错误;根据“红进黑出”,可知红表笔应接在C点,B错误;此时电压表直接连接到电源两端,示数近似等于电源电动势,C错误;欧姆表指针不动表示阻值无穷大,即断路,D正确。5.(闭合电路的功率问题)(多选)(2022重庆模拟)如图所示,在同一坐标系中分别画出某定值电阻和某电源的U-I图像,两图线与横轴夹角分别为α、β,且α=β,若将该定值电阻与该电源串联形成闭合回路,则()A.该定值电阻与该电源内阻大小无法比较B.1表示定值电阻,2表示电源C.此时电源效率达到最大D.此时电源输出功率达到最大答案BD解析定值电阻的伏安特性曲线斜率等于电阻,电源U-I图像的斜率的绝对值表示内电阻,则由图可得,两者阻值相等,A错误;根据题意得,当外电流增大,则定值电阻两端电压增大,可知1表示定值电阻,2表示电源,B正确;对于电源,当内外电路的电阻相等时输出功率最大,而外电路电阻越大,效率越大,C错误、D正确。6.(含电容器电路问题)(2023宁夏银川模拟)在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,则()A.a、b两点的电势差Uab=3.5VB.电容器所带电荷量为1.4×10-6CC.断开开关S2,稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比将发生变化D.断开开关S2,稳定后电容器上极板所带电荷量的变化量为2.4×10-5C答案D解析设电源负极的电势为0,则电源正极的电势为φ=10V,又因为φ-φa=ER1+R2R1,代入数据解得φa=4V,同理有φ-φb=ER3+R4R3,解得φb=7.5V,故Uab=φa-φb=-3.5V,A错误;由Q=CU,可知此时电容器所带电荷量为Q=4×10-6×3.5C=1.4×10-5C,B错误;由电路知识可知,断开开关S2,稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比不会发生变化,C错误;断开开关S2,稳定后a点的电势为φa'=10V,b点电势仍为φb=7.5V,故此时Uab'=φa'-φb=2.5V,且上极板带正电,故上极板所带电荷量的变化量为ΔQ=CΔU,即ΔQ=4×10-6×6C7.(含电容器电路、闭合电路的功率问题)(多选)(2022四川成都模拟)如图所示,当开关S闭合,滑动变阻器的滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器C间有一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L电阻恒定。下列说法正确的是()A.将滑动变阻器的滑片向a端移动,电源的效率将增大B.将滑动变阻器的滑片向a端移动,电路的路端电压将减小C.将电容器C的上极板向上移动,液滴将向下做加速运动D.将电容器C的上极板向上移动,电容器C将充电答案AC解析将滑动变阻器的滑片由该位置向a端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电源的效率η=UIEI×100%=UE×100%,外电路总电阻增大,路端电压将增大,则电源效率将增大,A正确,B错误;液滴受力平衡,上极板向上移动时d增大,UC=E-I(r+RL),UC不变,板间电场强度E=UCd,E减小,故液滴所受静电力减小,因此液滴将向下做加速运动,C正确;上极板向上移动时,电容器C的电容减小,电压不变,电荷量减小素养综合练8.(2023江西宜春模拟)如图所示,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,闭合开关K将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI,则下列结论正确的是()A.A的示数减小B.V2的示数增大C.ΔU3与ΔI的比值等于rD.ΔU1与ΔI的比值大于ΔU2与ΔI的比值答案D解析根据理想电压表电阻无穷大,相当于断路,理想电流表电阻为零,相当于短路,所以R与变阻器串联,电压表V1、V2、V3分别测R、路端电压、变阻器电压,当滑动变阻器向下滑动时,接入电路的电阻减小,电路电流增大,则A的示数增大,A错误;电路中电流增大,电源的内电压增大,则路端电压减小,所以V2的示数减小,B错误;根据闭合电路欧姆定律得U3=E-I(R+r),得ΔU3ΔI=R+r>r,则ΔU3和ΔI的比值大于r,C错误;根据闭合电路欧姆定律得U2=E-Ir,得ΔU2ΔI=r、ΔU1ΔI=R,由于R>r,则ΔU1ΔI>Δ9.(2023江苏淮安模拟)如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡L1、L2电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V1、V2示数变化量绝对值分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化量为ΔI,则下列说法错误的是()A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴将向下运动C.ΔU2ΔI=R+r D.ΔU答案B解析滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯泡变亮,A正确;总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即V1的示数减小,而L1的电压变大,所以L2与滑动变阻器部分的电压减小,所以V2的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,Q不变,则由C=QU=εrS4πkd,E=Ud得E=4πkQεrS,可知E不变,油滴静止不动,B错误;把L1电阻R看作电源内阻一部分,ΔU2就是R+r两端电压的增加量,则ΔU2ΔI10.(2022山东临沂第一中学模拟)如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。当滑片由滑动变阻器b端移动到a端的过程中,分别测出几组对应的电压值和电流值,通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P,并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像,如图乙所示。求:(1)滑动变阻器的最大阻值;(2)R0的阻值和电源电压;(3)整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。答案(1)50Ω(2)10Ω12V(3)1∶6解析(1)由图乙可知,当滑片在b端时,电路中的电流最小,且Ib=0.2A,Pb=2W,由P=I2R可知,滑动变阻器的最大阻值为Rb=PbIb2(2)由图乙可知,当滑片在某点c处时,电路中的电流Ic=0.4A,Pc=3.2W,所以滑动变阻器连入电路的阻值Rc为Rc=PcIc当滑片在b端时,电源电压为U=Ib(R0+Rb