新高考人教物理一轮作业第八章第2讲电路的基本规律及其应用

[A组基础题组]一、单项选择题1．用两节干电池串联后接在额定电压为2.5V的小灯泡两端，小灯泡正常发光。现将一节如图所示的方块电池接在该小灯泡两端，闭合开关后发现小灯亮度变暗，产生这一现象的主要原因是()A．方块电池的电动势过低B．导线分担了大部分电压C．小灯泡的电阻太大D．方块电池的内阻太大解析：小灯泡接在电池两端，其电压为电池路端电压，小灯泡变暗，说明其两端电压太小，根据闭合电路欧姆定律可知U＝E－Ir＝eq\f(ER,R＋r)，电动势和灯泡电阻R一定，U太小可能是方块电池的内阻太大，故A、B、C错误，D正确。答案：D2．(2021·湖北七市联考)有一个电动势为3V、内阻为1Ω的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2W，且使该电源的效率大于50%的是()A．0.5Ω B．1ΩC．1.5Ω D．2Ω解析：由闭合电路欧姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)，电源效率η＝eq\f(IR,IR＋r)×100%，电阻的功率P＝I2R。将四个选项代入分析得，只有C符合题目要求，故C正确。答案：C3．(2021·甘肃静宁第一中学月考)如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A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．V的读数变大，A的读数变小B．V的读数变大，A的读数变大C．V的读数变小，A的读数变小D．V的读数变小，A的读数变大解析：S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，分析得V的读数变大，A的读数变大，故B正确。答案：B4．(2021·北京门头沟区高三模拟)如图所示的电路中，闭合开关S后，a、b、c三盏灯均能正常发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是()A．a灯变亮，b灯和c灯变暗B．a灯和b灯变暗，c灯变亮C．a灯和c灯变暗，b灯变亮D．a灯和c灯变亮，b灯变暗解析：当变阻器R的滑片稍向上滑动一些时，变阻器的阻值是减小的，所以它与c串联后的总电阻也是减小的，再与灯泡b并联后的总电阻也是减小的，故电路中的总电阻在减小，电路中的总电流在增大，所以流过灯泡a的电流在增大，灯泡a变亮；由于并联电路的总电阻减小，所以它分得的电压会减小，即灯泡b的两端电压减小，灯泡b变暗；灯泡a的电流增大，b的电流减小，故电路c中的电流一定增大，故灯泡c变亮，总结一下就是灯泡a、c变亮，b变暗，选项D正确。答案：D5．如图，电源内阻不能忽略，电流表和电压表均为理想电表。若发现电流表示数变小，电压表示数为零，则可能的故障是()A．R1断路 B．R1短路C．R2断路 D．R2短路解析：若R1断路，外电阻增加，路端电压增大，则电流表示数变大，不符合题意，故A错误；若R1短路，外电阻减小，路端电压减小，通过R3的电流减小，则电流表示数减小，由于R1短路，测R1的电压表示数变为零，均符合题意，故B正确；若R2断路，外电阻增加，路端电压增大，则电流表示数变大，不符合题意，故C错误；若R2短路，外电阻减小，路端电压减小，通过R3的电流减小，则电流表示数减小，设电阻R1和R3的总电流为I3，总电流增大，而通过R3的电流减小，因此通过R1的电流增大，电压表示数变大，不符合题意，故D错误。答案：B二、多项选择题6．(2021·江苏南通等七市高三调研)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3为定值电阻，C为电容器，开关S1、S2闭合。断开开关S2后()A．电流表示数减小 B．电压表示数减小C．有短暂电流通过电阻R3 D．电容器下极板带负电解析：开关S1、S2闭合，外电路电阻是R1和R2串联后与R3并联，断开开关S2后，外电路电阻是R1和R2串联，所以外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R外＋r)，电流表示数减小，A正确；路端电压U端＝E－Ir，因电流减小而增大，电压表分压情况不变，所以电压表示数增大，B错误；因电容器电荷量变化，电容器充放电，有短暂电流通过电阻R3，C正确；因断开开关S2后，R3无电流，电容器下极板与电源正极等电位，所以电容器下极板带正电，D错误。答案：AC7．如图所示电路，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为r。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中()A．小灯泡变亮B．电压表示数变小C．电容器所带电荷量增大D．电源的输出功率一定先变大后变小解析：滑片向上滑动，R2阻值减小，电路总电阻减小，根据I＝eq\f(E,R总)，可知干路电流增大，即流过小灯泡的电流增大，小灯泡变亮，故A正确；电压表测量路端电压，干路电流增大，根据E＝U＋Ir，可知路端电压减小，电压表示数变小，故B正确；路端电压减小，小灯泡分压增大，所以滑动变阻器两端电压减小，电容器两端电压即为滑动变阻器分压，根据C＝eq\f(Q,U)，可知电容器所带电荷量减小，故C错误；因外电阻与电源内阻关系未知，所以电源输出功率变化未知，故D错误。答案：AB8．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有()A．路端电压为10VB．电源的总功率为10WC．a、b间电压的大小为5VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A解析：外电路的总电阻R＝10Ω，由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I＝eq\f(E,R＋r)＝1A，因此路端电压U＝E－Ir＝12V－1×2V＝10V，故A正确；电源的总功率P＝EI＝12W，故B错误；由图(a)可知Uab＝UaO－UbO＝15×0.5V－5×0.5V＝5V，故C正确；当a、b间用导线连接后，其等效电路如图(b)所示，电路中的外电阻R′＝7.5Ω，电路中总电流I′＝eq\f(E,R′＋r)＝eq\f(12,9.5)A≠1A，故D错误。答案：AC[B组能力题组]9．(2021·四川泸州高三上学期期末)如图所示，电源电动势E＝1.5V，内电阻r＝0.5Ω，滑动变阻器R1的最大电阻Rm＝5.0Ω，定值电阻R2＝2.0Ω，C为平行板电容器，其电容为3μF。将开关S与a接触，则()A．当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小B．当R1接入电路的阻值为0.5Ω时，R1消耗的功率最大C．将开关从a接向b，流过R3的电流流向为d→cD．将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9×10－3C解析：增大R1的阻值，R总增大，I总减小，流过R2的电流减小，R2两端的电压减小，所以A正确；将R2与电源看作等效电源，当R1＝R2＋r＝2.5Ω时，R1消耗的功率最大，所以B错误；开关接a时，电容器左极板带负电，开关从a接向b时，稳定时左极板带正电，所以电容器先放电后反向充电，流过R3的电流流向为c→d，所以C错误；因R1接入的阻值未知，不能求出电容器上电压的变化，故不能求出流过R3的电荷量，所以D错误。答案：A10.三盏相同的小灯泡与滑动变阻器连接成如图所示电路，电源有一定内阻，初始时滑动变阻器滑片在滑动变阻器的正中间位置，下列说法正确的是()A．滑片稍向下滑动，灯泡L3变暗B．若灯泡L1发生短路，则灯泡L2变亮C．滑片向上滑动，电源的输出功率减小D．若滑片从两端向中间滑动，则电源的效率一定增大解析：三盏灯泡电阻相同，当滑片在中间位置时，并联电路电阻最大，当滑片稍向下移动时，并联电路的电阻减小，总电阻减小，总电流增大，则灯泡L3变亮，A错误；若灯泡L1短路，则上端并联支路电阻减小，并联电阻减小，电路总电阻减小，总电流增大，并联电路电压减小，故灯泡L2所在支路电流减小，灯泡L2变暗，B错误；滑片向上滑动，并联电阻减小，外电阻减小，但由于外电阻与内阻大小关系未知，无法确定电源输出功率变化情况，C错误；滑片从两端向中间滑动的过程中，总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，由η＝eq\f(U,E)×100%得，电源的效率增大，D正确。答案：D11.如图所示电路中，R为电阻箱，为理想电压表。当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V。(1)求电源的电动势E和内阻r；(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？解析：(1)由闭合电路的欧姆定律得E＝U1＋eq\f(U1,R1)r，E＝U2＋eq\f(U2,R2)r，解得E＝6V，r＝1Ω。(2)电源的输出功率表达式为P＝eq\f(E2,R＋r2)R，将上式变形为P＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)，由上式可知R＝r＝1Ω时，P取最大值：Pm＝eq\f(E2,4r)＝9W。答案：(1)6V1Ω(2)1Ω9W12．如图甲所示电路中，R1＝30Ω，R2＝R3＝R4＝R5＝10Ω，C＝7μF，A、B两端接一电源，此电源的路端电压与通过电源的电流关系如图乙所示，电表均为理想电表，则：(1)示数为多少？(2)示数为多少？(3)电容器极板带电荷量为多少？解析：由于所在支路相当于断路，故电路结构为R2、R3、R4串联后与R1并联，如图所示。电压表示数为R4两端电压，测干路电流。电路外电阻R外＝eq\f(R1R2＋R3＋R4,R