课时跟踪检测（三十六） 闭合电路的欧姆定律

课时跟踪检测（三十六）闭合电路的欧姆定律1.(2023·常州模拟)磁报警装置可检测儿童布绒玩具是否存在金属断针。如图所示，电源E、r保持不变，R1、R2为定值电阻，a、b接报警器，RB是磁敏传感器，其阻值随断针的出现而减小。电流表的示数为I，ab端的电压为U，当出现断针时()A．I变大，U变大 B．I变大，U变小C．I变小，U变小 D．I变小，U变大解析：选B根据“串反并同”规律，当出现断针时，磁敏传感器的阻值减小，与磁敏传感器串联的电流表的示数I增大，与磁敏传感器并联的电阻R2两端电压U减小，故ab端的电压减小，B正确，A、C、D错误。2.交警使用的某型号酒精测试仪，其工作原理如图所示，传感器电阻R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是()A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变小C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变解析：选D当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，R的阻值减小，电路总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中电流I变大，故电流表的示数变大，R两端电压为U＝E－I(R0＋r)变小，故电压表的示数变小，故A、B错误；因为不知道外电阻R0＋R与电源内阻r的关系，所以无法判断电源的输出功率如何变化，故C错误；电压表示数为U＝E－I(R0＋r)，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比为eq\f(ΔU,ΔI)＝R0＋r，保持不变，故D正确。3．(2022·江苏高考)如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，电源电动势E＝12V，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是()A．R1 B．R2C．R3 D．R4解析：选A由电路图可知R3与R4串联后与R2并联，再与R1串联。并联电路部分的等效电阻为R并＝eq\f(R2R3＋R4,R2＋R3＋R4)＝2Ω，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流即流经R1的电流为I1＝I＝eq\f(E,R1＋R并)＝3A，并联部分各支路电流大小与电阻成反比，则I2＝eq\f(IR并,R2)＝2A，I3＝I4＝eq\f(IR并,R3＋R4)＝1A，四个灯泡的实际功率分别为P1＝I12R1＝18W，P2＝I22R2＝12W，P3＝I32R3＝2W，P4＝I42R4＝4W，故四个灯泡中功率最大的是R1。故选A。4.(2023·南通模拟)在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝。如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低。这样管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制。如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝，得到的伏安特性曲线正确的是()解析：选D设电热丝的电阻为R丝，则U0＝eq\f(E,r＋R＋R丝)R，结合题意可知，U0越大，说明R丝越小，可见，电热丝两端电压越小，其电阻越小，故对应的伏安特性曲线为D。5．实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小，有时用一个不方便，须用两个阻值不同的滑动变阻器，一个作粗调(被调节的电流变化大)，一个作微调(被调节的电流变化小)。使用时连接方式可以串联，也可以并联，如图所示，则()A．串联时，阻值小的变阻器作粗调B．串联时，阻值大的变阻器作微调C．并联时，阻值大的变阻器作微调D．并联时，阻值大的变阻器作粗调解析：选C当两者串联时，电路总电阻是两个电阻之和，可知电阻越大，对电路总电阻的影响越大，根据欧姆定律I＝eq\f(U,R)可得，电阻大的对电流的影响较大，故阻值大的变阻器作粗调，阻值小的变阻器作微调，故A、B错误；当两者并联时，总电阻接近小的那个电阻，所以小电阻对电路的影响大，故阻值大的变阻器作微调，阻值小的变阻器作粗调，故C正确，D错误。6．如图所示，电阻R1和R2是材料相同、厚度相同、上下底面为正方形的导体，R1的上、下底面边长是R2的2倍，a、b和c、d分别是两个电阻的接线柱。已知将a、b分别与电路中P、Q接线柱连接时，电压表示数为U1，将c、d分别与电路中P、Q接线柱连接时，电压表示数为U2，则()A．R1＝R2，U1＝U2 B．R1>R2，U1>U2C．R1<R2，U1>U2 D．R1<R2，U1<U2解析：选A根据题意，R1的上、下底面边长是R2的2倍，则R1的横截面积是R2的2倍，根据电阻的决定式R＝ρeq\f(l,S)知，R1＝R2;将它们分别接入电路中时，由闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir＝E－eq\f(E,R＋r)r，则U1＝U2，故B、C、D错误，A正确。7.(2023·苏州模拟)在如图所示的电路中，E表示电源电动势、I表示电路中的电流、U表示电源的路端电压、P表示电源的输出功率，当外电阻R变化时，下列图像中可能正确的是()解析：选D电源的电动势与外电路的电阻无关，A错误；由闭合电路的欧姆定律I＝eq\f(E,R＋r)可知，I-R图像不是直线，B错误；U＝IR＝eq\f(ER,R＋r)＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，则随R增大，U增大，图像不为直线，当R→∞时U→E，C错误；P＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)，当R＝r时，P最大，D正确。8.如图所示，电路中的电表均为理想电表，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P从左向右缓慢滑动，此过程中()A．灯泡L变暗B．电压表的示数减小C．电流表的示数减小D．电容器所带的电荷量增大解析：选B将滑动变阻器R2的滑片P从左向右缓慢滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，可知通过小灯泡L的电流增大，灯泡L变亮，故A错误；小灯泡和内阻两端的电压增大，则电压表示数减小，故B正确；由于电压表的示数变小，通过R1和R3的电流减小，而总电流增大，则通过电流表的电流增大，所以电流表示数增大，故C错误；通过R1和R3的电流减小，则R3两端电压减小，故电容器两端的电压减小，则电容器所带电荷量减少，故D错误。 9.(2023·淮安高三模拟)在图示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器的最大电阻为R0，且R0＞R2，电容器的电容量为C。若有电流通过，灯就能发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑片P由a端向b端移动过程中，以下说法中正确的是()A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮B．L1先变亮后变暗，L2先变暗后变亮C．电容器极板所带的电量先减小后增大D．电源的效率先减小后增大解析：选AR0＞R2时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，故L1先变暗后变亮，而通过L2的电流一直变大，L2不断变亮，A正确，B错误；电容器C上的电压UC＝E－I(r＋RL1)，总电流先减小后增大，所以电容器C上的电压先增大后减小，则电容器极板所带的电量先增大后减小，C错误；电源的效率η＝eq\f(P外,P总)×100%＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)＝1－eq\f(Ir,E)，因为总电流先减小后增大，所以电源的效率先增大后减小，则D错误。10.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：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，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是()A．该秤能测量的最大体重是1200NB．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：选C电路中允许的最大电流为3A，因此根据闭合电路欧姆定律，压力传感器的最小电阻应满足R＋2Ω＝4Ω，R最小值为2Ω，代入R＝30－0.02F，求出F最大值Fm＝1400N，A、B错误；当F＝0时，R＝30Ω，这时电路中的电流I＝eq\f(12,30＋2)A＝0.375A，C正确，D错误。11.在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，各电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列结论错误的是()A.eq\f(U1,I)不变，eq\f(ΔU1,ΔI)不变 B.eq\f(U2,I)变大，eq\f(ΔU2,ΔI)变大C.eq\f(U2,I)变大，eq\f(ΔU2,ΔI)不变 D.eq\f(U3,I)变大，eq\f(ΔU3,ΔI)不变解析：选B由题图可知，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)(因R1是定值电阻)，A正确；由闭合电路的欧姆定律有U2＝E－I(R1＋r)(因E、R1、r均是定值)，eq\f(U2,I)＝R2，R2变大，eq\f(U2,I)变大，eq\f(ΔU2,ΔI)的大小为R1＋r，保持不变，故B错误，C正确；由欧姆定律有eq\f(U3,I)＝R1＋R2，因R2变大，则eq\f(U3,I)变大，又由于U3＝E－Ir，可知eq\f(ΔU3,ΔI)的大小为r，保持不变，故D正确。12．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝28V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝12Ω，R2＝R4＝4Ω，R3＝8Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0pF，虚线到两极板的距离相等，极板长L＝0.20m，两极板的间距d＝1.0×10－2m，g取10m/s2。(1)若最初开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少；(2)若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则：当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间后，能否从极板间射出？(要求写出计算和分析过程)解析：(1)S断开时，电阻R3两端的电压U3＝eq\f(ER3,R2＋R3＋r)＝16VS闭合后，外电路的总电阻R＝eq\f(R1R2＋R3,R1＋R2＋R3)＝6Ω路端电压U＝eq\f(ER,R＋r)＝21V电阻R3两端的电压U3′＝eq\f(R3,R2＋R3)U＝14V闭合开关后流过R4的电荷量ΔQ＝CU3－CU3′＝6.0×10－12C。(2)设带电微粒的质量为m、带电荷量为q，当开关S断开时有：qeq\f(U3,d)＝mg当开关S闭合后，设带电微粒的加速度为a，则有：mg－qeq\f(U3′,d)＝ma假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向有：t＝eq\f(L,v0)竖直方向有：y＝eq\f(1,2)at2由以上各式得y＝6.25×10－3m＞eq\f(d,2)故带电微粒不能从极板间射出。答案：(1)6.0×10－12C(2)带电微粒不能从极板间射出(计算过程见解析)13．(2023·镇江调研)如图甲所示电路中，R1为滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻，且R2＝135Ω，R3阻值未知。当滑动变阻器的滑片P从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随流过电源的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点对应的U、I值。求：(1)电源的电动势E和内阻r；(2)滑动变阻器的最大阻值；(3)当输出功率最大时滑动变阻器的阻值(保留两位有效数字)。解析：(1)题图乙中BA延长，交U轴于6.0V处，所以电源的电动势为E＝6.0V，由U-I图像斜率绝对值表示电源的内阻可知，r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝12Ω。(2)当滑片P位于R1的右端时，对应题图乙中的B点，只有电阻R3接入电路，由题图乙可知U3＝1.2V，I3＝0.4