高考物理一轮复习第八章恒定电流第讲闭合电路欧姆定律及其应用练习含解析新人教版

第2讲闭合电路欧姆定律及其应用一、选择题(本题共12小题，1～6题为单选，7～12题为多选)1．如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10A；电动机启动时电流表的示数为58A。若电源的电动势为12.5V，内阻为0.05Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则在打开车灯、电动机启动时，电动机的输入电功率为(C)A．681.8W B．556.8WC．480W D．43.2W[解析]由闭合电路欧姆定律有E＝I1(R＋r)，解得灯泡的电阻为1.2Ω，电动机启动时电动机两端的电压为UM＝E－I2r＝9.6V，电动机上的电流IM＝I2－IR＝58A－eq\f(9.6,1.2)A＝50A，所以电动机的输入电动率P＝UM·IM＝480W，C正确。2．如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是(A)A．C、D两点之间的高度差将变大B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小C．A、B两点之间的高度差不变D．在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大[解析]本题考查对电源电动势的定性分析。因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差类似于外电压，减小；C、D两点高度差类似于内电压，变大，故A正确，C错误；A与D、C与B高度差之和类似于电动势，不变，故B错误；电子从A处经D、C至B处，非静电力做功W＝Eq，不变，故D错误。3．在如图所示的电路中，E为电源的电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表的示数变化情况是(B)A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小[解析]本题考查动态电路问题。现将R2的滑动触点向b端移动，R2接入电路中的电阻阻值减小，导致外电阻减小，电源输出电流增大，由U＝E－Ir可知，电源路端电压减小，电压表示数U减小，根据“串反并同”知，R2接入电路的电阻阻值减小时，A2示数变大，A1示数变小，选项B正确。4．如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因L2的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，下列说法正确的是(C)A．电流表、电压表的读数均变小B．电源内阻消耗的功率变大C．带电液滴将向上运动D．电源的输出功率变大[解析]当L2的灯丝突然烧断时，电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1两端的电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该带电液滴将向上移动，C正确；由于C两端的电压增大，R2、R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误；因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误；由于电源的内、外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误。5．如图，A，B两灯原来正常发光，现因某一电阻发生断路或短路的故障，使A灯变亮，B灯变暗，那么故障原因是(B)A．R0断路 B．R1断路C．R2断路 D．R2短路[解析]电阻R0单独在一个支路上，R0断路后外电阻变大，总电流变小，路端电压变大，两个灯所在的并联电路的电压都变大，则两个灯的亮度都变亮，故A错误；如果R1断路，总电阻变大，则总电流变小，路端电压变大，通过R0的电流变大，可知通过B灯、R2并联支路的电流减小，其两端电压减小，B灯变暗，但A灯两端电压变大，A灯变亮；同理，若R2断路，则A灯变暗，B灯变亮，故B正确，C错误；若R2短路，B灯被短路而熄灭，故D错误。6．电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图所示的电路，当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时(未到a)，下列说法正确的是(B)A．定值电阻R2的电功率减小B．电压表和电流表的示数都减小C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．R中电流变化的绝对值小于电流表示数变化的绝对值[解析]当滑动变阻器的触头由中点滑向a端时，R接入电路的电阻减小，总电阻减小，干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，电压表的示数减小，R2的电压增大，R1的电压减小，电流表的示数减小，A、C错误，B正确；因为总电流增大，电流表的示数减小，所以R中电流增大，且由于干路电流增大，则通过R的电流增大的值比通过R2电流减小的值多，所以R中电流变化的绝对值大于电流表示数变化的绝对值，D错误。7．如图所示，甲、乙分别表示两个电源的路端电压与通过它们的电流I的关系，下列说法中正确的是(AD)A．电源甲的电动势大于乙的电动势B．电源甲的内阻小于乙的内阻C．电流都是I0时，两电源的内电压相等D．路端电压都为U0时，它们所在电路的外电阻相等[解析]图线与纵轴的交点表示电源的电动势，图线斜率的大小表示电源的内阻，由题图可知E甲>E乙，r甲>r乙，A正确，B错误；当电流都为I0时，两电源的路端电压相等，内电压不相等，C错误；当路端电压为U0时，电流为I0，外电阻R＝eq\f(U0,I0)相等，D正确。8．如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的U－I图线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是(AC)A．E＝50VB．r＝eq\f(25,3)ΩC．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20ΩD．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W[解析]由图像的物理意义可知电源的电动势E＝50V，内阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，故A正确，B错误；该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为U＝40V，I＝2A，则R＝eq\f(U,I)＝20Ω，此时，电路消耗的总功率P总＝EI＝100W，故C正确，D错误。9．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30V，内阻r＝1Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10V，已知电动机线圈电阻RM＝1Ω，则下列说法中正确的是(BD)A．通过电动机的电流为10AB．电动机的输入功率为20WC．电源的输出功率为40WD．电源的输出功率为56W[解析]根据闭合电路规律，有E＝U＋I(r＋R)解得I＝eq\f(E－U,R＋r)＝2A，故A错误；电动机的输入功率P入＝UI＝10×2W＝20W，电动机的热功率P热＝I2RM＝22×1W＝4W，则电动机的输出功率P出＝P入－P热＝UI－I2RM＝(10×2)W－(22×1)W＝16W；而电源的输出功率Peq\o\al(′,出)＝(E－Ir)I＝(30－2×1)×2W＝56W，故B、D正确。10．如图所示，电源E对电容器C充电，当C两端电压达到80V时，闪光灯瞬间导通并发光，C放电。放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对C充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路(BCD)A．充电时，通过R的电流不变B．若R增大，则充电时间变长C．若C增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大D．若E减小为85V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变[解析]给电容器充电过程中，随着两极板间所带电荷量增多，电路中的电流逐渐减小，A错误；充满一次电，电容器增加的电荷量是相同的，即通过R的电荷量Q是一定的。电源恒定，R增大，则电流I减小，根据I＝eq\f(Q,t)可知，充电时间变长，B正确；若C增大，电容器充满时所带电荷增多，即闪光时电容器释放的电荷也增多，通过闪光灯的电荷量也增多，C正确；因为C两端电压达到80V时，电容器就不再充电，外接电源只要提供电压超过80V，产生的效果均相同，闪光灯闪光一次通过的电荷量也相同，D正确。11．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是(ABC)A．电源1与电源2的内阻之比是11︰7B．电源1与电源2的电动势之比是1︰1C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1︰2D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1︰2[解析]根据电源的路端电压随输出电流的变化的特性，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，由此可知电源1与电源2的内阻之比是11︰7，选项A正确；图线纵轴的截距表示电源电动势，电源1与电源2的电动势之比是1︰1，选项B正确；根据曲线交点表示工作点，交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率，在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1︰2，选项C正确；根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻，在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是18︰25，选项D错误。12．如图甲所示，电动势为E、内阻为r的电源与阻值R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联电路，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效电阻值RP的关系如图乙所示，下列说法正确的是(BD)A．电源的电动势E＝eq\f(2\r(10),5)V，内阻r＝2ΩB．图乙中Rx＝25ΩC．滑动变阻器的滑片向左移动时，R上消耗的功率先增大后减小D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.28W[解析]本题考查电功率图像、闭合电路欧姆定律。把R看成电源的内阻，则滑动变阻器RP为外电阻，由图像可知，RP＝R＋r＝10Ω时，滑动变阻器RP消耗的功率最大为0.4W，得r＝2Ω，由eq\f(E2,4R＋r)＝0.4W可得E＝4V，选项A错误；由eq\f(E2×4Ω,R＋r＋4Ω2)＝eq\f(E2×Rx,R＋r＋Rx2)解得Rx＝25Ω，选项B正确；滑动变阻器的滑片向左移动时，外电路电阻一直增大，电流一直减小，R上消耗的功率一直减小，选项C错误；调整滑动变阻器RP的阻值，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电源输出电功率最大，可以得到该电源的最大输出功率为P＝I2R＝eq\f(E2×R,R＋r2)＝1.28W，选项D正确。二、非选择题13．相距d＝0.1m水平放置的平行金属板a和b，中央有孔，为其提供电压的电路如图所示，且已知电源的电动势为E＝24V，内阻为r＝5Ω，分压电阻为R2＝100Ω，现闭合开关S，当电流达到稳定后，将带电荷量为q＝1.0×10－7C、质量为m＝6.0×10－7kg的液滴从小孔正上方h＝0.1m高处无初速滴下，为使液滴刚好不落在b板上，g取10m/s2。求：(1)R2两端的电压；(2)滑动变阻器R接入电路的有效阻值。[答案](1)12V(2)95Ω[解析](1)液滴从开始滴到刚好能到b板附近，根据