2024-2025学年高中物理第2章恒定电流7闭合电路的欧姆定律作业含解析新人教版选修3-1

PAGE5-闭合电路的欧姆定律(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．一个闭合电路是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是()A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．电池的内阻越小，外电阻变更时，路端电压的变更越大A[依据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。依据I＝eq\f(E,R＋r)，C错误。再依据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。]2．有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，电路中的电流为I；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为eq\f(4I,3)，则电源的内阻为()A．R B．eq\f(R,2)C．4R D．eq\f(R,8)C[由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝eq\f(4,3)I(eq\f(R,2)＋r)，由以上两式可得r＝4R。]3．A、B、C是三盏不同规格的灯泡，按图所示方式连接恰好均能正常发光，已知电源的电动势为E，内电阻为r，将滑动变阻器的滑片P向右移动，则A、B、C三盏灯亮度变更状况是()A．三盏灯都变亮B．三盏灯都变暗C．A、B两盏灯变亮，C灯变暗D．A、C两盏灯变暗，B灯变亮D[P向右移动后滑动变阻器连入电路的电阻增大，故电路总电阻增大，路端电压增大，总电流减小。A在干路上，所以通过A的电流减小，故A变暗；因为路端电压增大，所以并联电路两端电压增大，即B两端电压增大，故B变亮，通过B的电流增大，而总电流是减小的，所以通过C的电流减小，故C变暗，故D正确。]4.两个电源a、b的路端电压和电流的变更关系曲线如图所示，由图可知()A．电源a的内阻较小，电动势较大B．电源a的内阻较大，电动势较大C．电源b的内阻较大，电动势较小D．电源b的内阻较大，电动势较大B[U­I图线的纵截距表示电源电动势，所以Ea>Eb，图线斜率的肯定值等于电源的内阻，所以ra>rb，故B正确。]5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变更状况是()A．U1变大，U2变小B．U1变大，U2变大C．U1变小，U2变小D．U1变小，U2变大A[滑片P向b移动时，总电阻变大，干路中I＝eq\f(E,R＋r)变小。由于路端电压U＝E－Ir，U增大，即V1表示数U1变大。由于V2表示数U2＝IR，所以U2减小，所以A正确。]6．如图所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则()A．电压表读数增大 B．电流表读数减小C．R1消耗的功率减小 D．质点P将向下运动D[由题图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压增大，所以电压表示数减小，电流示数增大，故A、B错误。流过R1的电流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C错误。电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确。]二、非选择题(14分)7．如图所示的电路中，S闭合后，电压表和电流表(均为志向电表)的示数分别为1.6V和0.4A。S断开后，它们的示数分别变更0.1V和0.1A，求电源的电动势及内阻。[解析]S闭合后，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r，即E＝1.6V＋0.4A×r ①S断开后，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)A×r ②由①②得E＝2V，r＝1Ω。[答案]2V1Ω一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1.在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时()A．I变大，U变小 B．I变大，U变大C．I变小，U变大 D．I变小，U变小D[本题考查闭合电路的动态分析。当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联两端电压变小，则电流表的读数I变小，故选D。]2．如图所示某同学设计了一个转向灯电路，其中L为指示灯，L1、L2分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源。当S置于位置1时，以下推断正确的是()A．L1的功率大于L与L2的功率之和B．L2的功率大于L与L1的功率之和C．L1比L2亮，L1的功率等于额定功率D．L2比L1亮，L2的功率等于额定功率A[由于电源存在内阻，因而L1两端电压必定小于6V，因而L1的功率小于额定功率，同理L2的功率小于额定功率；L和L2的电阻之和大于L1的电阻，因而L1的功率大于L与L2功率之和。故选A。]3.如图所示，直线OAC为某始终流电源的总功率随电流I变更的图线，曲线OBC表示同始终流电源内部的热功率随电流I变更的图线。若A、B点的横坐标均为1A，那么AB线段表示的功率为()A．1W B．6WC．2W D．2.5WC[由图象中不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3V，短路电流为I＝3A，所以电源的内阻为r＝eq\f(E,I)＝1Ω。图象上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W。故正确选项为C。]4.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变更状况是()A．L1变亮，L2和L3均变暗B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗C．L1变暗，L2和L3均变亮D．L1变亮，L2变亮，L3变暗C[当滑片P向右移动时，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，内电压增大，路端电压减小，所以L3变亮。因为U3变大，且路端电压变小，所以L1变暗。总电流变大，流过L1的电流变小，所以流过L2的电流增大，L2变亮。故选项C正确。]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5V，内阻r＝0.05Ω，电动机的线圈电阻r′＝0.02Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58A(电流表内阻不计)，不考虑灯丝电阻的变更。求：(1)在只闭合S1时，车灯两端电压UL和车灯的功率PL；(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U′L和电动机输出功率P出。[解析](1)只闭合S1时，设车灯灯丝电阻为R，由欧姆定律得I1＝eq\f(E,R＋r)解得R＝1.2Ω车灯两端的电压UL＝I1R＝12V车灯消耗功率PL＝Ieq\o\al(2,1)R＝120W。(2)闭合S1、S2后，U′L＝E－I2r＝9.6V流过车灯的电流I′L＝eq\f(U′L,R)＝8A电动机的输出功率P出＝P入－P消＝U′L(I2－I′L)－(I2－I′L)2r′＝430W。[答案](1)12V120W(2)9.6V430W6．(13分)如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4V，内电阻r＝1Ω，电阻R1可调。现将R1调到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？[解析](1)开关S断开时，I1＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝eq\f(4,1＋3＋6)A＝0.4A开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2ΩI1′＝eq\f(E,r＋R1＋R23)＝eq\f(4,1＋3＋2)A＝0.667A。(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝2Ω为定值，所以，只有当