【名师一号】2020-2021学年新课标版物理选修3-1-第二章恒定电流双基限时练7

双基限时练(十六)闭合电路的欧姆定律1．图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计．开关S接通后流过R2的电流是S接通前的()A.eq\f(1,2) B.eq\f(2,3)C.eq\f(1,3) D.eq\f(1,4)解析此题考查欧姆定律及电阻的串、并联．设电源电动势为E，R1＝R2＝R3＝R，则S接通时，I2＝eq\f(E,R＋\f(R,2))×eq\f(1,2)＝eq\f(E,3R)，S断开时，I2′＝eq\f(E,2R)，所以eq\f(I2,I2′)＝eq\f(2,3)，故B选项正确．答案B2．将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为()A.eq\f(R1＋R2,2) B.eq\f(R1R2,R1＋R2)C.eq\r(R1R2) D.eq\f(R1＋R2,R1R2)解析由题意知eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R1＋r)))2R1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R2＋r)))2R2，整理得r＝eq\r(R1R2).答案C3.如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，假如变阻器的滑片向b端滑动，则()A．电灯L更亮，电流表的示数减小B．电灯L更亮，电流表的示数增大C．电灯L更暗，电流表的示数减小D．电灯L更暗，电流表的示数增大解析当变阻器的滑片向b端滑动时，R1增大，总电流I减小，故电流表示数减小，U外＝E－Ir增大，灯泡消耗的功率P＝eq\f(U\o\al(2,外),R)增大，灯L变亮，所以A选项正确．答案A4．在如图所示的电路中，E为电源电动势，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，此时三个电表A1、A2和V的示数为I1、I2和U，现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化状况是()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减小解析本题考查电路结构、闭合电路欧姆定律及电阻对电路的影响、电路的动态分析，R1、R2并联后再与R3串联，滑动变阻器R2触点由a向b滑动过程中，R2接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，则总电流I增大，路端电压U减小，R3两端电压增大，R1两端电压减小，故I1减小，I2＝I－I1，所以I2增大，故选项B正确．答案B5．如图所示电路，电源内阻不行忽视．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A．电压表与电流表的示数都减小B．电压表与电流表的示数都增大C．电压表的示数增大，电流表的示数减小D．电压表的示数减小，电流表的示数增大解析本题考查恒定电路的动态分析，考查同学对恒定电路规律的应用及分析问题的力量．滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A选项正确．答案A6．如图所示，当R1触头向右移动时，电压表V1和V2的示数的变化分别为ΔU1和ΔU2(均取确定值)，则ΔU1和ΔU2的大小关系为()A.ΔU1>ΔU2B.ΔU1＝ΔU2C.ΔU1<ΔU2D．条件不足，无法确定ΔU1和ΔU2的大小关系解析触头向右移动时，电路中总电阻变小，总电流I总变大，路端电压变小，U2变大，而U1变小．由U路＝U1＋U2，可知U1的削减量ΔU1肯定比U2的增加量ΔU2多．答案A7．如图所示是某电源的外特性曲线，则下列结论正确的是()A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电流为0.5AD．电源的短路电流为0.5解析由电源的外特性曲线可知，当电路中电流为零时的外电压即为电源电动势，即A选项正确；由闭合电路欧姆定律，得E＝U＋Ir，即6.0＝5.2＋0.5r，解得r＝1.6Ω，故B选项错误，由图象可知C、D选项错误．答案A8．如图所示，直线A为电源的U­I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U­I图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则()A．P1>P2 B．P1<P2C．η1>η2 D．η1<η2解析A与B，A与C图线的交点所示电压、电流值分别为电阻R1、R2分别与电源组成闭合电路时的路端电压和电流，则P1＝4×2W＝8W，P2＝2×4W＝8W，由图象可知电源的电动势为E＝6V，η1＝eq\f(U1,E)＝eq\f(4,6)，η2＝eq\f(U2,E)＝eq\f(2,6)，故η1>η2，选项C正确．答案C9．如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路消灭故障，突然发觉灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，依据分析，发生的故障可能是()A．R1断路 B．R2断路C．R3短路 D．R4短路解析把原电路改画为如图所示的电路，由于电流表示数减小、灯L2变暗，可推知电路中的总电流减小，路端电压增大，表明外电阻增大，可排解R3、R4短路的可能．又灯L1变亮、灯L2变暗，表明灯L1两端电压增大、灯L2两端电压减小，由欧姆定律可推断只能是R1发生断路．答案A10．如图所示的电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值Rm＝10Ω.(1)当变阻器的阻值R＝________Ω时，变阻器消耗的功率最大，为________W.(2)当变阻器的阻值R＝________Ω时，电阻R0消耗的功率最大，为________W.解析(1)将R0归入内电阻，则当变阻器R＝R0＋r＝2Ω时，变阻器消耗的功率最大，此时I＝eq\f(E,R＋R0＋r)＝eq\f(3,4)A变阻器消耗的功率P＝I2R＝eq\f(9,16)×2W＝eq\f(9,8)W＝1.125W(2)电阻R0为定值电阻，当通过的电流最大时，它消耗的功率最大，此时变阻器R＝0，I＝eq\f(E,R0＋r)＝eq\f(3,2)A＝1.5AR0消耗的功率P＝I2R0＝1.52×1.5W＝3.375W答案(1)21.125(2)03.37511．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0V，内阻r＝1.0Ω；电阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝35Ω；电容器的电容C＝100μF.电容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电量．解析由电阻的并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝eq\f(R1R2＋R3,R1＋R2＋R3)＋r，由欧姆定律得，通过电源的电流I＝eq\f(E,R)电源的路端电压U＝E－Ir电阻R3两端的电压U′＝eq\f(R3,R2＋R3)U通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU′由以上各式并代入数据，解得Q＝2.0×10－4答案2.0×10－412．如图为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧的上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为抱负表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量．解析设物体质量为m，弹簧压缩量为x则kx＝mg①当滑动变阻器的触头下移x时，电压表的示数U＝Ieq\f(R,l)x②由闭合电路欧姆定律知，I＝eq\f(E,R＋R0＋r)③由①②③，得m＝eq\f(UlkR＋R0＋r,ERg)答案eq\f(UlkR＋R0＋r,ERg)13.如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L.在A板的左端且格外靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两极板．(重力加速度用g表示)，求：(1)若使液滴恰能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？(2)若使液滴恰能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？解析(1)若使液滴沿v0方向射出电场，则液滴在电场中做匀速直线运动，处于平衡状态，即mg＝eq\f(qUAB,d)由闭合电路欧姆定律，得E1＝I(R＋R)，UAB＝IR解得E1＝eq\f(2mgd,q)(2)由于液滴能从B板右端边缘飞出，液滴在电场中做类平抛运动，有L＝v0t，d＝eq\f(1,2)at2，由牛顿其次定律，有eq\f(qUAB′,d)－mg＝m