2024-2025学年新教材高中物理第十二章习题课闭合电路欧姆定律的应用课后习题含解析新人教版必修3

PAGEPAGE8习题课:闭合电路欧姆定律的应用课后篇巩固提升基础巩固1.欧姆表电路及刻度盘如图所示,现因表头损坏,换用一个新表头。甲表头满偏电流为原来表头的2倍,内阻与原表头相同;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为()A.100Ω,100Ω B.200Ω,100ΩC.50Ω,100Ω D.100Ω,200Ω解析由欧姆表改装原理及闭合电路欧姆定律可得,甲表头满偏电流为原表头的2倍,内阻与原表头相同,在电动势不变的状况下,其中值电阻变为原来的12,即50Ω;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,在电动势不变的状况则C正确,A、B、D错误。答案C2.(多选)(2024云南楚雄高二上学期期末)如图所示,电源电动势为E、内阻为r,电流表、电压表均为志向电表,当开关闭合后,三个小灯泡均能正常发光,当滑动变阻器的触头P向右移动时,关于灯泡的亮度和电表示数改变状况,下列说法正确的是(小灯泡不会烧坏)()A.L1变亮,L2变暗,L3变暗B.L1变暗,L2变暗,L3变亮C.电流表A的示数变大,电压表V的示数变小D.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大解析滑动变阻器滑片P向右移动,阻值增大,总阻值增大,依据闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,路端电压增大,故电流表示数变小,电压表示数变大,故C错误,D正确;干路电流减小,则灯泡L1两端电压减小,变暗,路端电压增大,则并联电路电压增大,灯泡L3两端电压增大,变亮,流过灯泡L2的电流减小,变暗,故A错误,B正确。答案BD3.如图所示的U-I图像中,Ⅰ是电源的路端电压随电流改变的图线,Ⅱ是某电阻两端的电压随电流改变的图线,该电源向该电阻供电时,电阻消耗的功率和电源的效率分别为()A.4W和33.3% B.2W和66.7%C.2W和33.3% D.4W和66.7%解析由图像可知,电阻的阻值大小为R=UI=22Ω=1Ω,电源的电动势大小为E=3V,内阻为r=0.5Ω,电源的效率η=UE=IRI(R+r答案D4.(2024重庆高二上学期期末)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池,R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆挡为“×100Ω”。图(a)图(b)(1)图(a)中的B端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接;

(2)关于R6的运用,下列说法正确的是(填正确答案标号);

A.在运用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.运用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置C.运用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置(3)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为mA;若此时B端是与“3”相连的,则读数为kΩ。

解析(1)依据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,红表笔与内置电源负极相连,由题中电路图可知,B端与红表笔相连;(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在运用电流挡时也不须要实行调整,故C正确,A、B错误;(3)若与1连接,则量程为2.5mA,由图示表盘可知,其分度值为0.05mA,读数为1.48mA;选择开关接3时为欧姆挡,读数为1100Ω=1.1kΩ。答案(1)红(2)C(3)1.48mA1.1kΩ5.如图所示,直线OAC为某始终流电源的总功率P随电流I改变的图线,曲线OBC表示同始终流电源内部的热功率P随电流I改变的图线。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.6W C.2W D.2.5W解析由题图可以看出,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=EI=1Ω。题图上AB线段表示的功率为PAB=P总-I2r=(1×3-12×1)W=答案C6.如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω。(1)若在C、D间连一个志向电压表,其读数是多少?(2)若在C、D间连一个志向电流表,其读数是多少?解析(1)若在C、D间连一个志向电压表,依据闭合电路欧姆定律,有I1=ER志向电压表读数为UV=I1R2=6V。(2)若在C、D间连一个志向电流表,这时电阻R2与R3并联,并联电阻大小R23=R2依据闭合电路欧姆定律,有I2=ER1+U2=E-I2(r+R1)=3V志向电流表读数为I'=U2R答案(1)6V(2)1A实力提升1.(2024四川内江高二上学期期末)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为其内阻,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照耀光强度的增大而减小,V为志向电压表。当开关S闭合后,若将照耀R3的光的强度减弱,则下列说法中正确的是()A.电压表的示数变小B.通过R2的电流变小C.小灯泡消耗的功率变大D.电源的内电压变大解析光敏电阻光照减弱,则光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中电流减小,故R1两端的电压减小,故A正确;因电路中电流减小,故电源内阻的电压减小,路端电压增大,同时R1两端的电压减小,故并联电路部分电压增大,则流过R2的电流增大,故B、D错误;由并联电路的电流规律可知,总电流减小,流过支路R2的电流增大,所以流过灯泡的电流肯定减小,故由P=I2R可知,小灯泡消耗的功率变小,故C错误。答案A2.(多选)(2024四川德阳高二上学期期末)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,r<R1,C为电容器,电流表和电压表都为志向电表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是()A.电压表示数变大B.电流表示数变小C.电源的输出功率增大D.电容器C所带电荷量增多解析滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I增大,电阻R1两端电压增大,则电压表示数变大,A正确;电阻R2两端的电压:U2=E-I(R1+r),I增大,则U2变小,流过R2的电流减小,则流过电流表的电流增大,则电流表示数变大,故B错误;因为r<R1,故当外电路总电阻减小时,内外电阻更加接近,电源的输出功率增大,C正确;由于U2变小,电容器板间电压变小,其带电荷量减小,故D错误。答案AC3.欧姆表的工作原理图如图所示。(1)若表头的满偏电流为Ig=500μA,干电池的电动势为1.5V,求灵敏电流表的电流刻度值为50μA、250μA时对应的欧姆表的电阻值。(2)求表针偏转到灵敏电流表满刻度的13解析(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”。由闭合电路的欧姆定律得,调零时:Ig=ERg+r+R0,所以欧姆表的总内阻R内=Rg+r+R0=EIg=3000Ω。测量电阻Rx时:I=ER内+Rx,Rx=EI-R内,当I=50μA时,Rx=1.550×10-6Ω-(2)当表针偏转到满刻度的13Rx'=EI'-R内=1.答案(1)2.7×104Ω3×103Ω(2)6000Ω4.如图所示的电路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF。当开关S断开时,电源所释放的总功率为2W;当开关S闭合时,电源所释放的总功率为4W,求:(1)电源的电动势和内电阻。(2)闭合S时,电源的输出功率。(3)S断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少。解析(1)S断开时外电路R2、R3串联E=I1(R2+R3)+I1r①P1=EI1②S闭合时外电路R1、R2并联后与R3串联R外'=R3+R代入数据R外'=1.5+3×对闭合电路E=I2R外'+I2r④P2=EI2⑤由①②③④⑤可得E(2)闭合S时,电源的输出功率P=I22R外'=12×3.5W=3(3)S断开时Q1=CUR2=20×10-6×0.5×6C=6×10-5CS闭合,电容器两端的电势差为零,则Q2=0答案(1)4V0.5Ω(2)3.5W(3)6×10-5C05.(2024云南楚雄高二上学期期末)如图所示,R1=R3=2R2=2R4,开关S闭合时,间距为d平行板电容器C的正中间有一质量为m,带电荷量为q的小球恰好处于静止状态;现将开关S断开,小