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考點規(guī)范練27　閉合電路歐姆定律及其應用 一、單項選擇題 1.電阻R1與R2并聯(lián)在電路中,通過R1與R2的電流之比為1∶2,則當R1與R2串聯(lián)后接入電路中時,R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1 答案B 解析由并聯(lián)特點可知R1R2=I2I1=21,又由串聯(lián)電路特點可得U1U2=R1R2=21,故B正確。 2. 電子式互感器是數(shù)字變電站的關鍵設備之一。如圖所示,某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓,ac間的電阻是cd間電阻的(n-1)倍,某次測量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U,則輸入端的電壓為(　　) A.nU B.Un C.(n-1)U D.Un-1 答案A 解析Rac與Rcd串聯(lián),電流I=UabRac+Rcd,對輸出端電壓Ucd=U=IRcd=UabRcdRac+Rcd=Uabn,即輸入端電壓為Uab=nU。 3.下列關于電源電動勢的說法正確的是(　　) A.在某電池的電路中,每通過2 C的電荷量,電池提供的電能是4 J,那么這個電池的電動勢是0.5 V B.電源的路端電壓增大時,其電源的電動勢一定也增大 C.無論內電壓和外電壓如何變化,其電源的電動勢一定不變 D.電源的電動勢越大,電源所能提供的電能就越多 答案C 解析由E=Wq得E=2V,則A錯誤;電源的電動勢與外電路無關,只由電源自身的性質決定,則B錯誤,C正確;電源的電動勢大,所提供的能量不一定大,電源的電能取決于通過電源的電荷量與電動勢的乘積,D錯誤。 4. 如圖所示,電源內阻不能忽略,電流表、電壓表均可視為理想電表,在滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端的過程中(　　) A.電壓表V的示數(shù)先增大后減小,電流表A的示數(shù)增大 B.電壓表V的示數(shù)先增大后減小,電流表A的示數(shù)減小 C.電壓表V的示數(shù)先減小后增大,電流表A的示數(shù)增大 D.電壓表V的示數(shù)先減小后增大,電流表A的示數(shù)減小 答案A 解析在滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端的過程中,外電阻先增大后減小,路端電壓先增大后減小,電壓表V的示數(shù)先增大后減小,電流表A的示數(shù)一直增大,選項A正確。 5.在如圖所示的電路中,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P向左移動一段距離后,下列結論正確的是(　　) A.燈泡L變亮 B.電壓表讀數(shù)變小 C.電流表讀數(shù)變小 D.電容器C上所帶的電荷量減少 答案C 解析當滑動變阻器滑片P向左移動時,其接入電路的電阻增大,電路的總電阻R總增大,總電流I減小,電流表讀數(shù)變小;燈泡的功率為P=I2RL,RL不變,則P減小,燈泡變暗,故A錯誤,C正確;電壓表讀數(shù)U=E-Ir變大,故B錯誤;根據U滑=E-I(RL+r)可知,I減小,滑動變阻器兩端電壓增大,電容器兩端電壓也增大,其電荷量增大,故D錯誤。 6.將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示,由此可知(　　) A.電源最大輸出功率可能大于45 W B.電源內阻一定等于5 Ω C.電源電動勢為45 V D.電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率大于50% 答案B 解析由于題述將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,電阻箱所消耗功率P等于電源輸出功率。由電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線可知,電阻箱所消耗功率P最大為45W,所以電源最大輸出功率為45W,選項A錯誤;由電源輸出功率最大的條件可知,電源輸出功率最大時,外電路電阻等于電源內阻,所以電源內阻一定等于5Ω,選項B正確;由電阻箱所消耗功率P最大值為45W可知,此時電阻箱讀數(shù)為R=5Ω,電流I=PR=3A,電源電動勢E=I(R+r)=30V,選項C錯誤;電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率為50%,選項D錯誤。 7.科學家研究發(fā)現(xiàn),磁敏電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場的增強而增大,隨所處空間磁場的減弱而減小。如圖所示電路中GMR為一個磁敏電阻,R和R2為滑動變阻器,R1和R3為定值電阻。當開關S1和S2閉合時,電容器中一帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài),則(　　) A.只調節(jié)R,當P1向右端移動時,電阻R1消耗的電功率增大 B.只調節(jié)R,當P1向右端移動時,帶電微粒向下運動 C.只調節(jié)R2,當P2向下端移動時,電阻R1消耗的電功率增大 D.只調節(jié)R2,當P2向下端移動時,帶電微粒向下運動 答案A 解析只調節(jié)R,當P1向右端移動時,滑動變阻器R接入電路的阻值增大,電源電動勢不變,所以左側電路中的電流減小,電磁鐵的磁性減弱,導致磁敏電阻GMR的阻值減小,則通過R1的電流增大,其電功率增大,電容器兩端的電壓增大,板間電場強度增大,微粒所受的電場力增大,所以帶電微粒向上運動,A正確,B錯誤;只調節(jié)R2,當P2向下端移動時,回路中電流不變,電阻R1消耗的電功率不變,電容器板間電壓增大,板間電場強度增大,微粒所受的電場力增大,所以帶電微粒向上運動,C、D錯誤。 二、多項選擇題 8.在如圖所示的電路中,由于某一電阻發(fā)生短路或斷路,A燈變暗,B燈變亮,則故障可能是(　　) A.R1短路 B.R2斷路 C.R3斷路 D.R4短路 答案BC 解析若R4發(fā)生故障,則A、B兩燈亮度變化相同,故D項錯誤;若R2斷路,由“串反并同”可以判斷A燈變暗,B燈變亮,B項正確;若R3斷路,則可以得出A暗B亮,C項正確;若R1短路,則可以得出A、B兩燈都變亮,A項錯誤。 9.如圖所示,電源的電動勢為E,內阻為r,R1、R2、R3為定值電阻,RL為光敏電阻(光敏電阻被 光照射時阻值變小),C為電容器。閉合開關S,電路穩(wěn)定后,用光照射RL,下列說法正確的是(　　) A.電壓表示數(shù)增大 B.電源的效率增大 C.電容器所帶電荷量增加 D.R2消耗的功率增大 答案CD 解析由題圖可知,RL和R2串聯(lián)后與R1并聯(lián),C和R3串聯(lián)后與R2并聯(lián),電容器在電路穩(wěn)定時相當于斷路,則R3相當于導線;當光照增強時,光敏電阻RL阻值減小,總電阻減小,總電流增大;內電壓增大,外電壓減小,故電壓表示數(shù)減小,A錯誤;電源的效率η=UE100%,因路端電壓減小,故電源的效率減小,B錯誤;總電流增大,但R1電流減小,故R2電流增大,R2兩端的電壓增大,故電容器兩端電壓增大,由C=QU知,電荷量增加,C正確;通過R2的電流增大,根據P=I2R知R2功率增大,D正確。 10.如圖所示,圖中直線①表示某電源的輸出電壓與電流的關系圖像,圖中曲線②表示該電源的輸出功率與電流的關系圖像,則下列說法正確的是(　　) A.電源的電動勢為50 V B.電源的內阻為253Ω C.電流為2.5 A時,外電路的電阻為15 Ω D.輸出功率為120 W時,輸出電壓是30 V 答案ACD 解析電源的輸出電壓和電流的關系為U=E-Ir,顯然直線①的斜率的絕對值等于電源內阻r,縱軸的截距為電源的電動勢,從題圖中看出截距為50V,由斜率得r=50-206-0Ω=5Ω,A正確,B錯誤;當電流I1=2.5A時,由回路中電流I1=Er+R外,解得外電路的電阻R外=15Ω,C正確;當輸出功率為120W時,由題圖中P-I關系圖線看出對應干路電流為4A,再從U-I圖線中讀取對應的輸出電壓為30V,D正確。 三、非選擇題 11.如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器,當其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示,其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到的,求: (1)電源的電動勢和內阻; (2)定值電阻R2的阻值; (3)滑動變阻器的最大阻值。 答案(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω 解析(1)題圖乙中AB延長線交U軸于20V處,交I軸于1.0A處,所以電源的電動勢為E=20V,內阻r=EI短=20Ω。 (2)當P滑到R3的右端時,電路參數(shù)對應題圖乙中的B點,即U2=4V、I2=0.8A,得R2=U2I2=5Ω。 (3)當P滑到R3的左端時,由題圖乙知此時U外=16V,I總=0.2A,所以R外=U外I總=80Ω。 因為R外=R1R3R1+R3+R2,所以滑動變阻器的最大阻值為R3=300Ω。 12. 如圖所示,電源內阻r=1 Ω,R1=2 Ω,R2=6 Ω,燈L上標有“3 V　1.5 W”的字樣,當滑動變阻器R3的滑片P移到最右端時,電流表示數(shù)為1 A,燈L恰能正常發(fā)光。 (1)求電源的電動勢; (2)求當P移到最左端時,電流表的示數(shù); (3)滑動變阻器Pb段的電阻多大時,滑動變阻器R3上消耗的功率最大?最大值是多大? 答案(1)6 V　(2)2 A　(3)2 Ω　2 W 解析(1)滑片P移到最右端時,R2被短路,電阻R3與燈L并聯(lián),然后與R1串聯(lián)。電源的電動勢E=UL+IR1+Ir=3V+12V+11V=6V。 (2)當P移到最左端時,燈L、R2和R3都被短路,外電阻只有R1。由閉合電路歐姆定律得I1=ER1+r=2A。 (3)燈L電阻RL=UL2P=6Ω。設滑動變阻器Pb段的電阻為R3,Pa段與R2被短路,R3與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)。R3與RL并聯(lián)后的等效電阻R3L=R3RLR3+RL。由閉合電路歐姆定律得I2=ER1+r+R3L。又U3=I2R3L,所以P3=U32R3=16R3R32+4R3+4=16R3+4R3+4(式中物理量單位均取國際單位制的單位)。當R3=2Ω時變阻器R3上消耗的功率最大,且最大值為2W。