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課時規(guī)范練27 閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用
基礎(chǔ)對點練
1.(功率問題)已知兩電源的電動勢E1>E2,當(dāng)外電路電阻為R時,外電路消耗功率正好相等。電源E1的內(nèi)阻為r1,電源E2的內(nèi)阻為r2。則( )
A.r1>r2 B.r1=r2 C.r1
E2,可得r1>r2。
2.
(功率問題)(2018湖南十校聯(lián)考)如圖所示為某閉合電路電源的輸出功率隨電流變化的圖象,由此圖象可以判斷( )
A.電源的內(nèi)耗功率最大為9 W
B.電源的效率最大為50%
C.輸出功率最大時,外電路的總電阻為4 Ω
D.電源的電動勢為12 V
答案D
解析由題圖可知,當(dāng)電流為1.5A時電源的輸出功率最大,這時內(nèi)耗功率等于輸出功率,為9W,電源的效率為50%,這時電源的總功率為18W,根據(jù)P=IE,可求得電源的電動勢為12V,D項正確;由Pr=I2r可知,電源的內(nèi)阻為4Ω,由于不確定外電路是不是純電阻電路,因此C項錯誤;隨著電流的增大,內(nèi)耗功率增大,A項錯誤;隨著電流的減小,電源的效率增大,B項錯誤。
3.(多選)(功率問題)如圖所示,圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線,圖線b是一只某種型號的定值電阻的伏安特性曲線。若已知該蓄電池組的內(nèi)阻為2.0 Ω,則下列說法正確的是( )
A.定值電阻的阻值為6 Ω
B.用3只該種電阻并聯(lián)作為外電阻,輸出功率最大
C.用2只該種電阻并聯(lián)作為外電阻,輸出功率最大
D.該蓄電池輸出功率最大為100 W
答案AB
解析圖中a為電源的U-I圖象;b為外電阻的U-I圖象;兩者的交點坐標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓;該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率;a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大小;b的斜率的絕對值表示外電阻的大小;當(dāng)兩個斜率相等時(即內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形面積最大,即輸出功率最大(可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半,電流是最大電流的一半)由圖象可知蓄電池的電動勢為20V,由斜率關(guān)系知外電阻阻值為6Ω。用3只這種電阻并聯(lián)作為外電阻,外電阻等于2Ω,因此輸出功率最大為50W。
4.(含電容電路動態(tài)分析)(2018遼寧沈陽質(zhì)檢)如圖所示,R1=R2=R3=R4=R,開關(guān)S閉合時,間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),則開關(guān)S斷開時,小球的運(yùn)動情況為( )
A.不動 B.向上運(yùn)動 C.向下運(yùn)動 D.不能確定
答案C
解析開關(guān)S斷開,電路的總電阻變大,干路電流減小,R4兩端電壓減小,則電容器兩端的電壓也減小,勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度減小,小球受到的電場力減小,所以小球所受合力向下,C正確。
5.(多選)(電路動態(tài)分析)(2018廣州華南師大附中三模)如圖所示,電源電動勢E,內(nèi)阻r不為零,且始終小于外電路的總電阻,當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于中點時,A、B、C三個小燈泡亮度相同,則( )
A.當(dāng)觸頭P向左移動時,A、C燈變亮,B燈變暗
B.當(dāng)觸頭P向左移動時,B、C燈變亮,A燈變暗
C.當(dāng)觸頭P向左移動時,電源的效率減小
D.當(dāng)觸頭P向左移動時,電源的輸出功率減小
答案AD
解析分析電路可知,變阻器R與A燈并聯(lián)后與B燈串聯(lián),最后與C燈并聯(lián)。當(dāng)滑片P向左移動時,變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,C燈變亮。流過B燈的電流IB=I-IC,I減小,IC增大,則IB減小,則B燈變暗。A燈的電壓UA=U-UB,U增大,UB減小,則UA增大,A燈變亮。所以A、C兩燈變亮,B燈變暗,故A正確,B錯誤;電源的效率η=,當(dāng)觸頭P向左移動時,可知外電路總電阻R增大時,效率η增大,故C錯誤;當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)電阻時,電源的輸出功率最大,已知r小于外電路的總電阻,當(dāng)滑片P向左移動時,外電路總電阻增大,所以電源的輸出功率隨電阻增大而減小,故D正確。
6.(U-I圖象問題)(2019四川成都高中摸底)如圖,直線A為電源的U-I圖線,直線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線?，F(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成閉合電路甲和乙。由圖象一定能確定的是( )
A.電阻R1R2,選項A錯誤;電源的輸出功率等于電阻R上消耗的功率,大小等于電源的U-I線與電阻的U-I線交點的橫縱坐標(biāo)的乘積,由圖象可知,兩種情況下電源的輸出功率無法確定,選項B錯誤;電源內(nèi)阻上的功率為Pr=I2r,可知電源接R1時電流小,則電源內(nèi)阻消耗的功率Pr1η2,選項D錯誤;故選C。
7.
(2018山東濟(jì)寧模擬)如圖所示,E為電源,其內(nèi)阻為r,L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變),R1、R2為定值電阻,R1>r,R3為光敏電阻,其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小,閉合開關(guān)S后,若照射R3的光照強(qiáng)度減弱,則( )
A.R1兩端的電壓變大 B.通過R2的電流變大
C.電源的輸出功率變大 D.小燈泡消耗的功率變大
答案B
解析將光照強(qiáng)度減弱,光敏電阻的阻值增大,電路中的總電阻增大;由閉合電路歐姆定律可得,電路中干路電流減小,故R1兩端的電壓減小,故A錯誤;因干路電流減小,電耗的內(nèi)電壓減小,路端電壓增大,同時R1兩端的電壓減小,故并聯(lián)電路部分電壓增大;則流過R2的電流增大,由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,流過燈泡的電流減小,由P=I2RL可知,小燈泡消耗的功率變小,故B正確,D錯誤;由于內(nèi)外電阻關(guān)系未知,不能判斷電源的輸出功率如何變化,故C錯誤;故選B。
素養(yǎng)綜合練
8.
在如圖所示的電路中電表都為理想電表,閉合開關(guān)待所有電表讀數(shù)穩(wěn)定后,將滑動變阻器的滑片P向右滑動一段距離后,發(fā)現(xiàn)電路中電表示數(shù)都有明顯的變化,三個電流表和電壓表讀數(shù)變化量的絕對值依次為ΔI1、ΔI2、ΔI3和ΔU。已知電源內(nèi)阻r小于定值電阻R的阻值,下列說法正確的是( )
A.R消耗的功率將變小 B.電流表A3的示數(shù)增大
C. D.=r
答案D
解析當(dāng)滑動變阻器滑動端向右滑動后,變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,則總電流減小,所以電流表A3的示數(shù)減小。根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知外電路電壓增加,即并聯(lián)部分電壓增大,所以電壓表V的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)都變大,再根據(jù)P=可知R消耗的功率將變大,故選項A、B都錯誤。根據(jù)閉合電路歐姆定律U=E-I3r可知,=r,有部分電路的歐姆定律可知=R,據(jù)題R>r,故選項D正確、選項C錯誤。
9.(多選)(2018河南商丘模擬)如圖所示的電路中。電源電動勢、內(nèi)阻分別為E、r,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片由右端向左端滑動時。下列說法正確的是(不考慮燈絲電阻隨溫度的變化)( )
A.小燈泡L1變暗 B.電壓表讀數(shù)變大
C.小燈泡L2變亮 D.電容器帶電量減少
答案AC
解析在滑動變阻器的滑片P由右端向左端移動的過程中,L1并聯(lián)總電阻減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可知,電路中總電流增大,路端電壓減小,即電壓表的讀數(shù)減小,由于電路中總電流增大,小燈泡L2兩端電壓增大,小燈泡L2功率增大,燈變亮;根據(jù)串聯(lián)分壓可得小燈泡L1兩端電壓減小,功率減小,燈變暗,小燈泡L2兩端電壓增大,電容器兩端電壓增大,電容器帶電量增大,故A、C正確,B、D錯誤。
10.(2018重慶抽測)如圖所示,電源電動勢E,內(nèi)電阻恒為r,R是定值電阻,熱敏電阻RT的阻值隨溫度降低而增大,C是平行板電容器。閉合開關(guān)S,帶電液滴剛好靜止在C內(nèi)。在溫度降低的過程中,分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示電流表、電壓表1、電壓表2和電壓表3示數(shù)變化量的絕對值。關(guān)于該電路工作狀態(tài)的變化,下列說法正確的是( )
A.一定都變大
B.一定不變,一定變大
C.帶電液滴一定向下加速運(yùn)動
D.電源的工作效率一定變大
答案D
解析根據(jù)電路知識知,V3測路端電壓,V2測熱敏電阻RT的電壓,V1測定值電阻R的電阻,由U3=E-Ir,得:=r,由U2=E-I(R+r)得:=R+r,由U1=IR得:=R,故A、B錯;帶電液滴在平行板中受到向上的電場力和向下的重力處于平衡狀態(tài),在溫度降低的過程,熱敏電阻RT阻值變大,回路中電流變小,路端電壓增大,由于流過定值電阻R的電流變小,所以分的電壓也就變小,而路端電壓增大,故V2讀數(shù)增大,平行板間的電場強(qiáng)度也增大,導(dǎo)致帶電液滴向上運(yùn)動,故C錯;η=,由于路端電壓增大,所以電源的工作效率一定變大,故D正確。
11.(2019山東青島高三調(diào)研)在如圖所示的電路中,開關(guān)S閉合后,由于電阻元件發(fā)生短路或斷路故障,電壓表和電流表的讀數(shù)都增大,則可能出現(xiàn)了下列哪種故障( )
A.R1短路 B.R2斷路
C.R2短路 D.R3斷路
答案A
解析若各原件沒有故障,電路正常,則電流表測量流過R1的支路電流,電壓表測量R3兩端的電壓;若R1短路,則R2被短路,外電路只有電阻R3接在電源兩端,電流表測量干路電流,電壓表測量路端電壓,兩表示數(shù)均增大,故A正確;若R2斷路,則R1與R3串聯(lián),總電阻增大,總電流減小,則流過R3的電流減小,故電壓表示數(shù)減小;由于電流表現(xiàn)在測量干路電流;故電流表示數(shù)增大;故B錯誤;若R2短路,則電流表示數(shù)為零,不符合題意;故C錯誤。若R3斷路,電路斷開,故電流表示數(shù)為零,不符合題意,故D錯誤。故選A。
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