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2021-2022年人教版高中物理选修3-1 第二章 第3节 闭合电路欧姆定律习题(含答案)

闭合电路欧姆定律

一、多项选择

1、如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,发现电压表V1V2示数变化的绝对值分别为△U1△U2,下列说法正确的是(      

 A. 小灯泡L1L3变暗,L2变亮      B.  小灯泡L3变暗,L1L2变亮[来源:学科网ZXXK]

C. △U1△U2                 D. △U1△U2

                                               

2、在如图所示的电路中,灯炮L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是(    )

A.  灯泡L变亮

B.  电源的输出功率变小

C.  电容器C上电荷量减少

D.  电流表读数变小,电压表读数变大

3、如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,干电池内阻不可忽略.当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法正确的是(   ) 

A.  灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗

 B.  灯多时各灯两端电压较低

C.  灯多时通过电池的电流较小

D.  灯多时通过各灯的电流较大

4、如图所示,在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,理想电压表、电流表的示数将发生变化,电压表V1V2示数变化量的绝对值分别为△U1△U2,已知电阻R大于电源内阻r,则(     )

A.电流表A的示数增大

B.电压表V2的示数增大

C.电压表V1的示数增大

D.△U1大于△U2 

5、在如图所示的电路中,均为定值电阻,当的滑动触头在a端时合上开关S,此时二个电流表和电压表V的示数分别为U,电源的发热功率为,电源的输出功率为,定值电阻上消耗的功率为。现将的滑动触头向b端移动,则三个电表的示数及功率的变化情况是(    )

A.增大,不变,U增大       B.减小,增大,U减小

C.可能增大,一定减小      D.一定增大,一定增大

6、一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则(  )

A. 电动机的内阻为R                           B. 电动机的内阻为R

C. 如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变大

D. 如果电动机突然被卡住而停止转动,则电源消耗的功率将变小

二、单项选择题

7、如图所示闭合电路中,当滑动变阻器R2触头向上滑动时,则电表示数的变化情况是

        

A.V和A均增大   B.V和A均减小

C.V增大,A减少  D.V减小,A增大

8、在“测定电源电动势和内阻”的实验中,针对两个不同的电源得出如图所示的1、2两条图线,则两个电源的电动势E1E2、内阻r1r2满足关系(   )                                    

A. E1E2r1r2                                 B.  E1E2r1r2 

C. E1E2r1r2              D. E1E2r1r2

 

9、如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时,则(   )

A. 电压表读数减小   B. 电流表读数减小

C. 质点P将向上运动   D. R3上消耗的功率逐渐增大

 

三、实验,探究题

11、某同学利用图甲所示电路,探究电源在不同负载下的输出功率.依据所得实验数据,绘出了如图乙所示的U﹣I的图象.

1)电流I=0.60A时电源的输出功率为             W.

(保留两位有效数字)

2)当变阻器电阻为               Ω时,电源的输出

功率最大.

12、某研究性学习小组利用图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r.由于该电池的内阻r较小,因此在电路中接入了一阻值为2.00Ω的定值电阻R0

 

1)按照图甲所示的电路图,将图乙所示的实物连接成实验电路.

2)闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读出电压表相应的示数,并计算出通过电阻箱的电流数值如表所示:在图丙所示的坐标纸中作U﹣I图线.

R/Ω

40.00

12.00

8.00

6.00

U/V

1.90

1.66

1.57

1.43

I/A

0.047

0.138

0.196

0.238

四、计算题

13、如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V,4.5W”的灯泡L和线圈电阻r′=1Ω的小型直流电动机都恰能正常工作,求:

1)电路中的电流强度为多大? 

2)电动机的总功率多大?

3)电动机的机械功率多大?

                                                                       

                                                                                                                                    

14、如图所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R12 Ω时,电压表读数为U14 V;当电阻箱读数为R25 Ω时,电压表读数为U25 V.求:

(1)电源的电动势E和内阻r

(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值Pm为多少?

 

 

 

 

15、如图所示,电源电动势E=10V,内电阻r=2Ω,R1=28Ω,R2=20Ω,R3=60Ω,电容C=4×108F,试求:

1)开关S断开稳定后,电容器所带电量.

2)再突然闭合S,求S闭合后,通过R3的电量.

                                                      

 

 

参考答案

 

一、多项选择

 

1、BD

2、BD

3、AB

4、ACD

5、BD

6、BC

二、选择题

 

7、B

8、D

9、A

10、A

三、实验,探究

 

11、考点:

电功、电功率;闭合电路的欧姆定律.版权所有

专题:

恒定电流专题.

分析:

根据U﹣I图线得出电流为0.60A时电压的大小,从而根据P=UI求出输出功率的大小.当外电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大,结合U﹣I图线得出内电阻的大小,从而得出输出功率最大时变阻器的阻值.

解答:

解:(1)当I=0.60A时,输出电压U=1.5V,则电源的输出功率为:P=UI=1.5×0.60W=0.90W.

2)电源的内电阻r==0.92Ω,当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,则R=0.92Ω.

故答案为:0.90;0.92.[来源:学科网]

点评:

解决本题的关键知道当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,要求同学们能根据图象读出有效信息,难度不大,属于基础题.

 

12、考点:

测定电源的电动势和内阻.

专题:

实验题.

分析:

1)根据电路图连接实物电路图.[来源:Zxxk.Com]

2)应用描点法作出图象.

3)根据图示电源U﹣I图象求出电源电动势与内阻.

解答:

解:(1)根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

 

2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:

 

3)由图示电源U﹣I图象可知,图象与电压轴的交点坐标值为2.0,则电源电动势E=2.0V;

图象斜率绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和,则k=r+R0===2.4Ω,

电源的内阻r=k﹣R0=2.4Ω﹣2.0Ω=0.4Ω;

故答案为:(1)如图所示;(2)如图所示;(3)2.0;0.4.

点评:

本题考查了连接实物电路图、作图象、求电源电动势与内阻,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,定值电阻串入电路一方向保护电源,同时扩大电源的内阻.同时电源的路端电压与电流图象与电流的交点不一定是短路电流,由电压轴是否是从零开始的.

 

四、计算题

 

13、(1)因为灯泡L正常工作,故有

    (2)电动机两端的电压UM=E﹣I(r+R)﹣UL=20﹣1.5×(1+4)﹣3=9.5(V)

        电动机的总功率PM=UMI=9.5×1.5=14.25(W)

    (3)P=PMI2r=12W

答:(1)电路中的电流强度为1.5A;

     (2)电动机的总功率为14.25W;

     (3)电动机的机械功率为12W.

14、 (1)由闭合电路欧姆定律得:

EU1r    3分

EU2r      3分

联立上述方程,代入数据解得E6 Vr1 Ω.   1分

(2)由电功率表达式PR       2分[来源:Zxxk.Com]

变形为P             1分(没有推导扣2分)

由上式可知当Rr1 Ω时,     1分

P有最大值,Pm9 W.        1分

15、                                                                            

考点:  闭合电路的欧姆定律;电容.

专题:  电容器专题.

分析:  (1)开关S断开稳定后,电容器的电压等于电源的电动势,由Q=CU求解电容器所带电量.

2)S闭合后稳定后,电容器所在电路没有电流,其电压等于R2两端的电压,根据欧姆定律求出电容器的电压,再求解电容器电量的变化量,即可得到通过R3的电量.

解答:  解:(1)S断开时,电容器的电压 UC=E=10V,

电量为 Q=CU=4×108×10C=4×107C 

2)S闭合后,电容器的电压为  UC′=E=×10=4V;

Q′=CUC′=4×108×4C=1.6×107C

则通过R3的电量△Q=Q﹣Q′=(4×1071.6×107C=2.4×107C

答:

1)开关S断开稳定后,电容器所带电量为4×107C

2)再突然闭合S,S闭合后,通过R3的电量为2.4×107C

点评:  对于给定的电容器,关键是其电压的分析和计算.当电容器与某电路并联时,其电压等于该电路两端的电压.




 


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