高三物理总复习同步练习 72 闭合电路欧姆定律及其应用.docx
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高三物理总复习同步练习72闭合电路欧姆定律及其应用
7-2闭合电路欧姆定律及其应用
一、选择题
1.将一个电动势为3V,内阻不能忽略的电池两端接一电阻R,当有1C的电荷通过电阻R时,在R上产生的热量( )
A.大于3J B.小于3J
C.等于3JD.内阻未知,无法确定
[答案] B
[解析] 根据W=qU=3J,而W为内阻r和外电阻R上产生的热量之和,故R上产生的热量小于3J.
2.(2011·厦门模拟)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,如果变阻器的滑片向a端滑动,则( )
A.电灯L变亮,电流表的示数减小
B.电灯L变亮,电流表的示数增大
C.电灯L变暗,电流表的示数减小
D.电灯L变暗,电流表的示数增大
[答案] D
[解析] 当滑片向a端滑动时,R1↓——R总↓——I↑即电流表A示数增大,路端电压应等于U=E-Ir减小,则灯L变暗.故选项A、B、C错误,D正确.
3.(2011·镇江模拟)
如图所示,电源E的电动势为3.2V,电阻R的阻值为30Ω,小灯泡L的额定电压为3.0V,额定功率为4.5W,当电键S接位置1时,电压表的读数为3V,那么当电键S接到位置2时,小灯泡L的发光情况是( )
A.很暗,甚至不亮B.正常发光
C.比正常发光略亮D.有可能被烧坏
[答案] A
[解析] S接1时,由U=E得r=2Ω.RL==2Ω,S接2时,UL=·RL=1.6V<3.0V,故灯很暗,此时电路中电流I′=0.8A,有可能超过电源的额定电流,使电源烧毁导致灯不亮.故选项B、C、D错误,选项A正确.
4.如图所示,A、B为相同的两个灯泡,均发光,当变阻器的滑片P向下端滑动时,则( )
A.A灯变亮,B灯变暗B.A灯变暗,B灯变亮
C.A、B灯均变暗D.A、B灯均变亮
[答案] C
[解析] 滑片P向下端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,变阻器与灯泡B并联的电阻变小,R外变小,由I=知总电流I变大,U内=Ir变大,由U外=E-U内,知U外变小,A灯变暗.通过灯的电流变小,经R的电流变大,UR变大,故B灯两端电压变小,B灯变暗,C正确.
5.(2011·西安模拟)
为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,可以先将玩具放置在强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置可以检测到断针的存在.如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图,其中RB是磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a、b接报警器,当传感器RB所在处出现断针时,电流表的电流I,a、b两端的电压U将( )
A.I变大,U变大B.I变小,U变小
C.I变大,U变小D.I变小,U变大
[答案] C
[解析] 由题意知RB的电阻随断针的出现而减小,即外电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律有I总=E/(R+r)可知I总增大,再由U外=E-I总r可知,外电压U减小.而由U1=I总R1可知,U1增大,U2必减小,I2减小,由电流表的电流I=I总-I2可知,电流表的电流必变大.故A、B、D错误,选项C正确.
6.(2011·镇江模拟)如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05Ω.电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10A,电压表示数为12V;再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8A,则此时通过启动电动机的电流是( )
A.2A B.8A C.50A D.58A
[答案] C
[解析] 只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:
E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V,R灯==Ω=1.2Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为:
I电=-I′=A-8A=50A,故选项C正确.
7.(2011·北京东城模拟)
如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值是2r.当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,下列说法中正确的是( )
A.路端电压变大
B.电路中的电流变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R0上消耗的功率变小
[答案] C
[解析] 当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,整个电路总电阻变小,由闭合电路欧姆定律得I=,电路中的电流变大,内电压U=Ir变大,路端电压变小,由P=I2R0知定值电阻R0上消耗的功率变大,A、B、D错误;当滑片P置于a点时,由于R滑=2r=r+R0,这时可把定值电阻R0看做电源的内阻,则此时滑动变阻器消耗的功率最大,滑片P从a向b端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,则其消耗的功率变小,C正确.
8.(2011·重庆模拟)家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多挡开关,使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度.如图所示是电熨斗的电路图.旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况.现将开关置于温度最高挡,这时1、2、3、4之间的连接是下图中所示的哪一个( )
[答案] A
[解析] 以U表示电源电压,R表示图中每根电阻丝的电阻,在选项A所示的接法中,两根电阻丝并联接入电路,其总电阻为R/2,则此时电熨斗得到的总功率为PA=;在选项B所示的接法中,仅有左侧一根电阻丝接入电路通电,右侧一根电阻丝中无电流,故此时电熨斗的总功率为PB=;在选项C所示的接法中,电源实际上被断开了.使整个电熨斗中无电流通过,此时电熨斗的总功率为PC=0.在选项D所示的接法中,是两根电阻丝串联接入电路,其总电阻为2R,则此时电熨斗消耗的总功率为PD=.故选项A正确.
二、非选择题
9.如图所示,图线a是某一蓄电池组的伏安特性曲线,图线b是一定值电阻的伏安特性曲线.将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路,若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω,则这个定值电阻的阻值为________Ω.现有4个这种规格的定值电阻,可任意选取其中的若干个进行组合,作为该蓄电池组的外电路,则所组成的这些外电路中,输出功率最大时是________W.
[答案] 6 50
[解析] 由图线可得,定值电阻R=Ω=6Ω,电源电动势E=U+Ir=15V+2.5×2V=20V;用3只电阻并联作为外电阻时,外电阻等于2Ω,输出功率最大,Pm==50W.
10.我们都有过这样的体验:
手电筒里的两节干电池用久了以后,灯泡发红,这就是我们常说的“电池没有电了”,有人为了“节约”,在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用,某同学为了检验这种做法是否合理,设计了下面的实验.
(1)该同学设计了如图(a)所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻,并将测量结果描绘成如图(b)所示的U-I图象.由图象可知:
新电池:
电动势E1=________V;电阻r1=________Ω;
旧电池:
电动势E2=________V,电阻r2=________Ω.
(2)计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率.(手电筒的小灯泡上标有“3V 2W”,认为小灯泡电阻不随电压变化)
(3)计算
(2)小题中旧电池提供的电功率和它本身消耗的电功率分别是多少?
(4)你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理?
简述理由.
[答案]
(1)1.5 0.3 1.2 4
(2)51% (3)0.37W 0.38W (4)见解析
[解析]
(1)由图象知,新电池电动势为
E1=1.5V,内阻r1=Ω=0.3Ω
旧电池电动势为
E2=1.2V
内阻r2=Ω=4Ω
(2)由η=×100%得
η=×100%=×100%
又由R灯==Ω=4.5Ω
R总=(4+4.5+0.3)Ω=8.8Ω
故η=×100%=51%
(3)旧电池提供的功率
P供=E2I=1.2×W=0.37W
旧电池消耗的功率
P消=I2r2=()2×4W=0.38W
(4)通过计算表明:
新旧电池搭配使用,不仅电源效率低,而且旧电池内阻消耗功率有可能大于旧电池本身所提供的功率,从而成为耗电元件,所以新旧电池搭配使用的做法不妥.
11.如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器.当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示.其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的.求:
(1)电源的电动势和内阻.
(2)定值电阻R2的阻值.
(3)滑动变阻器的最大阻值.
[答案]
(1)20V、20Ω
(2)5Ω (3)300Ω
[解析]
(1)将题中乙图中AB线延长,交U轴于20V处,交I轴于1.0A处,
所以电源的电动势为E=20V,内阻r==20Ω.
(2)当P滑到R3的右端时,电路参数对应乙图中的B点,即U2=4V、I2=0.8A,得R2==5Ω.
(3)当P滑到R3的左端时,由乙图知此时U外=16V,I总=0.2A,所以P外==80Ω.
因为R外=+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为:
R3=300Ω.
12.如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,极板长l=80cm,两板间的距离d=40cm.电源电动势E=40V,内电阻r=1Ω,电阻R=15Ω,闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=4m/s水平向右射入两板间,该小球可视为质点.若小球带电量q=1×10-2C,质量为m=2×10-2kg,不考虑空气阻力,电路中电压表、电流表均是理想电表.若小球恰好从A板右边缘射出(g取10m/s2).求:
(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多少?
(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少?
(3)此时电源的输出功率是多少?
[答案]
(1)24Ω
(2)1A 39V (3)39W
[解析]
(1)设小球在板间飞行时间为t,
t==s=0.2s
根据d=at2得飞行加速度
a==m/s2=20m/s2
对小球根据牛顿第二定律得q-mg=ma,解得:
UAB==V
=24V
所以滑动变阻器两端电压U滑=UAB=24V
设通过滑动变阻器的电流为I,由欧姆定律得,
I==A=1A
滑动变阻器接入电路的阻值R滑==24Ω.
(2)此时电流表的示数为1A,
电压表的示数为
U=E-Ir=(40-1×1)V=39V.
(3)电源的输出功率P出=IU=39W.
13.如图甲所示的电路中R1=R2=100Ω,是阻值不随温度而变的定值电阻.白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙的I-U图线所示.电源电动势E=100V,内阻不计.求:
(1)当电键S断开时,灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率;
(2)当电键S闭合时,灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率.
[答案]
(1)40V 0.6A 24W
(2)2.5V 0.5A 12.5W
[解析]
(1)当S断开时,因R1是定值电阻,与灯泡串联,设灯泡上的电压为U,电流为I,根据闭合电路的欧姆定律有:
E=U+IR1,代入数据得:
I=1-.
在I-U图上作出这条直线,如图所示,这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(40,0.60).由此可知此时流过灯泡的电流为0.6A,灯泡上的电压为40V,灯泡的实际功率P=24W.
(2)当S闭合时,设灯泡上的电压为U,电流为I,根据闭合电路的欧姆定律有:
E=U+(I+)R1,代入数据有:
50=U+50I,即I=1-
在I-U图上作出这条直线,如图所示,这条直线与灯泡的伏安特性曲线的交点为(25,0.5).由此可知此时流过灯泡的电流为0.5A,灯泡上的电压为25V,灯泡的实际功率P=12.5W.
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- 高三物理总复习同步练习 72 闭合电路欧姆定律及其应用 物理 复习 同步 练习 闭合电路 欧姆定律 及其 应用