2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律2閉合電路的歐姆定律檢測(cè)含解析新人教版必修第三冊(cè)

PAGE8-閉合電路的歐姆定律(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)1.鋰離子電池充電電壓為4.2V,充電電流為500mA,關(guān)于在充電過(guò)程中的鋰電池,以下說(shuō)法正確的是 ()A.1s通過(guò)電池某一橫截面的電荷量為500CB.1s通過(guò)電池某一橫截面的電荷量為0.5CC.1s內(nèi)生成2.1J的電能D.1s內(nèi)消耗的電能為2100J【解析】選B。由I=得q=It=0.5×1C=0.5C,A錯(cuò)誤,B正確;1s內(nèi)消耗的電能:E電=UIt=4.2×0.5×1J=2.1J,充電過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,C、D均錯(cuò)誤。2.如圖所示的電路中,把R由2Ω變更為6Ω時(shí),電流減小為原來(lái)的一半,則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為 ()A.4ΩB.8ΩC.6Ω D.2Ω【解析】選D。依據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r),當(dāng)R=2Ω時(shí),E=I(2Ω+r);當(dāng)R=6Ω時(shí),E=(6Ω+r),解得r=2Ω,故選D。3.在如圖的閉合電路中,當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí),兩電表讀數(shù)的變更是 ()A.A變大,V變大B.A變小,V變大C.A變大,V變小D.A變小,V變小【解析】選B。當(dāng)滑片向右移動(dòng)時(shí),R變大,電路中的總電阻變大。依據(jù)閉合電路歐姆定律:電路中的電流I=變小,即電流表讀數(shù)變小;電壓表讀數(shù)U=E-IR0變大,B正確。4.如圖所示,直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,設(shè)兩個(gè)電源的內(nèi)阻分別為ra和rb,若將肯定值電阻R0分別接到a、b兩電源上,通過(guò)R0的電流分別為Ia和Ib,則下列說(shuō)法不正確的是 ()A.ra>rbB.Ia>IbC.R0接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源的效率較低D.R0接到b電源上,電源的輸出功率較小,電源的效率較低【解析】選D。在電源路端電壓與電流的關(guān)系圖像中,圖線斜率的肯定值表示電源內(nèi)阻,則ra>rb,A正確;如圖所示,在圖像中作出定值電阻R0的U-I圖線,與電源的U-I圖線的交點(diǎn)表示當(dāng)將R0接入電路時(shí)的工作點(diǎn),Ia>Ib,B正確;由P=UI可知R0接到a電源上,電源的輸出功率較大,由η====可知,R0接到a電源上,電源的效率較低,C正確,D錯(cuò)誤。5.如圖所示,直線OAC為某始終流電源的總功率隨電流I變更的圖線,曲線OBC表示同始終流電源內(nèi)部的熱功率隨電流I變更的圖線。若A、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)均為1A,那么AB線段表示的功率為 ()A.1WB.6WC.2WD.2.5W【解析】選C。由題圖知,在C點(diǎn),電源的總功率等于電源內(nèi)部的熱功率,所以電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3V,短路電流為I=3A,所以電源的內(nèi)阻為r==1Ω。圖像上AB段所表示的功率為PAB=P總-I'2r=(1×3-12×1)W=2W。6.直流電路如圖所示,在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),下列關(guān)于電源的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.總功率肯定減小B.效率肯定增大C.內(nèi)部損耗功率肯定減小D.輸出功率肯定先增大后減小【解析】選D?；瑒?dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器連入電路部分的阻值變大,因而電流減小,由P總=IE可知電源的總功率減小,選項(xiàng)A正確?；瑒?dòng)變阻器連入電路部分阻值變大,路端電壓變大,由η=可知電源的效率增大,選項(xiàng)B正確。內(nèi)部損耗功率為P內(nèi)=I2r,電流減小,因而內(nèi)部損耗功率減小,選項(xiàng)C正確。電源輸出功率為外電阻消耗功率,但外電阻與內(nèi)電阻的大小關(guān)系未知,因而不能推斷輸出功率的變更狀況,選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】法國(guó)和德國(guó)兩名科學(xué)家先后獨(dú)立發(fā)覺(jué)了“巨磁電阻”效應(yīng),共同獲得2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。所謂“巨磁電阻”效應(yīng),是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)存在巨大變更的現(xiàn)象。物理愛(ài)好小組的同學(xué)從“巨磁電阻”效應(yīng)聯(lián)想到一些應(yīng)用,他們的探究如下:為了兒童平安,布絨玩具必需檢測(cè)其中是否存在金屬斷針,可以先將玩具放置在強(qiáng)磁場(chǎng)中,若其中有斷針,則斷針被磁化,用磁報(bào)警裝置可以檢測(cè)到斷針的存在。如圖是磁報(bào)警裝置一部分電路示意圖,其中RB是利用“巨磁電阻”效應(yīng)而制作的磁敏傳感器,它的電阻隨斷針的出現(xiàn)而減小,a、b接報(bào)警器,當(dāng)傳感器RB所在處出現(xiàn)斷針時(shí),電流表的電流I、ab兩端的電壓U將 ()A.I變大,U變大B.I變小,U變小C.I變大,U變小 D.I變小,U變大【解析】選C。當(dāng)RB處出現(xiàn)斷針時(shí),RB減小,R總減小,I總增大,I總r增大,U=E-I總r將減小;由于I總增大,所以R1分壓增大,UR1+URB=U,可得URB減小,IR3減小,由IR3+I=I總,可得I增大。二、非選擇題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(10分)將電動(dòng)勢(shì)為3V的電源接入電路中,測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4V,當(dāng)電路中有6C的電荷流過(guò)時(shí),求:(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能?！窘馕觥坑呻妱?dòng)勢(shì)定義可知,在電源內(nèi)部,非靜電力每移送1C電荷,有3J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。也可認(rèn)為在電源中,非靜電力移送電荷做多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;在外電路中,靜電力移送電荷做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(1)W=Eq=3×6J=18J,電源中共有18J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。(2)W1=Uq=2.4×6J=14.4J,外電路中共有14.4J電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)由能量守恒定律知,內(nèi)電路中有18J-14.4J=3.6J的電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。答案:(1)18J(2)14.4J(3)3.6J8.(14分)電路圖如圖甲所示,圖乙是電路中的電源的路端電壓隨電流變更的關(guān)系圖像,滑動(dòng)變阻器的最大阻值為15Ω,定值電阻R0=3Ω。(1)當(dāng)R為何值時(shí),R0消耗的功率最大?最大值為多少?(2)當(dāng)R為何值時(shí),電源的輸出功率最大?最大值為多少?(3)當(dāng)R為何值時(shí),R消耗的功率最大?最大功率為多少?【解析】(1)由題圖乙知電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E=20V,r=7.5Ω。由題圖甲分析知道,當(dāng)R=0時(shí),R0消耗的功率最大,為P=()2R0=()2×3W=10.9W。(2)當(dāng)r=R+R0時(shí),即R=4.5Ω時(shí),電源的輸出功率最大,最大值P'=()2(R0+R)=()2×(3+4.5)W=13.3W。(3)把定值電阻R0和電源作為一個(gè)等效電源,其電動(dòng)勢(shì)E=20V,內(nèi)阻r1=r+R0=10.5Ω,則當(dāng)R=r1=10.5Ω時(shí),R消耗的功率最大,此時(shí)Pmax==W=9.5W。答案:(1)010.9W(2)4.5Ω13.3W(3)10.5Ω9.5W【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r,C為電容器,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器。開(kāi)關(guān)閉合后,燈泡L能正常發(fā)光。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí),下列推斷正確的是 ()A.燈泡L將變暗B.燈泡L將變亮C.電容器C所帶的電荷量將減小D.電容器C所帶的電荷量將增大【解析】選A、D。由題意可知滑動(dòng)變阻器連入電路阻值增大,電流I=減小,燈泡L將變暗,故A正確,B錯(cuò)誤。路端電壓U=E-Ir增大,則電容器所帶電荷量Q=CU增大,故C錯(cuò)誤,D正確。(15分鐘40分)9.(7分)如圖所示電路中,電源電壓不變,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),下列推斷正確的是 ()A.電壓表示數(shù)不變,電流表示數(shù)不變B.電壓表示數(shù)變小,電流表示數(shù)變小C.電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變小D.電壓表和電流表的示數(shù)的比值不變【解析】選D。由電路圖可知,滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián),電壓表測(cè)量R0兩端的電壓,電流表測(cè)量電路中的電流。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),其接入電路中的電阻變小,電路中的總電阻變小,電路中的電流變大,即電流表的示數(shù)變大,由U=IR可知,定值電阻R0兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)變大,故A、B、C錯(cuò)誤;因?yàn)殡妷罕砗碗娏鞅淼氖緮?shù)的比值等于定值電阻R0的阻值,所以電壓表和電流表的示數(shù)的比值不變,故D正確。10.(7分)(多選)在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,R1為定值電阻,R2為電阻箱,R3為光敏電阻,其阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小,V為志向電壓表,A為志向電流表,閉合開(kāi)關(guān)后,下列說(shuō)法正確的是 ()A.用光照耀R3,電流表示數(shù)變大B.用光照耀R3,電壓表示數(shù)變小C.增大電阻箱R2的阻值,電流表示數(shù)變大D.增大電阻箱R2的阻值,電壓表示數(shù)變小【解析】選A、C、D。用光照耀R3,R3的阻值減小,電路中的總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流增大,則R1兩端的電壓增大,電壓表示數(shù)變大,依據(jù)串聯(lián)分壓可知電阻箱R2兩端的電壓減小,流過(guò)R2的電流減小,依據(jù)并聯(lián)分流可知流過(guò)R3的電流增大,電流表示數(shù)變大,故A正確,B錯(cuò)誤;增大電阻箱R2的阻值,電路中的總電阻增大,由閉合電路歐姆定律可知,電路中電流減小,則R1兩端的電壓減小,電壓表示數(shù)變小,依據(jù)串聯(lián)分壓可知R3兩端的電壓增大,流過(guò)R3的電流增大,電流表示數(shù)變大,故C、D正確。11.(7分)如圖,直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡L1的U-I圖線的一部分,用該電源和小燈泡L1串聯(lián)起來(lái)組成閉合回路時(shí)燈泡L1恰能正常發(fā)光,則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.此電源的內(nèi)電阻為ΩB.燈泡L1的額定電壓為3V,額定功率為6WC.把燈泡L1換成阻值恒為1Ω的純電阻,電源的輸出功率將變小D.由于小燈泡L1的U-I圖線是一條曲線,所以燈泡發(fā)光過(guò)程中歐姆定律不適用【解析】選B。由圖像知,電源的內(nèi)阻為r=||=Ω=0.5Ω,A錯(cuò)誤;因?yàn)闊鬖1正常發(fā)光,故燈L1的額定電壓為3V,額定功率為P=UI=3×2W=6W,B正確;正常工作時(shí),燈L1的電阻為R1==1.5Ω,換成1Ω的純電阻后,該電阻更接近電源內(nèi)阻r,故電源的輸出功率將變大,C錯(cuò)誤;小燈泡是純電阻用電器,歐姆定律適用,其U-I圖線是一條曲線的緣由是燈泡的電阻隨溫度的變更而發(fā)生變更,D錯(cuò)誤。12.(19分)如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻未知,R1=8Ω,R2=1.5Ω,L是規(guī)格為“3V3W”的燈泡,開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),燈泡恰好正常發(fā)光。不考慮溫度對(duì)燈泡電阻