2024-2025學(xué)年高中物理第2章恒定電流7閉合電路的歐姆定律作業(yè)含解析新人教版選修3-1

PAGE5-閉合電路的歐姆定律(時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．一個(gè)閉合電路是由電池供電的，外電路是純電阻時(shí)，以下說法正確的是()A．當(dāng)外電阻增大時(shí)，路端電壓增大B．當(dāng)外電阻減小時(shí)，路端電壓增大C．當(dāng)外電阻減小時(shí)，電路中的電流減小D．電池的內(nèi)阻越小，外電阻變更時(shí)，路端電壓的變更越大A[依據(jù)U＝E－Ir，當(dāng)外電阻增大時(shí)，I減小，U增大，A正確，B錯(cuò)誤。依據(jù)I＝eq\f(E,R＋r)，C錯(cuò)誤。再依據(jù)U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D錯(cuò)誤。]2．有兩個(gè)相同的電阻R，串聯(lián)起來接在電動(dòng)勢(shì)為E的電源上，電路中的電流為I；將它們并聯(lián)起來接在同一電源上，此時(shí)流過電源的電流為eq\f(4I,3)，則電源的內(nèi)阻為()A．R B．eq\f(R,2)C．4R D．eq\f(R,8)C[由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)及閉合電路的歐姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝eq\f(4,3)I(eq\f(R,2)＋r)，由以上兩式可得r＝4R。]3．A、B、C是三盞不同規(guī)格的燈泡，按圖所示方式連接恰好均能正常發(fā)光，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r，將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，則A、B、C三盞燈亮度變更狀況是()A．三盞燈都變亮B．三盞燈都變暗C．A、B兩盞燈變亮，C燈變暗D．A、C兩盞燈變暗，B燈變亮D[P向右移動(dòng)后滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻增大，故電路總電阻增大，路端電壓增大，總電流減小。A在干路上，所以通過A的電流減小，故A變暗；因?yàn)槁范穗妷涸龃?，所以并?lián)電路兩端電壓增大，即B兩端電壓增大，故B變亮，通過B的電流增大，而總電流是減小的，所以通過C的電流減小，故C變暗，故D正確。]4.兩個(gè)電源a、b的路端電壓和電流的變更關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知()A．電源a的內(nèi)阻較小，電動(dòng)勢(shì)較大B．電源a的內(nèi)阻較大，電動(dòng)勢(shì)較大C．電源b的內(nèi)阻較大，電動(dòng)勢(shì)較小D．電源b的內(nèi)阻較大，電動(dòng)勢(shì)較大B[U-I圖線的縱截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，所以Ea>Eb，圖線斜率的肯定值等于電源的內(nèi)阻，所以ra>rb，故B正確。]5．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。當(dāng)可變電阻的滑片P向b點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，電壓表的讀數(shù)U1與電壓表的讀數(shù)U2的變更狀況是()A．U1變大，U2變小B．U1變大，U2變大C．U1變小，U2變小D．U1變小，U2變大A[滑片P向b移動(dòng)時(shí)，總電阻變大，干路中I＝eq\f(E,R＋r)變小。由于路端電壓U＝E－Ir，U增大，即V1表示數(shù)U1變大。由于V2表示數(shù)U2＝IR，所以U2減小，所以A正確。]6．如圖所示，閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后，水平放置的平行金屬板間的帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將滑動(dòng)變阻器R2的滑片向a端移動(dòng)，則()A．電壓表讀數(shù)增大 B．電流表讀數(shù)減小C．R1消耗的功率減小 D．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)D[由題圖可知，R1與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；電容器與變阻器并聯(lián)；當(dāng)滑片向a端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小，總電阻減?。挥砷]合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；路端電壓減小，同時(shí)R1兩端的電壓增大，所以電壓表示數(shù)減小，電流示數(shù)增大，故A、B錯(cuò)誤。流過R1的電流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C錯(cuò)誤。電容器板間電壓減小，板間電場(chǎng)強(qiáng)度減小，故質(zhì)點(diǎn)P受到的向上電場(chǎng)力減小，則重力大于電場(chǎng)力，質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，故D正確。]二、非選擇題(14分)7．如圖所示的電路中，S閉合后，電壓表和電流表(均為志向電表)的示數(shù)分別為1.6V和0.4A。S斷開后，它們的示數(shù)分別變更0.1V和0.1A，求電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻。[解析]S閉合后，R1、R2并聯(lián)接入電路，由閉合電路歐姆定律得U1＝E－I1r，即E＝1.6V＋0.4A×r ①S斷開后，只有R1接入電路，由閉合電路歐姆定律得U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)A×r ②由①②得E＝2V，r＝1Ω。[答案]2V1Ω一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1.在如圖所示的電路中，R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，設(shè)電流表的讀數(shù)為I，電壓表的讀數(shù)為U，當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)()A．I變大，U變小 B．I變大，U變大C．I變小，U變大 D．I變小，U變小D[本題考查閉合電路的動(dòng)態(tài)分析。當(dāng)R5的滑動(dòng)觸點(diǎn)向圖中a端移動(dòng)時(shí)，R5接入電路的電阻變小，外電路的總電阻就變小，總電流變大，路端電壓變小即電壓表的讀數(shù)U變??；由于總電流變大，使得R1、R3兩端電壓都變大，而路端電壓又變小，因此，R2和R4串聯(lián)兩端電壓變小，則電流表的讀數(shù)I變小，故選D。]2．如圖所示某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)向燈電路，其中L為指示燈，L1、L2分別為左、右轉(zhuǎn)向燈，S為單刀雙擲開關(guān)，E為電源。當(dāng)S置于位置1時(shí)，以下推斷正確的是()A．L1的功率大于L與L2的功率之和B．L2的功率大于L與L1的功率之和C．L1比L2亮，L1的功率等于額定功率D．L2比L1亮，L2的功率等于額定功率A[由于電源存在內(nèi)阻，因而L1兩端電壓必定小于6V，因而L1的功率小于額定功率，同理L2的功率小于額定功率；L和L2的電阻之和大于L1的電阻，因而L1的功率大于L與L2功率之和。故選A。]3.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．1W B．6WC．2W D．2.5WC[由圖象中不難看出，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＝eq\f(E,I)＝1Ω。圖象上AB段所表示的功率為PAB＝P總－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W。故正確選項(xiàng)為C。]4.如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，三個(gè)燈泡亮度的變更狀況是()A．L1變亮，L2和L3均變暗B．L1變亮，L2不能確定，L3變暗C．L1變暗，L2和L3均變亮D．L1變亮，L2變亮，L3變暗C[當(dāng)滑片P向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，則總電阻減小，總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，所以L3變亮。因?yàn)閁3變大，且路端電壓變小，所以L1變暗。總電流變大，流過L1的電流變小，所以流過L2的電流增大，L2變亮。故選項(xiàng)C正確。]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)某品牌小汽車電動(dòng)機(jī)和車燈的實(shí)際電路可以簡(jiǎn)化為如圖所示的電路，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12.5V，內(nèi)阻r＝0.05Ω，電動(dòng)機(jī)的線圈電阻r′＝0.02Ω，只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)I1＝10A，再閉合S2，電動(dòng)機(jī)正常工作，電流表示數(shù)I2＝58A(電流表內(nèi)阻不計(jì))，不考慮燈絲電阻的變更。求：(1)在只閉合S1時(shí)，車燈兩端電壓UL和車燈的功率PL；(2)再閉合S2后，車燈兩端的電壓U′L和電動(dòng)機(jī)輸出功率P出。[解析](1)只閉合S1時(shí)，設(shè)車燈燈絲電阻為R，由歐姆定律得I1＝eq\f(E,R＋r)解得R＝1.2Ω車燈兩端的電壓UL＝I1R＝12V車燈消耗功率PL＝Ieq\o\al(2,1)R＝120W。(2)閉合S1、S2后，U′L＝E－I2r＝9.6V流過車燈的電流I′L＝eq\f(U′L,R)＝8A電動(dòng)機(jī)的輸出功率P出＝P入－P消＝U′L(I2－I′L)－(I2－I′L)2r′＝430W。[答案](1)12V120W(2)9.6V430W6．(13分)如圖所示的電路中，所用電源的電動(dòng)勢(shì)E＝4V，內(nèi)電阻r＝1Ω，電阻R1可調(diào)?，F(xiàn)將R1調(diào)到3Ω后固定。已知R2＝6Ω，R3＝3Ω，求：(1)開關(guān)S斷開和接通時(shí)，通過R1的電流分別為多大？(2)為了使A、B之間電路的電功率在開關(guān)S接通時(shí)能達(dá)到最大值，應(yīng)將R1的阻值調(diào)到多大？這時(shí)A、B間消耗的最大電功率是多少？[解析](1)開關(guān)S斷開時(shí)，I1＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝eq\f(4,1＋3＋6)A＝0.4A開關(guān)接通時(shí)，R2、R3并聯(lián)的總電阻R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2ΩI1′＝eq\f(E,r＋R1＋R23)＝eq\f(4,1＋3＋2)A＝0.667A。(2)開關(guān)接通時(shí)，A、B之間的總電阻R23＝2Ω為定值，所以，只有當(dāng)