2017高中物理第2章恒定電流7閉合電路歐姆定律課時作業(yè)新人教版選修
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閉合電路歐姆定律 基 礎 夯 實 一、選擇題(1~4題為單選題,5、6題為多選題) 1.關于閉合電路,下列說法正確的是( B ) A.電源短路時,放電電流為無限大 B.電源短路時,內電壓等于電源電動勢 C.用電器增加時,路端電壓一定增大 D.把電壓表直接和電源連接時,電壓表的示數(shù)等于電源電動勢 解析:電源短路時,R=0,放電電流I=,U內=E,A錯誤,B正確;當并聯(lián)用電器增加時,并聯(lián)電阻變小,電路中的電流變大,內電壓變大,路端電壓變小,C錯誤;當電壓表直接和電源連接時,電壓表不視為理想電表時,電路中有微小電流,內電路有一定的電勢降落,D錯誤。 2.一同學將變阻器與一只6V,6~8W的小燈泡L及開關S串聯(lián)后接在6V的電源E上,當S閉合時,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光。按此圖的接法,當滑片P向右滑動時,燈泡將( B ) A.變暗 B.變亮 C.亮度不變 D.可能燒壞燈泡 解析:由圖可知,變阻器接入電路的是PB段的電阻絲,當滑片P向右滑動時,接入電路中的電阻絲變短,電阻減小,燈泡變亮,B選項正確。由于燈泡的額定電壓等于電源電壓,所以不可能燒壞燈泡。 3.如圖是一火警報警電路的示意圖,其中R3為用某種材料制成的傳感器,這種材料的電阻率隨溫度的升高而增大。值班室的顯示器為電路中的電流表,電源兩極之間接一報警器。當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時,顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是( B ) 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:當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時,R3的阻值增大,外電路的電阻增大,故路端電壓增大,即報警器兩端的電壓U變大,干路電流減小,所以R1的電壓減小,根據(jù)U=U1+U2得,U2增大,電流表電流I=增大,所以A正確,B、C、D錯誤。 4.如圖所示,直線A是電源的路端電壓和電流的關系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關系圖線,若將這兩個電阻分別接到該電源上,則( B ) A.R1接在電源上時,電源的效率高 B.R2接在電源上時,電源的效率高 C.R1接在電源上時,電源的輸出功率大 D.電源的輸出功率一樣大 解析:電源的效率η===,效率與路端電壓成正比,R1接在電源上時路端電壓大,效率高,故A正確,B錯誤;由圖線的交點讀出,R1接在電源上時U=U0,I=I0,電源的輸出功率P1=UI=U0I0,R2接在電源上時U=U0,I=I0,電源的輸出功率P2=UI=U0I0,故C、D錯誤,故選A。 5.如圖所示,用兩節(jié)干電池點亮幾個小燈泡,當逐一閉合開關,接入燈泡增多時,以下說法正確的是( ABC ) A.燈少時各燈較亮,燈多時各燈較暗 B.各燈兩端電壓在燈多時較低 C.通過電池的電流在燈多時較大 D.電池輸出功率燈多時較大 解析:由于電燈并聯(lián)在電路中,所以接入電路的電燈越多,總電阻越小,電路的總電流越大,電源的內電壓越大,路端電壓越低,流過每個燈的電流越小,每個電燈越暗,選項A、B、C正確,選項D錯。 6.(河南省洛陽一中2014~2015學年高二上學期檢測)學生為“神州十一號”載人飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝置,其原理可簡化如圖,拴在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動頭連接,該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處,在零刻度的兩側分別標上對應的正、負加速度值,當加速度方向豎直向上時電壓表的示數(shù)為正。這個裝置在“神州十一號”載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中,下列說法中正確的是( ABD ) A.飛船在豎直減速上升的過程中,處于失重狀態(tài),電壓表的示數(shù)為負 B.飛船在豎直減速返回地面的過程中,處于超重狀態(tài),電壓表的示數(shù)為正 C.飛船在圓軌道上運行時,電壓表的示數(shù)為零 D.飛船在圓軌道上運行時,電壓表的示數(shù)為負 解析:飛船在豎直減速上升的過程中,加速度方向豎直向下,由牛頓第二定律得知,飛船處于失重狀態(tài)。此時電壓表的示數(shù)為負,故A正確;飛船在豎直減速返回地面的過程中,加速度方向豎直向上,由牛頓第二定律得知,處于超重狀態(tài),電壓表的示數(shù)為正,故B正確;飛船在圓軌道上運行時,加速度方向豎直向下,電壓表的示數(shù)為負,故C錯誤,D正確。 二、非選擇題 7.(重慶楊家坪中學2015~2016學年高二上學期期中)如圖所示,電路中接電動勢為4V,內電阻為2Ω的直流電源,電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為4Ω,電容器的電容為30μF,電流表的內阻不計,當電路穩(wěn)定后。 (1)求電流表的讀數(shù); (2)求電容器所帶的電荷量; (3)如果斷開電源,求通過R2的電荷量。 答案:(1)0.4A (2)4.810-5C (3)2.410-5C 解析:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律:I==A=0.4A, 故電流表的讀數(shù)為0.4A。 (2)U3=IR3=0.44V=1.6V Q=CU3=4.810-5C 故電容器所帶的電荷量為4.810-5C (3)因R1、R2并聯(lián),且R1=R2,所以在放電回路中通過R2的電量為 =2.410-5C 故通過R2的電荷量為2.410-5C。 能 力 提 升 一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題) 1.(徐州市2014~2015學年高二上學期三校聯(lián)考)在輸液時,藥液有時會從針口流出體外,為了及時發(fā)現(xiàn),設計了一種報警裝置,電路如圖所示,M是貼在針口處的傳感器,接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化,導致S兩端電壓U增大,裝置發(fā)出警報,此時( C ) A.RM變大,且R越大,U增大越明顯 B.RM變大,且R越小,U增大越明顯 C.RM變小,且R越大,U增大越明顯 D.RM變小,且R越小,U增大越明顯 解析:傳感器M與R并聯(lián),再與S串聯(lián),S兩端電壓U增大,說明線路電流增大,總電阻變小,傳感器RM變??;傳感器電阻RM與R的并聯(lián)值R并==,顯然R越大,RM變化相同值時,R并變化越大,此時干路電流變化越大,U增大越明顯,綜上所述,選項C正確。 2.如圖所示為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動電動機組成的電路,蓄電池內阻為0.05Ω。電流表和電壓表均為理想電表,只接通S1時,電流表示數(shù)為10A。電壓表示數(shù)為12V,再接通S2,啟動電動機工作時,電流表示數(shù)變?yōu)?A,則此時通過啟動電動機的電流是( C ) A.2A B.8A C.50A D.58A 解析:只接通S1時,由閉合電路歐姆定律得: E=U+Ir=12V+100.05V=12.5V, R燈==Ω=1.2Ω,再接通S2后,流過電動機的電流為: I電動機=-I′=A-8A=50A, 故選項C正確。 3.(黑龍江牡丹江一中2015~2016學年高二上學期期中)如圖所示,圖中的四個電表均為理想電表,當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時,下面說法中正確的是( D ) A.伏特表V1的讀數(shù)減小,安培表A1的讀數(shù)減小 B.伏特表V1的讀數(shù)增大,安培表A1的讀數(shù)增大 C.伏特表V2的讀數(shù)減小,安培表A2的讀數(shù)增大 D.伏特表V2的讀數(shù)增大,安培表A2的讀數(shù)減小 解析:當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時,變阻器接入電路的電阻減小,由閉合電路歐姆定律得知,干路電流I增大,路端電壓U減小,則電流表A1讀數(shù)增大;電壓表V1讀數(shù)U1=E-I(R1+r),I增大,其他量不變,則U1減??;通過電流表A2的電流I2=,U1減小,則I2減??;通過電阻R2電流I2′=I-I2,I增大,I2減小,則I2′增大,則伏特表V2的讀數(shù)增大,故D正確,故選D。 4.(河南省實驗中學期中)如圖所示,平行金屬板中帶電質點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,則( AC ) A.電壓表讀數(shù)減小 B.電流表讀數(shù)減小 C.質點P將向下運動 D.R3上消耗的功率逐漸增大 解析:由圖可知,R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)后,再與R1串連接在電源兩端,電容器與R3并聯(lián),當滑片向b移動時,滑動變阻器接入電阻減小,則電路中總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可知電流增大,路端電壓減小,R1兩端的電壓增大,故并聯(lián)部分的電壓減小,由歐姆定律可知流過R3的電流減小,則流過并聯(lián)部分的電流增大,故電流表示數(shù)增大,故B錯誤;因并聯(lián)部分電壓減小,而R2中電壓增大,故電壓表示數(shù)減小,故A正確;因電容器兩端電壓減小,故電荷受到的向上電場力減小,則重力大于電場力,電荷向下運動,故C正確;因R3兩端的電壓減小,由P=可知,R3上消耗的功率減小,故D錯誤。 5.有一種測量體重的電子秤,其原理圖如下圖中的虛線部分所示,它主要由三部分構成:踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質是理想電流表)。設踏板的質量可忽略不計,已知理想電流表的量程為3A,電源電動勢為12V,內阻為2Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)為R=30Ω-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說法正確的是( AC ) A.該秤能測量的最大體重是1400N B.該秤能測量的最大體重是1300N C.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處 D.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400A處 解析:當電流表示數(shù)達到3A時,壓力傳感器受到的壓力最大,由E=I(R+r)可求得R=2Ω,由R=30Ω-0.02F可求得F=1400N,選項A正確,B錯誤;當踏板空載時,R′=30Ω,電流表G示數(shù)為I′==A=0.375A,選項C正確,D錯誤。 二、非選擇題 6.如圖所示,一電荷量q=310-4C帶正電的小球,用絕緣細線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點。S合上后,小球靜止時,細線與豎直方向的夾角α=37。已知兩板相距d=0.1m,電源電動勢E=12V,內阻r=2Ω,電阻R1=4Ω,R2=R3=R4=12Ω。g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求: (1)電源的輸出功率; (2)兩板間的電場強度的大??; (3)小球的質量。 答案:(1)10W (2)100N/C (3)410-3kg 解析:(1)R2與R3并聯(lián)后的電阻值R23==6Ω 由閉合電路歐姆定律得:I==1A電源的輸出功率為:P出=IE-I2r=10W (2)電容器兩板間的電壓UC=I(R1+R23) 電容器兩板間的電場強度 E1===100N/C (3)小球處于靜止狀態(tài),所受電場力為F,由平衡條件得:F=mgtanα,又有F=qE1所以m= 解得m=410-3kg。 7.(沈陽市東北育才中學2014~2015學年高二上學期檢測)如圖所示,電燈L標有“4V、1W”,滑動變阻器R總電阻為50Ω,當滑片P滑至某位置時,L恰好正常發(fā)光,此時電流表示數(shù)為0.45A,由于外電路發(fā)生故障,電燈L突然熄滅,此時電流表示數(shù)變?yōu)?.5A,電壓表示數(shù)變?yōu)?0V,若導線完好,電路中各處接觸良好,試問: (1)發(fā)生故障是短路還是斷路?發(fā)生在何處; (2)發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為多少; (3)電源電動勢和內電阻分別為多大? 答案:(1)故障為斷路,只可能燈L發(fā)生斷路;(2)發(fā)生故障前,滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω;(3)電源的電動勢為12.5V,內電阻為5Ω。 解析:(1)電路發(fā)生故障后,電流表示數(shù)變大,路端電壓U=U2=I2R2也增大,因此一定是外電路電阻增大所致,一定是外電路某處發(fā)生斷路故障,由于電流表有示數(shù),R2不可能斷路,電壓表有示數(shù)則變阻器不可能斷路,據(jù)題意可知只可能燈L發(fā)生斷路。 (2)L斷路后,外電路只有R2,因無電流流過R,故電壓表示數(shù)即為路端電壓為:U2=U端=10V,R2==Ω=20Ω L未斷路時恰好正常發(fā)光: UL=4V,IL==0.25A U端′=U2′=I2′R2=0.4520V=9V R===20Ω (3)根據(jù)閉合電路歐姆定律:E=U+Ir 故障前:E=9+(0.45+0.25)r, 故障后:E=10+0.5r, 解得:r=5Ω,E=12.5V- 配套講稿:
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