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課后分級(jí)演練(二十四) 閉合電路歐姆定律及其應(yīng)用
【A級(jí)——基礎(chǔ)練】
1.(2017寧德質(zhì)檢)電阻R1和R2分別標(biāo)有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω 0.5 A”，將它們串聯(lián)后接入電路中，如圖所示，則此電路中允許消耗的最大功率為( )
A．1.5 W B．3.0 W
C．5.0 W D．6.0 W
解析：A 由題意可知，兩電阻串聯(lián)后能通過的最大電流為I＝0.5 A，則電路允許消耗的最大電功率為P＝I2 (R1＋R2)＝1.5 W，A正確．
2.(多選)一個(gè)T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一測(cè)試電源，電動(dòng)勢(shì)為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則( )
A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 Ω
B．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 Ω
C．當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V
D．當(dāng)cd兩端接通測(cè)試電源時(shí)，ab兩端的電壓為80 V
解析：AC 當(dāng)cd端短路時(shí)，R2與R3并聯(lián)再與R1串聯(lián)，ab之間的等效電阻為40 Ω，A正確；同理可得B錯(cuò)誤；當(dāng)ab兩端接通測(cè)試電源時(shí)，R1、R3串聯(lián)，R2無效，cd兩端的電壓就等于R3分得的電壓，可以求得為80 V，C正確；同理可得D錯(cuò)誤．
3.兩個(gè)定值電阻R1、R2串聯(lián)接在U穩(wěn)定于12 V的直流電源上，有人把一個(gè)內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表接在R1的兩端，如圖所示，電壓表示數(shù)為8 V，如果把它改接在R2的兩端，則電壓表的示數(shù)將( )
A．小于4 V B．等于4 V
C．大于4 V而小于8 V D．等于或大于8 V
解析：A 當(dāng)電壓表并聯(lián)在R1兩端時(shí)，ab間的電阻是R1與電壓表內(nèi)阻RV并聯(lián)后的等效電阻Rab，Rab
2R2，由此可以推斷，當(dāng)不用電壓表測(cè)量時(shí)，R2分得的電壓小于4 V．當(dāng)把電壓表并在R2上時(shí)，bc間的電阻Rbc為R2和RV的并聯(lián)電阻，Rbcr乙，則將R先后接在這兩個(gè)電源上的情況相比較，下列說法正確的是( )
A．接在甲電源上時(shí)，定值電阻R上的電流較大
B．接在甲電源上時(shí)，電源輸出功率較大
C．接在甲電源上時(shí)，電源消耗的功率較大
D．接在乙電源上時(shí)，定值電阻R上的電壓較小
解析：C 根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝，因?yàn)镽＝r甲>r乙，所以，R接在乙電源上時(shí)，定值電阻R上的電流較大，定值電阻兩端的電壓U＝IR，因?yàn)榻釉谝译娫瓷蠒r(shí)電流較大，所以接在乙電源上時(shí)，定值電阻R的電壓較大，電源的輸出功率P輸出＝I2R，電流越大，輸出功率越大，故接在乙電源上時(shí)，電源的輸出功率較大，A、B、D錯(cuò)誤．電源內(nèi)阻消耗的功率P＝I2r＝()2r＝，則當(dāng)R＝r時(shí)，P最大，則知接在電源甲上時(shí)，電源內(nèi)阻消耗的功率最大，C正確．
6.如圖所示，將一根粗細(xì)均勻的電阻絲彎成一個(gè)閉合的圓環(huán)，接入電路中，電路與圓環(huán)的O點(diǎn)固定，P為與圓環(huán)良好接觸的滑動(dòng)頭，閉合開關(guān)S，在滑動(dòng)頭P緩慢地由m點(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)的過程中，電容器C所帶的電荷量將( )
A．由少變多 B．由多變少
C．先增多后減少 D．先減少后增多
解析：D 因圓環(huán)的兩部分電阻并聯(lián)，則當(dāng)兩部分電阻相等時(shí)，并聯(lián)阻值最大，則當(dāng)觸點(diǎn)P由m點(diǎn)經(jīng)n點(diǎn)移到q點(diǎn)的過程中，電路總電阻先變大后變小，由閉合電路歐姆定律得知，電路中電流先變小后變大，R的電壓先變小后變大，對(duì)于電容器，其電壓等于R兩端的電壓，則由Q＝CU，可知電容器的電荷量先減少后增多，D正確．
7．(2017重慶高三一診)利用如圖所示的電路可測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值．定值電阻R1、R2阻值已知，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路阻值為R3時(shí)，電流表示數(shù)為零，則Rx阻值等于( )
A．R2 B.
C. D.
解析：D 由并聯(lián)電路電壓相等可得
I1(R1＋R2)＝I2(Rx＋R3)①
由題知?表示數(shù)為0，說明?兩端電勢(shì)相等，
即I1R1＝I2R3②
由①②可得
Rx＝，故選D.
8．(多選)(2017連云港模擬)用標(biāo)有“6 V,3 W”的燈泡L1、“6 V,6 W”的燈泡L2與理想電壓表和理想電流表連接成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中電源電動(dòng)勢(shì)E＝9 V．圖乙是通過兩個(gè)燈泡的電流隨兩端電壓變化的曲線．當(dāng)其中一個(gè)燈泡正常發(fā)光時(shí)( )
A．電流表的示數(shù)為1 A B．電壓表的示數(shù)約為6 V
C．電路輸出功率為4 W D．電源內(nèi)阻為2 Ω
解析：CD 兩個(gè)燈泡串聯(lián)，所以電流相等．L1的額定電流為I1＝＝0.5 A，L2的額定電流為I2＝＝1 A，所以只有L1正常發(fā)光，電路中電流為0.5 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從題圖乙中可以看出，電流為0.5 A時(shí)，兩燈的電壓分別為6 V和2 V，由串聯(lián)分壓原理知，L1兩端電壓為6 V，L2兩端電壓為2 V，電壓表示數(shù)為2 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電路輸出功率為P＝UI＝(2＋6)0.5 W＝4 W，選項(xiàng)C正確；電源內(nèi)阻r＝＝2 Ω，選項(xiàng)D正確．
9.(2017遼寧省大連市重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示的部分電路中，已知I＝3 A，I1＝2 A，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，R3＝30 Ω，則通過電流表的電流大小和方向是( )
A．0.5 A，向右 B．0.5 A，向左
C．1 A，向右 D．1 A，向左
解析：A 對(duì)于穩(wěn)恒電路中的某一節(jié)點(diǎn)，流入的電流總和一定等于流出的電流總和，對(duì)于節(jié)點(diǎn)c，已知流入的電流I＝3 A，流出的電流I1＝2 A，則還有1 A的電流要流出節(jié)點(diǎn)c，由此可知經(jīng)過R2的電流I2＝1 A向右．根據(jù)歐姆定律，U1＝I1R1＝20 V，U2＝I2R2＝5 V，電壓等于電勢(shì)之差，U1＝φc－φa，U2＝φc－φb，兩式相減可得φb－φa＝15 V，即b點(diǎn)電勢(shì)比a點(diǎn)高15 V，則通過R3的電流I3＝＝0.5 A，方向向上，對(duì)于節(jié)點(diǎn)b，流入的電流I2＝1 A，流出的電流I3＝0.5 A，則還有0.5 A的電流流出b點(diǎn)，因此可判斷流過電流表的電流為0.5 A，向右．A正確．
10.(2017邯鄲模擬)如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則( )
A．電壓表讀數(shù)減小
B．電流表讀數(shù)減小
C．質(zhì)點(diǎn)P將向上運(yùn)動(dòng)
D．R3上消耗的功率逐漸增大
解析：A 由題圖可知，R2與滑動(dòng)變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)接在電源兩端；電容器與R3并聯(lián)；當(dāng)滑片向b端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻減小，則電路中總電阻減??；由閉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)R1兩端的電壓也增大；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(cuò)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(chǎng)力減小，則重力大于電場(chǎng)力，合力向下，電荷向下運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；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(cuò)誤．
【B級(jí)——提升練】
11．在圖甲所示電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑動(dòng)變阻器，在其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測(cè)得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點(diǎn)是滑片在變阻器上的兩個(gè)不同端點(diǎn)時(shí)分別得到的，則( )
A．電源的電動(dòng)勢(shì)為20 V、內(nèi)電阻為20 Ω
B．定值電阻R2的阻值為5 Ω
C．定值電阻R2消耗的最大功率為16 W
D．滑動(dòng)變阻器R3的最大阻值為300 Ω
解析：ABD 取UA＝16 V、IA＝0.2 A，UB＝4 V，IB＝0.8 A，利用E＝U＋I(xiàn)r，解得：E＝20 V，r＝20 Ω，A正確；當(dāng)滑片滑到最右端時(shí)，R3、R1均被短路，此時(shí)外電阻為R2且對(duì)應(yīng)圖中B點(diǎn)，則R2＝＝ Ω＝5 Ω，此時(shí)R2上功率最大，P2＝UBIB＝3.2 W，故B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)滑片位于R3最左端時(shí)，R3最大，此時(shí)外電阻為R＝＝ Ω＝80 Ω.又因?yàn)镽＝＋R2，解得R3＝300 Ω，D正確．
12.在如圖所示電路中，已知電表均為理想儀表，且小燈泡的電阻小于電源的內(nèi)阻，電流表A、電壓表V1、電壓表V2的讀數(shù)分別為I、U1和U2，P為被細(xì)線懸掛在兩平行金屬板間的帶電小球，細(xì)線與豎直方向間的夾角為θ，則當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)一小段距離的過程中，電流表A、電壓表V1、電壓表V2讀數(shù)變化量大小分別是ΔI、ΔU1和ΔU2，下列說法中正確的是( )
A．ΔU2大于ΔU1
B．燈泡變亮、細(xì)線與豎直方向間的夾角θ變大
C．電源的輸出功率變大
D.變大、變大
解析：C 滑動(dòng)變阻器電阻增大，總電流減小，R1電壓減小，R2電壓增大，而U外又增大，明顯R2電壓增大要超過R1電壓減小，則A錯(cuò)誤．U外增大，即燈泡兩端電壓增大，燈泡變亮；R1電壓減小，即電容器兩端電壓變小，細(xì)線與豎直方向間的夾角θ變小，則B錯(cuò)誤．小燈泡的電阻小于電源的內(nèi)阻，那么再并聯(lián)R1、R2就更小了，因外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)，P出最大，所以當(dāng)外電阻小于內(nèi)電阻時(shí)，外電阻增大，P出增大，則C正確.為外電阻，變大，為內(nèi)電阻，不變，則D錯(cuò)誤．
13．(多選)如圖所示，M、N是兩塊水平放置的平行金屬板，R0為定值電阻，R1和R2為可變電阻，開關(guān)S閉合．質(zhì)量為m的帶正電荷的微粒從P點(diǎn)以水平速度v0射入金屬板間，沿曲線打在N板上的O點(diǎn)．若經(jīng)下列調(diào)整后，微粒仍從P點(diǎn)以水平速度v0射入，則關(guān)于微粒打在N板上的位置說法正確的是( )
A．保持開關(guān)S閉合，增大R1，粒子打在O點(diǎn)左側(cè)
B．保持開關(guān)S閉合，增大R2，粒子打在O點(diǎn)左側(cè)
C．?dāng)嚅_開關(guān)S，M極板稍微上移，粒子打在O點(diǎn)右側(cè)
D．?dāng)嚅_開關(guān)S，N極板稍微下移，粒子打在O點(diǎn)右側(cè)
解析：AD 保持開關(guān)S閉合，由串并聯(lián)電壓關(guān)系可知，R0兩端的電壓為U＝R0，增大R1，U將減小，電容器兩端的電壓減小，故粒子受重力和電場(chǎng)力mg－qE＝ma，平行板兩極板電壓減小，產(chǎn)生的加速度增大，則＝at2，水平位移為x＝v0t＝v0，水平位移將減小，故粒子打在O點(diǎn)左側(cè)，故A正確；保持開關(guān)S閉合，增大R2，不會(huì)影響電阻R0兩端的電壓，故粒子打在O點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；斷開開關(guān)，平行板帶電量不變，平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝，結(jié)合C＝及C＝可得E＝，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故加速度不變，M極板稍微上移，不會(huì)影響離子的運(yùn)動(dòng)，故還打在O點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；如N板稍微下移，則粒子將打在O點(diǎn)右側(cè)，D正確．
14．(多選)如圖甲所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R1為滑動(dòng)變阻器，R2為定值電阻，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)的過程中，四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，圖乙中三條圖線分別表示三個(gè)電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法正確的是( )
A．圖線a表示的是電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況
B．圖線b表示的是電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況
C．此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量ΔU1和電流表示數(shù)變化量ΔI的比值絕對(duì)值不變
D．此過程中電壓表V示數(shù)的變化量ΔU和電流表示數(shù)變化量ΔI的比值絕對(duì)值變大
解析：AC 當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P向右滑動(dòng)的過程中，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，則總電流增大，內(nèi)電壓增大，路端電壓減小，可知電壓表V示數(shù)減小，電壓表V2的示數(shù)增大，所以電壓表V1的示數(shù)減小，則知，圖線a表示的是電壓表V1的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，圖線c表示的是電壓表V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，故A正確、B錯(cuò)誤；由閉合電路歐姆定律得：U1＝E－I(R2＋r)，則||＝R2＋r，保持不變，故C正確；由閉合電路歐姆定律得：U＝E－Ir，則||＝r，保持不變，故D錯(cuò)誤．故選A、C.
15．(多選)在如圖甲所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，L1、L2為相同規(guī)格的小燈泡，這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，R為定值電阻，阻值為7.5 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合后( )
A．L1的電阻為 Ω
B．L1消耗的電功率為7.5 W
C．L2的電阻為7.5 Ω
D．L2消耗的電功率為0.3 W
解析：CD S閉合后，L1兩端的電壓為3.0 V，由題圖乙可知，I1＝0.25 A，故P1＝0.75 W，R1＝12 Ω，A、B錯(cuò)誤．L2與R及電源串聯(lián)，把R和電源等效成電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為7.5 Ω的新電源，在題圖乙中作出新電源的I－U圖線，如圖，兩圖線的交點(diǎn)表示出了此時(shí)L2兩端的電壓與通過的電流的大小，由圖知U2＝1.5 V，I2＝0.2 A，所以R2＝＝ Ω＝7.5 Ω，P2＝U2I2＝1.50.2 W＝0.3 W，C、D正確．
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