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1、課后限時集訓(二十三) 電路 閉合電路歐姆定律
(建議用時:40分鐘)
[基礎對點練]
題組一:電路的串聯(lián)、并聯(lián)
1.(2019·大連模擬)如圖所示,電源電動勢為3 V,內阻為1 Ω,電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為3 Ω,電表均視為理想電表,則下列說法不正確的是( )
A.閉合開關S,電流表示數(shù)約為0.23 A
B.閉合開關S,電壓表示數(shù)約為1.3 V
C.如果撤去電壓表所在的整個支路,閉合開關S,電流表示數(shù)約為0.43 A
D.如果撤去電流表所在的整個支路,閉合開關S,電壓表示數(shù)約為1.4 V
A [閉合開關S,電阻R1、R2被短路,電路中的電流I=≈0.43
2、A;電壓表測的是R3兩端的電壓,U=IR3≈1.3 V;撤去電壓表所在支路,閉合開關S,電路中的電流不變,仍然為0.43 A;撤去電流表所在支路,電路為R1、R2、R3、R4串聯(lián),電壓表測量R2、R3兩端的電壓,整個回路的電流為I′== A,故電壓表示數(shù)為U′=I′(R2+R3)≈1.4 V。]
2.(多選)(2019·長沙模擬)如圖所示,電流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)是由兩個相同的靈敏電流計改裝而成,現(xiàn)將這兩個電流表并聯(lián)后接入電路中,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器,下列說法中正確的是( )
A.A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)
B.A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)
C.A1、A2
3、的指針偏轉角度之比為1∶1
D.A1、A2的指針偏轉角度之比為5∶1
BC [圖中的A1、A2并聯(lián),表頭的電壓相等,電流相等,指針偏轉的角度相同,所以A1、A2的指針偏轉角度之比為1∶1,電流表A1的量程為3 A,A2的量程為0.6 A,當偏轉角相同時,A1、A2的讀數(shù)之比為5∶1,即A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù),B、C正確。]
題組二:閉合電路歐姆定律的應用
3.如圖所示,直線A為電源的U-I圖線,直線B為電阻R的U-I圖線;用該電源和電阻組成的閉合電路,電源輸出功率和電路的總功率分別是( )
A.4 W,8 W
B.2 W,4 W
C.4 W,6 W
D.2 W,3 W
4、
C [由圖象可知,電源電動勢E=3 V,電路電流I=2 A,路端電壓U=2 V;則電源的輸出功率,即外電路功率為:P出=UI=2 V×2 A=4 W,電路的總功率為:P=EI=3 V×2 A=6 W,故選C。]
4.(2019·棗莊模擬)如圖所示,R1、R2是兩個定值電阻,R′是滑動變阻器,L為小燈泡,電源的內阻為r,開關S閉合后,當滑動變阻器的滑片P向上移動時,則( )
A.電壓表示數(shù)不變 B.小燈泡變亮
C.電容器處于充電狀態(tài) D.電源的電功率變大
C [閉合開關S后,當滑動變阻器觸頭P向上移動時,R′增大,外電路總電阻增大,干路電流減小,則小燈泡亮度變暗,電源的內電壓
5、減小,路端電壓增大,則電壓表的示數(shù)變大,故A、B錯誤;電路穩(wěn)定時電容器的電壓等于R1、R′串聯(lián)總電壓,R′增大,根據串聯(lián)電路電壓分配規(guī)律可知,電容器兩端的電壓增大,則電容器處于充電狀態(tài),故C正確;電源的總功率為P=EI,干路電流I減小,E不變,則電源的總功率變小,故D錯誤。]
5.(多選)(2019·成都模擬)如圖所示,電源電動勢大小為E,內阻大小為r,閉合開關S,當滑動變阻器的滑片P向右滑動的過程中( )
A.小電珠L變亮
B.電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變大
C.電源的效率變大
D.處于電容器C兩板間某點的一個負點電荷所具有的電勢能變大
AD [當滑片向右滑動的過程中,其有
6、效阻值變小,所以根據閉合電路歐姆定律得知:干路電流變大,路端電壓變小,電流表讀數(shù)變大,電壓表讀數(shù)變小,小電珠L變亮,故A正確,B錯誤;電源的效率η====,則當R減小時,電源的效率減小,選項C錯誤;與變阻器并聯(lián)的電容器兩端電壓變小,處于電容器C兩板間某點的電勢降低,則負點電荷在該點所具有的電勢能變大,故D正確。]
6.(2019·成都模擬)如圖所示,電源電動勢E=12 V,內阻r=1.0 Ω,電阻R1=4.0 Ω,R2=7.5 Ω,R3=5.0 Ω,電容器的電容C=10 μF。閉合開關S,電路達到穩(wěn)定后電容器的電荷量為( )
A.4.5×10-5 C B.6.0×10-5 C
C.
7、7.5×10-5 C D.1.2×10-4 C
B [閉合開關S,R1和R3串聯(lián),電容器的電壓等于R3的電壓,為:U=E=×12 V=6.0 V;電容器上所帶的電荷量Q=CU=10×10-6×6.0 C=6.0×10-5 C,故選B。]
7.(多選)(2019·烏魯木齊模擬)如圖所示,電路中燈泡A、B均正常發(fā)光。忽然燈泡B比原來變暗了些,而燈泡A比原來變亮了些。電路中出現(xiàn)的故障可能是( )
A.R2發(fā)生斷路
B.R3發(fā)生斷路
C.R1、R2同時發(fā)生斷路
D.R1、R3同時發(fā)生斷路
AC [假設R1所在支路斷路,則外電路總電阻增大,A、B兩燈的電壓均增大,兩燈消耗的電功率也增
8、大,兩燈都應變亮。這與題設現(xiàn)象不符,可見R1支路完好,再假設R2所在支路斷路,則A燈所在并聯(lián)支路的電阻增大,導致外電路總電阻增大,干路中電流減小,電源的路端電壓U增大,流過R1的電流I1增大,流過電燈所在并聯(lián)支路的電流I2(I2=I總-I1)減小,B燈的電壓UB=I2RB減小,B燈的電功率也減小,B燈變暗。A燈的電壓UA(UA=U-UB)增大。由于上述結論與題設現(xiàn)象相符,故R2所在支路斷路,故A正確,B錯誤;由“串反并同”規(guī)律可知,C正確,D錯誤。]
8.如圖所示的圖線①表示某電池組的輸出電壓與電流的關系(U -I圖線),圖線②表示其輸出功率與電流的關系(P -I圖線)。則下列說法錯誤的是(
9、 )
A.電池組的電動勢為50 V
B.電池組的內阻為 Ω
C.電流為2.5 A時,外電路的電阻約為15 Ω
D.輸出功率為120 W時,輸出電壓是30 V
B [由圖線①可知,電源電動勢為50 V,內阻為5 Ω,選項A正確,B錯誤;由圖線②可知,電流為2.5 A時,電源輸出功率約為95 W,即電源輸出電壓約為38 V,所以外電路電阻約為15 Ω,選項C正確;當輸出功率是120 W時,電路電流為4 A,輸出電壓為30 V,選項D正確。]
[考點綜合練]
9.(多選)如圖所示的火警報警裝置,R1為熱敏電阻,若溫度升高,則R1的阻值會急劇減小,從而引起電鈴電壓的增加,當電鈴電壓
10、達到一定值時,電鈴會響。下列說法正確的是( )
A.要使報警的臨界溫度升高,可以適當增大電源的電動勢
B.要使報警的臨界溫度降低,可以適當增大電源的電動勢
C.要使報警的臨界溫度升高,可以把R2的滑片P適當向下移
D.要使報警的臨界溫度降低,可以把R2的滑片P適當向下移
BD [要使報警的臨界溫度升高,R1對應的阻值減小,電路中電流會增大,電鈴兩端的電壓會增大,而電鈴電壓達到一定值時,電鈴會響,要使電鈴的電壓仍為原來的值,必須適當減小電源的電動勢,相反,要使報警的臨界溫度降低,可以適當增大電源的電動勢,故A錯誤,B正確。要使報警的臨界溫度升高,R1對應的阻值減小,根據串聯(lián)電路的
11、特點可知,將使電鈴的電壓增大,要使電鈴的電壓仍為原來的值,可以把R2的滑片P適當向上移,以減小R2,相反,要使報警的臨界溫度降低,可以把R2的滑片P適當向下移,故C錯誤,D正確。]
10.(2019·北京模擬)圖甲是觀察電容器放電的電路。先將開關S與1端相連,電源向電容器充電,然后把開關S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流信息傳入計算機,在屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖乙所示。則下列判斷正確的是( )
甲 乙
A.隨著放電過程的進行,該電容器的電容逐漸減小
B.根據I-t曲線可估算出該電容器的電容大小
C.電容器充電過程的I-t曲線電流應該隨
12、時間的增加而增大
D.根據I-t曲線可估算出電容器在整個放電過程中釋放的電荷量
D [電容器的電容由電容器本身的特性決定,與板間的電荷量無關,因此在放電過程中,該電容器的電容不變,故A錯誤;I-t圖線與時間軸圍成的面積表示電荷量,可估算出電容器在整個放電過程中釋放的電荷量,但由于電容器電壓的變化量無法估算,由C=知,不能估算出該電容器的電容大小,故B錯誤,D正確;電容器充電過程,電流應該隨時間的增加而減小,充電完畢時電流減為零,故C錯誤。]
11.(2019·杭州模擬)某學校創(chuàng)建綠色校園,如圖甲為新裝的一批節(jié)能路燈,該路燈通過光控開關實現(xiàn)自動控制:電燈的亮度可自動隨周圍環(huán)境的亮度改變而改
13、變。如圖乙為其內部電路簡化原理圖,電源電動勢為E,內阻為r,Rt為光敏電阻(光照強度增加時,其電阻阻值減小)?,F(xiàn)增加光照強度,則下列判斷正確的是( )
甲 乙
A.電源路端電壓不變
B.B燈變暗,A燈也變暗
C.R0兩端電壓變小
D.電源總功率不變
B [光照增強時,Rt阻值變小,干路電流變大,內電壓變大,外電壓變小,故A燈變暗。由于I干=IA+I0,I干變大,IA變小,故I0變大。由于U0=I0R0變大,U外變小,由U外=U0+UB,可知UB變小,故B燈變暗,綜上分析,B正確。]
12.(多選)(2019·蘇州檢測)硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。
14、如圖所示,圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關系圖象(電池電動勢不變,內阻不是定值),圖線b是某電阻R的U-I圖象。在該光照強度下將它們組成閉合回路時,下列說法中正確的是( )
A.硅光電池的內阻為8 Ω
B.硅光電池的總功率為0.4 W
C.硅光電池的內阻消耗的熱功率為0.32 W
D.若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大
AC [由圖可知該電池的電源電動勢為3.6 V,由U內+UR=E可知內電壓為1.6 V,硅光電池的內阻為r== Ω=8 Ω,故A正確;硅光電池的總功率為P總=EI=3.6×0.2 W=0.72 W,故B錯誤;硅光電池的內阻消耗
15、的熱功率為P熱=I2r=0.22×8 W=0.32 W,故C正確;若將R換成阻值更大的電阻,電路中電阻兩端的電壓變大,但電流變小,硅光電池的輸出功率不一定增大,故D錯誤。]
13.(2019·南昌質檢)如圖所示,電源電動勢E=10 V,內阻r=1 Ω,R1=3 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF。
(1)閉合開關S,求穩(wěn)定后通過R1的電流;
(2)然后將開關S斷開,求電容器兩端的電壓變化量和流過R1的總電荷量;
(3)如果把R2換成一個可變電阻,其阻值可以在0~10 Ω 范圍變化,求開關閉合并且電路穩(wěn)定時,R2消耗的最大電功率。
解析:(1)穩(wěn)定時,電路中的電流:
I==1 A。
(2)S閉合,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時,電容器兩端的電壓:
U=IR2=1×6 V=6 V
斷開后,電容器兩端的電壓為10 V
所以ΔU=4 V
流過R1的總電荷量為:
ΔQ=ΔU·C=1.2×10-4 C。
(3)PR2=·R2
=
可見當R2=R1+r時,R2消耗的功率最大
PmR2==6.25 W。
答案:(1)1 A (2)4 V 1.2×10-4 C (3)6.25 W
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