2020版高考物理總復習 第八章 第2節(jié) 閉合電路歐姆定律練習（含解析）

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1、第2節(jié)　閉合電路歐姆定律 基礎必備練 1.(2018·北京豐臺區(qū)期末)實驗小組要測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻.根據實驗中記錄下的數據作出UI圖像如圖所示,可知電池的電動勢和內電阻是(　D　) A.E=1.45 V,r=0.8 Ω B.E=1.45 V,r=3.22 Ω C.E=1.5 V,r=1.0 Ω D.E=1.45 V,r=1.0 Ω 解析:根據路端電壓表達式U=E-Ir,而U-I圖像中,圖線與縱軸交點坐標值是1.45,則電源電動勢E=1.45 V,由于圖線斜率大小為電源內阻,則電源內阻r== Ω=1.0 Ω,D正確,A,B,C錯誤. 2.(2018·河南南陽一模)某一

2、電源的路端電壓與電流的關系、電阻R1,R2的電壓與電流的關系如圖所示,用此電源和電阻R1,R2組成電路,R1,R2可以同時接入電路,也可以單獨接入電路,為使電源輸出功率最大,可采用的接法是(　A　) A.將R1單獨接到電源兩端 B.將R2單獨接到電源兩端 C.將R1,R2串聯后接到電源兩端 D.將R1,R2并聯后接到電源兩端 解析:由題圖知電源電動勢E=3 V,電源內阻r=0.5 Ω. 電阻R1=0.5 Ω,R2=1 Ω. 電源輸出功率最大時,內外電路的電阻相等,則將R1單獨接到電源兩端時,電源輸出功率最大.故A項正確. 3.(2018·云南曲靖一模)如圖所示的電路中,閉合

3、開關S后,燈L1,L2都能發(fā)光.后來由于某種故障使燈L2突然變亮(未燒壞),電壓表的讀數增大,由此可推斷,這故障可能是(　A　) A.電阻R2斷路 B.電阻R2短路 C.燈L1兩接線柱間短路 D.電阻R1斷路 解析:由關系式U=E-Ir可以知道,電壓表讀數增大,即U變大,則電流I減小,再由I=可知,R增大,若電阻R2斷路,則L1兩端電壓減小,L2兩端電壓增大,L2突然變亮,故A正確;若R2或L1發(fā)生短路,則電阻減小,電流增大,路端電壓應該減小,故B,C錯誤;若電阻R1斷路,則總電阻增大,總電流減小,L2變暗,故D錯誤. 4.(2019·浙江杭州模擬)某學校創(chuàng)建綠色校園,

4、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,其電阻值減小).現增加光照強度,則下列判斷正確的是(　B　) 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 解析: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.則U0=I0R0變大,而U外變小,由U外=U0+UB,可知UB變小,故B燈變暗,選項B正確.

5、 5.(2018·湖南師大附中三模)(多選)節(jié)能的LED燈越來越普及,而驅動LED發(fā)光需要恒流源.如圖所示,電路中的電壓表、電流表都是理想電表,電源是一個恒流源(該恒流源輸出的電流大小方向都不變),在改變R2的過程中,電壓表的讀數為U,電流表A的讀數為I,電流表A1的讀數為I1,電流表A2的讀數為I2,它們的變化量的絕對值分別為ΔU,ΔI,ΔI1,ΔI2,以下說法正確的是(　ABD　) A.=R1,=R2 B.= C.= D.當R2=R1時,滑動變阻器R2消耗的電功率最大 解析:由歐姆定律可知R1=,R2=,A正確,因為I不變,I1的變化量與I2的變化量相等,所以B正確,因為

6、ΔI=0,所以C錯誤.由于=,I=I1+I2,則I2=I,P2=R2=I2()2,故當R1=R2時,R2消耗的電功率最大,D正確. 6.(2018·北京20中三模)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(　D　) 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

7、電過程中釋放的電荷量 解析: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. 7.(2019·百校聯盟猜題聯考)如圖所示的電路中,電源內阻不能忽略,R1,R2,R3均是可變電阻,將S1,S2都閉合,下列說法正確的是(　C　) A.只將R1阻值調大,C1,C2的帶電量都增大 B.只

8、將R2或R3的阻值調大,C1,C2的帶電量都減小 C.只斷開開關S2,C1,C2的帶電量都增大 D.只斷開開關S1,C1,C2的帶電量均不變 解析:當開關都閉合時,只將R1阻值調大,外電路總電阻增大,干路中總電流減小,路端電壓增大,流過電阻箱R2,R3的電流增大,R2,R3兩端電壓增大,由于C2被短路,C1與R1并聯,所以電容器C1兩端電壓增大,所以C1的帶電量增加,C2的帶電量為零,故A錯誤;只將R2或R3的阻值調大,外電路總電阻增大,干路中總電流減小,路端電壓增大,流過電阻箱R1的電流增大,所以流過電阻箱R2,R3的電流減小,所以電容器C1兩端電壓減小,C2兩端電壓為零,所以C1的帶

9、電量減小,C2的帶電量為零,故B錯誤;只斷開開關S2,外電路總電阻增大,干路中總電流減小,路端電壓增大,電容器C1,C2均與R1并聯,則兩端電壓均增大,所以C1,C2的帶電量都增大,故C正確;只斷開開關S1,C1放電,帶電量將減小,故D錯誤. 8.(2019·河北衡水中學模擬考試)(多選)某電路如圖所示,電源電動勢為E、內阻為r,定值電阻R1,R2,電位器(滑動變阻器)為R,L1是小燈泡,電壓表和電流表均為理想電表.當電位器的觸片滑向b端時,下列說法正確的是(　ACD　) A.小燈泡L1將變亮 B.電壓表示數與電流表A1示數的比值將變大 C.電流表A1的示數將變大 D.電源的總功

10、率將變大 解析:電位器的觸片滑向b端時,電位器電阻減小,外電路總電阻R減小,由閉合電路歐姆定律知,總電流增加,電流表A1的示數將變大,電壓表V的示數將減小,流過R1和R2的電流減小,流過L1的電流將增大,燈泡L1將變亮,故A,C正確;電壓表V的示數與電流表A1比值等于外電路總電阻,可知該比值變小,故B錯誤;總電流變大,由P=EI知,電源的總功率將變大,故D正確. 能力培養(yǎng)練 9.(2018·百校聯盟四月聯考)(多選)在如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內阻為r,D為理想二極管(正向電阻為0,反向電阻無限大),R1為定值電阻,C為電容器,電壓表和電流表均為理想電表,S1,S2均斷開,則下列

11、說法正確的是(　BC　) A.僅閉合S1,將滑動變阻器的滑片向右移,電壓表、電流表示數均變大 B.僅閉合S1,將滑動變阻器的滑片向右移,電容器的帶電量不變 C.先閉合S1,將滑動變阻器的滑片向右移,再閉合S2電容器有放電 現象 D.同時閉合S1,S2,將滑動變阻器的滑片向右移,定值電阻R1兩端的電壓增大 解析:僅閉合S1,回路中只有R1與R2串聯,當滑動變阻器的滑片向右移時R2的有效阻值減小,故總電阻減小,根據閉合電路的歐姆定律,總電流增大,路端電壓減小,則電流表示數增大,電壓表示數減小,因電容器與二極管串聯,電容器不能放電,故電容器的帶電量不變,故A錯誤,B正確;先閉合S1,

12、將滑動變阻器的滑片向右移,再閉合S2,電容器與R2形成閉合回路,電壓減小,故電容器所帶的電量減小,故電容器對外放電,故C正確;同時閉合S1,S2,二極管與R1并聯,而二極管的正向導電的電阻為零,定值電阻R1被短路,兩端電壓始終為零,故D錯誤. 10.(2018·江蘇泰州一模)如圖所示,電源電動勢E=6 V,內阻r=1 Ω,電流表內阻RA=3 Ω,三個定值電阻的阻值分別為R1=5 Ω,R2=10 Ω, R3=15 Ω,電容器電容C=1.0×10-10 F,問: (1)閉合開關S待電路穩(wěn)定后,電流表的示數是多少? (2)閉合開關S待電路穩(wěn)定后,電容器的帶電量是多少? (3)再次斷開開

13、關S待電路穩(wěn)定,通過R2的電量是多少? 解析:(1)根據電阻串、并聯的關系,有R外=RA+=9 Ω,根據閉合電路的歐姆定律,得電流表示數I==0.6 A. (2)電容器兩端電壓U=E-I(r+RA)=3.6 V,電容器帶電量Q=CU=3.6× 10-10 C. (3)電容器通過R2和R3放電,放電電流與電阻成反比,因此電量也跟電阻成反比,則通過R2的電量為QR2=Q=2.16×10-10 C. 答案:(1)0.6 A　(2)3.6×10-10 C　(3)2.16×10-10 C 11.(2018·廣州荔灣區(qū)一模)如圖(甲)所示的電路中,R1,R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R

14、2阻值未知,R3為一滑動變阻器.當其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖(乙)所示,其中A,B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點得到 的.求: (1)電源的電動勢和內阻. (2)定值電阻R2的阻值. (3)滑動變阻器的最大阻值. 解析:(1)電源的U-I圖像的縱截距表示電源電動勢,斜率表示內阻, 故E=20 V,r= Ω=20 Ω. (2)當R3的滑片自左向右滑時,R3阻值變小,電路總電阻變小,而總電流變大.由此可知,圖線上的A,B兩點是滑片分別位于最左端和最右端時所得到的.當滑片位于最右端時R3=0,R1被短路,外電路總電阻即為R2,則R

15、2== Ω=5 Ω. (3)當滑片在最左端時,其阻值最大,此時對應圖線上的A點.外電路總電阻R== Ω=80 Ω,由電路連接關系可得R=+R2,代入數值解得滑動變阻器的最大值R3=300 Ω. 答案:(1)20 V　20 Ω (2)5 Ω　(3)300 Ω 12.(2018·北京西城區(qū)一模)2015年4月16日,全球首創(chuàng)超級電容儲能式現代電車在中國寧波基地下線,如圖1所示.這種電車沒有傳統(tǒng)無軌電車的“長辮子”和空中供電網,沒有尾氣排放,乘客上下車的幾十秒內通過停車點的電源可充滿電并行駛幾公里,剎車和下坡時可把部分動能轉化成電能回收儲存再使用. (1)圖2所示為超級電容器充電過

16、程簡化電路圖,已知充電電源的電動勢為E,電路中的電阻為R.圖3是某次充電時電流隨時間變化的i-t圖像,其中I0,T0均為已知量. a.類比是一種常用的研究方法,對于直線運動,我們學習了用v-t圖像求位移的方法.請你借鑒此方法,根據圖3所示的i-t圖像,定性說明如何求電容器充電所獲得的電荷量;并求出該次充電結束時電容器所獲得的電荷量Q; b.請你說明在電容器充電的過程中,通過電阻R的電流為什么會逐漸減小;并求出電容器的電容C. (2)研究發(fā)現,電容器儲存的能量表達式為CU2,其中U為電容器兩端所加電壓,C為電容器的電容.設在某一次緊急停車中,在汽車速度迅速減為0的過程中,超級電容器兩極板間

17、電勢差由U1迅速增大到U2.已知電車及乘客總質量為m,超級電容器的電容為C0,動能轉化為電容器儲存的電能的效率為η.求電車剎車前瞬間的速度v0. 解析:(1)a.電容器充電所獲得的電荷量等于i-t圖線與橫、縱軸所圍的面積. 圖2中每一小格的面積為S0=I0×T0=0.01I0T0 圖線下約22小格,面積為S=22S0,所以電容器所獲得的電量Q=I0T0=0.22I0T0; b.電容器充電時,通過R的電流i=,U為電容器兩端的電壓,隨著電容器上電荷量的增大,U也增大,所以電流i減小.充電結束時,電容器兩端電壓等于電源的電動勢,即E=U,解得電容C==. (2)據能量守恒定律m×η=C0-C0,得剎車前的速度v0=. 答案:見解析 - 7 -