122闭合电路的欧姆定律人教版高中物理必修第三册课时训练Word下载.docx
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C.4R
选C 由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E=I(2R+r),E=
I
,由以上两式可得r=4R。
3.(多选)如图1所示电路中,电源电动势E=9V、内阻r=3Ω,R=15Ω,下列说法中正确的是( )
图1
A.当S断开时,UAC=9V
B.当S闭合时,UAC=9V
C.当S闭合时,UAB=V,UBC=0
D.当S断开时,UAB=0,UBC=0
选AC 当S断开时,UAC与UBC为路端电压,等于电源电动势,A正确,D错误;
当S闭合时,UAC=UAB=
R=V,UBC=I×
0=0,B错误,C正确。
4.(多选)如图2所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线;
直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线;
直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。
将这个电阻分别接到a、b两电源上,那么( )
图2
A.R接到b电源上时电源的效率高
B.R接到b电源上时电源的输出功率较大
C.R接到a电源上时电源的输出功率较大,但电源效率较低
D.R接到a电源上时电阻的发热功率较大,电源效率也较高
选AC 由题图知Ea>
Eb,内阻ra>
rb,当电阻R接到电源两极时,电源的效率为η=
=
,所以R接到电源b上时,电源的效率高,A对,D错。
由题图知,R接到电源a上时,电源的输出电压和电流均比接到b上时大,故R接到电源a上时,电源的输出功率较大,B错,C对。
5.如图3所示,电池电动势为E,内阻为r。
当可变电阻的滑片P向b点移动时,电压表
的读数U1与电压表
的读数U2的变化情况是( )
图3
A.U1变大,U2变小
B.U1变大,U2变大
C.U1变小,U2变小
D.U1变小,U2变大
选A 滑片P向b移动时,总电阻变大,干路中I=
变小。
由于路端电压U=E-Ir,U增大,即V1表示数U1变大。
由于V2表示数U2=IR,U2减小,所以A正确。
6.如图4所示,闭合开关S,电路稳定后,水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态,若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动,则( )
图4
A.电压表读数增大B.电流表读数减小
C.R1消耗的功率减小D.质点P将向下运动
选D 由图可知,R1与滑动变阻器串联;
电容器与变阻器并联;
当滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电阻减小,总电阻减小;
由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;
路端电压减小,同时R1两端的电压增大,所以电压表示数减小,电流示数增大,故A、B错误。
流过R1的电流增大,由公式P=I2R知R1消耗的功率增大,故C错误。
电容器板间电压减小,板间电场强度减小,故质点P受到的向上电场力减小,则重力大于电场力,质点P将向下运动,故D正确。
7.如图5所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,○与○分别为电压表与电流表。
初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
图5
A.○的读数变大,○的读数变小
B.○的读数变大,○的读数变大
C.○的读数变小,○的读数变小
D.○的读数变小,○的读数变大
选B 将S断开,则电路的总电阻变大,总电流变小,由U=E-Ir知,路端电压变大,故电压表的示数变大;
R1两端的电压IR1变小,则R3两端的电压变大,流过R3的电流变大,电流表的示数变大。
选项B正确。
8.如图6所示电路中,定值电阻R2=r(r为电源内阻),滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2+r。
在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中,以下说法正确的是( )
图6
A.电源的输出功率变小
B.R2消耗的功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小
D.以上说法都不对
选C 滑片向右移动,滑动变阻器接入电路部分电阻变小,电路中的电流变大,通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大,这两个电阻是定值电阻,消耗的功率变大,在滑动的过程中内阻始终小于外电阻,所以电源的输出功率增大。
考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分,当滑动变阻器的阻值等于2r时,消耗的功率最大,当滑动变阻器阻值小于2r时,消耗的功率变小。
9.如图7所示的电路中,闭合开关,灯L1、L2正常发光。
由于电路出现故障,
图7
突然发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是( )
A.R1断路 B.R2断路
C.R3短路D.R4短路
选A 把原电路改画为如图所示的电路,由于电流表示数减小、
灯L2变暗,可推知电路中的总电流减小,路端电压增大,表明外电阻增大,可排除R3、R4短路的可能。
又灯L1变亮、灯L2变暗,表明灯L1两端电压增大、灯L2两端电压减小,由欧姆定律可判断只能是R1发生断路。
10.(多选)如图8所示电路中,电源内阻不能忽略。
闭合S后,调节R的阻值,使电压表示数增大ΔU,在这一过程中,有( )
图8
A.通过R1的电流增大
B.R2两端电压减小ΔU
C.通过R2的电流减小量小于
D.路端电压增大量为ΔU
选AC 由电流I=
可知,当电压增加ΔU时,通过R1的电流就增加
,故A正确;
由于电源的内阻不能忽略,故R2两端电压减小量比ΔU小,B错误,C正确;
因R2两端的电压减小,故路端电压增大量比ΔU要小,故D错误。
11.如图9所示的电路中,所用电源的电动势E=4V,内电阻r=1Ω,电阻R1可调。
现将R1调到3Ω后固定。
已知R2=6Ω,R3=3Ω,求:
图9
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大这时A、B间消耗的最大电功率是多少
(1)开关S断开时,I1=
A=A
开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23=
=2Ω
I1′=
(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=2Ω为定值,所以,只有当R1′=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。
I=
A=
A
PAB=I2R23=
2×
2W=W。
答案:
(1)A A
(2)0 W
12.如图10所示,电容器C1=6μF,C2=3μF,电阻R1=6Ω,R2=3Ω,C、D为两端点,当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB为多少当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少(已知电压U=18V)
图10
在电路中电容器C1、C2的作用是断路,当开关S断开时,电路中无电流,B、C等电势,A、D等电势。
因此UAB=UAC=UDC=18V
当S断开时,电容器C1所带电荷量为
Q1=C1UAC=6×
10-6×
18C=×
10-4C
当S闭合时,电路导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压。
由串联电路的电压分配关系得
UAC′=
U=
×
18V=12V
此时电容器C1所带电荷量为
Q1′=C1UAC′=6×
12C=×
电容器C1所带电荷量的变化量为
ΔQ=Q1′-Q1=-×
10-5C,“-”号表示减少。
18V 减少了×
10-5C
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