高中物理滬科版1第五章磁場(chǎng)與回旋加速器重點(diǎn)強(qiáng)化卷2

重點(diǎn)強(qiáng)化卷(二)歐姆定律的綜合應(yīng)用一、選擇題1．(2023·資陽(yáng)高二檢測(cè))將一電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r的電池，與外電路連接，構(gòu)成一個(gè)閉合電路，用R表示外電路電阻，I表示電路的總電流，下列說法正確的是()A．由U外＝IR可知，外電壓隨I的增大而增大B．由U外＝E－Ir可知，電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小C．電路的電流總是從電源正極流向電源的負(fù)極D．由P＝IU外可知，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律得：U＝E－Ir，外電壓隨I的增大而減小，故A錯(cuò)誤，B正確；外電路的電流總是從電源的正極流向電源的負(fù)極，電源內(nèi)部的電流總是從電源的負(fù)極流向電源的正極，故C錯(cuò)誤；根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)分析得知，當(dāng)電源的內(nèi)電阻等于外電阻時(shí)，輸出功率最大，而I＝eq\f(E,R＋r)，所以電流增大時(shí)，電源的輸出功率可能變大，也可能變小，故D錯(cuò)誤．【答案】B2．如圖1所示為將不同電壓加在一段金屬導(dǎo)體兩端，在溫度不變的情況下所測(cè)得的I-U圖線．試根據(jù)圖線回答：若將這段金屬導(dǎo)體在保持長(zhǎng)度不變的前提下增大其橫截面積，則這段導(dǎo)體的電阻()圖1A．等于Ω B．大于ΩC．小于Ω D．等于Ω【解析】由圖像知R＝2Ω，若保持長(zhǎng)度不變，增大橫截面積，則電阻要變小，故選項(xiàng)C正確．【答案】C3．(多選)如圖2所示，直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線；直線C為一個(gè)電阻R兩端電壓與電流的關(guān)系圖線．將這個(gè)電阻分別接到a、b兩電源上，那么()圖2A．R接到b電源上時(shí)電源的效率高B．R接到b電源上時(shí)電源的輸出功率較大C．R接到a電源上時(shí)電源的輸出功率較大，但電源效率較低D．R接到a電源上時(shí)電阻的發(fā)熱功率較大，電源效率也較高【解析】由題圖知Ea>Eb，內(nèi)阻ra>rb當(dāng)電阻R接到電源兩極時(shí)，電源的效率為η＝eq\f(I2R,I2R＋r)＝eq\f(R,R＋r)，所以R接到電源b上時(shí)，電源的效率高，A對(duì)，D錯(cuò)．由題圖知，R接到電源a上時(shí)，電源的輸出電壓和電流均比接到b上時(shí)大，故R接到電源a上時(shí)，電源的輸出功率較大，B錯(cuò)，C對(duì)．【答案】AC4．(多選)如圖3所示的電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片P從a滑向b的過程中，三只理想電壓表示數(shù)變化的絕對(duì)值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，下列各值可能出現(xiàn)的是()圖3A．ΔU1＝3VΔU2＝2VΔU3＝1VB．ΔU1＝1VΔU2＝3VΔU3＝2VC．ΔU1＝VΔU2＝1VΔU3＝VD．ΔU1＝VΔU2＝1VΔU3＝V【解析】滑動(dòng)變阻器的滑片P從a滑向b的過程中，電壓表V2示數(shù)減小，V3示數(shù)增大．滑動(dòng)變阻器的滑片P從a滑向b的過程中，外電路電阻減小，路端電壓即電壓表V1示數(shù)減?。妷罕鞻2示數(shù)減小值等于電壓表V3示數(shù)增大值與電壓表V1示數(shù)減小值之和，B、D正確．【答案】BD5.(多選)已知如圖4，電源內(nèi)阻不計(jì)．為使電容器的帶電量增大，可采取以下哪些方法()圖4A．增大R1 B．增大R2C．增大R3 D．減小R1【解析】由于穩(wěn)定后電容器相當(dāng)于斷路，因此R3上無(wú)電流，電容器相當(dāng)于和R2并聯(lián)．只有增大R2或減小R1才能增大電容器C兩端的電壓，從而增大其帶電量．改變R3不能改變電容器的帶電量．【答案】BD6．(多選)如圖5所示，電阻R1＝20Ω，電動(dòng)機(jī)繞圈的電阻R2＝10Ω.當(dāng)電鍵打開時(shí)，電流表的示數(shù)是0.5A，當(dāng)電鍵合上后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，電路兩端的電壓不變，電流表的示數(shù)I和電路消耗的電功率應(yīng)是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37930053】圖5A．I＝1.5A B．I<1.5AC．P＝15W D．P<15W【解析】電路兩端的電壓為：U＝I1R1＝A×20Ω＝10V．電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器，UI2>Ieq\o\al(2,2)R2，所以I2<eq\f(U,R2)＝1A．電流表的示數(shù)I＝I1＋I(xiàn)2<A，A錯(cuò)誤，B正確．電路總功率為P＝U(I1＋I(xiàn)2)<15W，C錯(cuò)誤，D正確．【答案】BD7.(多選)如圖6所示的電路，兩電表均為理想電表，電源的內(nèi)阻不可忽略．開始時(shí)滑片位于圖示的位置，則在滑片向上滑動(dòng)的過程中，下列選項(xiàng)正確的是()圖6A．流過R1的電流逐漸增大B．兩電表的示數(shù)均減小C．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大D．電源的總功率減小【解析】本題的易錯(cuò)之處是不能正確地弄清滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)后造成的電路發(fā)生的變化.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，外電路電阻減小，總電流增大，路端電壓減小，并聯(lián)電路兩端電壓減小，電流表讀數(shù)減小，電源輸出電流增大，A、B正確，C錯(cuò)誤；由于電源輸出電流增大，則由P＝EI可知電源的總功率增大，D錯(cuò)誤．【答案】AB8．(多選)(2023·福州八中高二檢測(cè))在如圖7所示電路圖中的電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻未知，R1＝8Ω，R2＝5Ω，當(dāng)電鍵S接在“1”時(shí)，電壓表的讀數(shù)為V，則當(dāng)電鍵S接到“2”時(shí)，下面提供的電壓表讀數(shù)中，可能正確的是()圖7A．V B．VC．V D．V【解析】根據(jù)閉合電路歐姆定律知U＝IR＝eq\f(R,R＋r)E，當(dāng)S接1時(shí)有U1＝eq\f(8,8＋r)E①，當(dāng)S接2時(shí)有U2＝eq\f(5,5＋r)E②，討論：當(dāng)r→0時(shí)，由U1＝V，得E＝V，U2＝U1＝V，當(dāng)r→∞時(shí)，由①/②化簡(jiǎn)得eq\f(U1,U2)＝eq\f(8,5)·eq\f(5＋r,8＋r)，則eq\f(5＋r,8＋r)→1，所以U2＝eq\f(5,8)U1＝V，故U2可能的范圍是V<U2<2V.【答案】AB9.如圖8所示，直線OAC為某一直流電源的總功率隨電流I變化的圖線，曲線OBC表示同一直流電源內(nèi)部的熱功率隨電流I變化的圖線．若A、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)均為1A，那么AB線段表示的功率為()圖8A．1W B．6WC．2W D．W【解析】由題圖知，在C點(diǎn)，電源的總功率等于電源內(nèi)部的熱功率，所以電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝3V，短路電流為I＝3A，所以電源的內(nèi)阻為r＝eq\f(E,I)＝1Ω.圖象上AB段所表示的功率為PAB＝P總－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W.【答案】C二、非選擇題10．某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖9甲所示電路測(cè)量電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖乙所示的R-eq\f(1,I)圖線，其中R為電阻箱讀數(shù)，I為電流表讀數(shù)，由此可以得到E＝________V，r＝________Ω.圖9【解析】由閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，得R＝eq\f(E,I)－r＝E·eq\f(1,I)－r，因此R－eq\f(1,I)圖像的斜率值eq\f(ΔR,Δ\f(1,I))即為電源電動(dòng)勢(shì)，而縱截距的絕對(duì)值為內(nèi)阻r.由圖像可得r＝1Ω，在圖像上取點(diǎn)計(jì)算斜率可得E＝3V.【答案】3111.如圖10所示，R為電阻箱，電表為理想電壓表．當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1＝2Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1＝4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2＝5Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2＝5V．求：圖10(1)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r；(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時(shí)，電源的輸出功率最大？最大值Pm為多少？【解析】(1)由閉合電路歐姆定律知E＝U1＋eq\f(U1,R1)r，E＝U2＋eq\f(U2,R2)r聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得：E＝6V，r＝1Ω.(2)由電功率表達(dá)式：P＝eq\f(E2,R＋r2)R將上式變形為：P＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)由上式可知當(dāng)R＝r＝1Ω時(shí)，P有最大值，Pm＝eq\f(E2,4r)＝9W.【答案】(1)6V1Ω(2)1Ω9W12．(2023·景德鎮(zhèn)高二檢測(cè))如圖11所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi)，圓弧的半徑r為0.2m，在圓心O處固定一個(gè)電荷量為－×10－9C的點(diǎn)電荷．質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球，從與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)沿圓管內(nèi)由靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B，到達(dá)B點(diǎn)小球剛好與圓弧沒有作用力，然后從B點(diǎn)進(jìn)入板距d＝0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且此時(shí)電路中的電動(dòng)機(jī)剛好能正常工作．已知電源的電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻為1Ω，定值電阻R的阻值為6Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為Ω.求(取g＝10m/s2，靜電力常量k＝×109N·m2/C2圖11(1)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；(2)小球所帶的電荷量；(3)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．【解析】(1)由機(jī)械能守恒得：mgr＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得：vB＝2m/s.(2)到達(dá)B點(diǎn)恰好作用力為0，由牛頓第二定律得：