2023高中物理第2章恒定電流7閉合電路歐姆定律課時作業(yè)新人教版選修3-1

PAGE閉合電路歐姆定律基礎夯實一、選擇題(1～4題為單項選擇題，5、6題為多項選擇題)1．關于閉合電路，以下說法正確的選項是eq\x(導學號50232431)(B)A．電源短路時，放電電流為無限大B．電源短路時，內(nèi)電壓等于電源電動勢C．用電器增加時，路端電壓一定增大D．把電壓表直接和電源連接時，電壓表的示數(shù)等于電源電動勢解析：電源短路時，R＝0，放電電流I＝eq\f(E,r)，U內(nèi)＝E，A錯誤，B正確；當并聯(lián)用電器增加時，并聯(lián)電阻變小，電路中的電流變大，內(nèi)電壓變大，路端電壓變小，C錯誤；當電壓表直接和電源連接時，電壓表不視為理想電表時，電路中有微小電流，內(nèi)電路有一定的電勢降落，D錯誤。2．一同學將變阻器與一只6V,6～8W的小燈泡L及開關S串聯(lián)后接在6V的電源E上，當S閉合時，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光。按此圖的接法，當滑片P向右滑動時，燈泡將eq\x(導學號50232432)(B)A．變暗 B．變亮C．亮度不變 D．可能燒壞燈泡解析：由圖可知，變阻器接入電路的是PB段的電阻絲，當滑片P向右滑動時，接入電路中的電阻絲變短，電阻減小，燈泡變亮，B選項正確。由于燈泡的額定電壓等于電源電壓，所以不可能燒壞燈泡。3．如圖是一火警報警電路的示意圖，其中R3為用某種材料制成的傳感器，這種材料的電阻率隨溫度的升高而增大。值班室的顯示器為電路中的電流表，電源兩極之間接一報警器。當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是eq\x(導學號50232433)(B)A．I變大，U變大 B．I變小，U變小C．I變大，U變小 D．I變小，U變大解析：當傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，R3的阻值增大，外電路的電阻增大，故路端電壓增大，即報警器兩端的電壓U變大，干路電流減小，所以R1的電壓減小，根據(jù)U＝U1＋U2得，U2增大，電流表電流I＝eq\f(U2,R2)增大，所以A正確，B、C、D錯誤。4．如下圖，直線A是電源的路端電壓和電流的關系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關系圖線，假設將這兩個電阻分別接到該電源上，那么eq\x(導學號50232434)(B)A．R1接在電源上時，電源的效率高B．R2接在電源上時，電源的效率高C．R1接在電源上時，電源的輸出功率大D．電源的輸出功率一樣大解析：電源的效率η＝eq\f(P出,P總)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，效率與路端電壓成正比，R1接在電源上時路端電壓大，效率高，故A正確，B錯誤；由圖線的交點讀出，R1接在電源上時U＝eq\f(3,4)U0，I＝eq\f(1,4)I0，電源的輸出功率P1＝UI＝eq\f(3,16)U0I0，R2接在電源上時U＝eq\f(1,2)U0，I＝eq\f(1,2)I0，電源的輸出功率P2＝UI＝eq\f(1,4)U0I0，故C、D錯誤，應選A。5．如下圖，用兩節(jié)干電池點亮幾個小燈泡，當逐一閉合開關，接入燈泡增多時，以下說法正確的選項是eq\x(導學號50232435)(ABC)A．燈少時各燈較亮，燈多時各燈較暗B．各燈兩端電壓在燈多時較低C．通過電池的電流在燈多時較大D．電池輸出功率燈多時較大解析：由于電燈并聯(lián)在電路中，所以接入電路的電燈越多，總電阻越小，電路的總電流越大，電源的內(nèi)電壓越大，路端電壓越低，流過每個燈的電流越小，每個電燈越暗，選項A、B、C正確，選項D錯。6．(河南省洛陽一中2022～2022學年高二上學期檢測)學生為“神州十一號〞載人飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化如圖，拴在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側分別標上對應的正、負加速度值，當加速度方向豎直向上時電壓表的示數(shù)為正。這個裝置在“神州十一號〞載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中，以下說法中正確的選項是eq\x(導學號50232436)(ABD)A．飛船在豎直減速上升的過程中，處于失重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為負B．飛船在豎直減速返回地面的過程中，處于超重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為正C．飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為零D．飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為負解析：飛船在豎直減速上升的過程中，加速度方向豎直向下，由牛頓第二定律得知，飛船處于失重狀態(tài)。此時電壓表的示數(shù)為負，故A正確；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向豎直向上，由牛頓第二定律得知，處于超重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為正，故B正確；飛船在圓軌道上運行時，加速度方向豎直向下，電壓表的示數(shù)為負，故C錯誤，D正確。二、非選擇題7．(重慶楊家坪中學2022～2022學年高二上學期期中)如下圖，電路中接電動勢為4V，內(nèi)電阻為2Ω的直流電源，電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為4Ω，電容器的電容為30μF，電流表的內(nèi)阻不計，當電路穩(wěn)定后。eq\x(導學號50232437)(1)求電流表的讀數(shù)；(2)求電容器所帶的電荷量；(3)如果斷開電源，求通過R2的電荷量。答案：(1)0.4A(2)4.8×10－5C(3)2.4×10－解析：(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律：I＝eq\f(E,R3＋R4＋r)＝eq\f(4,4＋4＋2)A＝0.4A，故電流表的讀數(shù)為0.4A。(2)U3＝IR3＝0.4×4V＝1.6VQ＝CU3＝4.8×10－5故電容器所帶的電荷量為4.8×10－5(3)因R1、R2并聯(lián)，且R1＝R2，所以在放電回路中通過R2的電量為eq\f(Q,2)＝2.4×10－5C故通過R2的電荷量為2.4×10－5C能力提升一、選擇題(1～3題為單項選擇題，4、5題為多項選擇題)1．(徐州市2022～2022學年高二上學期三校聯(lián)考)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設計了一種報警裝置，電路如下圖，M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生變化，導致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時eq\x(導學號50232438)(C)A．RM變大，且R越大，U增大越明顯B．RM變大，且R越小，U增大越明顯C．RM變小，且R越大，U增大越明顯D．RM變小，且R越小，U增大越明顯解析：傳感器M與R并聯(lián)，再與S串聯(lián)，S兩端電壓U增大，說明線路電流增大，總電阻變小，傳感器RM變??；傳感器電阻RM與R的并聯(lián)值R并＝eq\f(RMR,RM＋R)＝eq\f(RM,\f(RM,R)＋1)，顯然R越大，RM變化相同值時，R并變化越大，此時干路電流變化越大，U增大越明顯，綜上所述，選項C正確。2．如下圖為汽車蓄電池與車燈(電阻不變)、啟動電動機組成的電路，蓄電池內(nèi)阻為0.05Ω。電流表和電壓表均為理想電表，只接通S1時，電流表示數(shù)為10A。電壓表示數(shù)為12V，再接通S2，啟動電動機工作時，電流表示數(shù)變?yōu)?A，那么此時通過啟動電動機的電流是eq\x(導學號50232439)(C)A．2A B．8AC．50A D．58A解析：只接通S1時，由閉合電路歐姆定律得：E＝U＋Ir＝12V＋10×0.05V＝12.5V，R燈＝eq\f(U,I)＝eq\f(12,10)Ω＝1.2Ω，再接通S2后，流過電動機的電流為：I電動機＝eq\f(E－I′R燈,r)－I′＝eq\f(12.5－8×1.2,0.05)A－8A＝50A，應選項C正確。3．(黑龍江牡丹江一中2022～2022學年高二上學期期中)如下圖，圖中的四個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時，下面說法中正確的選項是eq\x(導學號50232440)(D)A．伏特表V1的讀數(shù)減小，安培表A1的讀數(shù)減小B．伏特表V1的讀數(shù)增大，安培表A1的讀數(shù)增大C．伏特表V2的讀數(shù)減小，安培表A2的讀數(shù)增大D．伏特表V2的讀數(shù)增大，安培表A2的讀數(shù)減小解析：當滑動變阻器滑動觸點P向右端移動時，變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律得知，干路電流I增大，路端電壓U減小，那么電流表A1讀數(shù)增大；電壓表V1讀數(shù)U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不變，那么U1減?。煌ㄟ^電流表A2的電流I2＝eq\f(U1,R3)，U1減小，那么I2減??；通過電阻R2電流I2′＝I－I2，I增大，I2減小，那么I2′增大，那么伏特表V2的讀數(shù)增大，故D正確，應選D。4．(河南省實驗中學期中)如下圖，平行金屬板中帶電質點P原處于靜止狀態(tài)，不考慮電流表和電壓表對電路的影響，當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時，那么eq\x(導學號50232441)(AC)A．電壓表讀數(shù)減小 B．電流表讀數(shù)減小C．質點P將向下運動 D．R3上消耗的功率逐漸增大解析：由圖可知，R2與滑動變阻器R4串聯(lián)后與R3并聯(lián)后，再與R1串連接在電源兩端，電容器與R3并聯(lián)，當滑片向b移動時，滑動變阻器接入電阻減小，那么電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，故并聯(lián)局部的電壓減小，由歐姆定律可知流過R3的電流減小，那么流過并聯(lián)局部的電流增大，故電流表示數(shù)增大，故B錯誤；因并聯(lián)局部電壓減小，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力減小，那么重力大于電場力，電荷向下運動，故C正確；因R3兩端的電壓減小，由P＝eq\f(U2,R)可知，R3上消耗的功率減小，故D錯誤。5．有一種測量體重的電子秤，其原理圖如以下圖中的虛線局部所示，它主要由三局部構成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質是理想電流表)。設踏板的質量可忽略不計，理想電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)為R＝30Ω－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。以下說法正確的選項是eq\x(導學號50232442)(AC)A．該秤能測量的最大體重是1400NB．該秤能測量的最大體重是1300NC．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375A處D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400A處解析：當電流表示數(shù)到達3A時，壓力傳感器受到的壓力最大，由E＝I(R＋r)可求得R＝2Ω，由R＝30Ω－0.02F可求得F＝1400N，選項A正確，B錯誤；當踏板空載時，R′＝30Ω，電流表G示數(shù)為I′＝eq\f(E,R′＋r)＝eq\f(12,30＋2)A＝0.375A，選項C正確，D錯誤。二、非選擇題6．如下圖，一電荷量q＝3×10－4C帶正電的小球，用絕緣細線懸于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點。S合上后，小球靜止時，細線與豎直方向的夾角α＝37°。兩板相距d＝0.1m，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝2Ω，電阻R1＝4Ω，R2＝R3＝R4＝12Ω。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：eq\x(導學號50232443)(1)電源的輸出功率；(2)兩板間的電場強度的大小；(3)小球的質量。答案：(1)10W(2)100N/C(3)4×10－3解析：(1)R2與R3并聯(lián)后的電阻值R23＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝6Ω由閉合電路歐姆定律得：I＝eq\f(E,R1＋R23＋r)＝1A電源的輸出功率為：P出＝IE－I2r＝10W(2)電容器兩板間的電壓UC＝I(R1＋R23)電容器兩板間的電場強度E1＝eq\f(UC,d)＝eq\f(IR1＋R23,d)＝100N/C(3)小球處于靜止狀態(tài)，所受電場力為F，由平衡條件得：F＝mgtanα，又有F＝qE1所以m＝eq\f(qE1,gtanα)解得m＝4×10－3kg7．(沈陽市東北育才中學2022～2022學年高二上學期檢測)如下圖，電燈L標有“4V、1W〞，滑動變阻器R總電阻為50Ω，當滑片P滑至某位置時，L恰好正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.45A，由于外電路發(fā)生故障，電燈L突然熄滅，此時電流表示數(shù)變?yōu)?.5A，電壓表示數(shù)變?yōu)?0V，假設導線完好，電路中各處接觸良好，試問：eq\x(導學號50232444)(1)發(fā)生故障是短路還是斷路？發(fā)生在何處；(2)發(fā)生故障前，滑動變阻器接入電路的阻值為多少；(3)電源電動勢和內(nèi)電阻分別為多大？答案：(1)故障為斷路，只可能燈L發(fā)生斷路；(2)發(fā)生故障前，滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω；(3)電源的電動勢為12.5V，內(nèi)電阻為5Ω。解析：(1)電路發(fā)生故障后，電流表示數(shù)變大，路端電壓U＝U2＝I2R2也增大，因此一定是外電路電阻增大所致，一定是外電路某處發(fā)生斷路故障，由于電流表有示數(shù)，R2不可能斷路，電壓