【驕子之路】高中物理 第2章 專題 閉合電路歐姆定律的綜合應用課后強化演練（含解析）新人教版選修3-1

PAGEPAGE4第二章專題閉合電路歐姆定律的綜合應用課后強化演練一、選擇題1．(2023·浙江一模)如下圖的電路中，R1、R2、R3是固定電阻，R4是光敏電阻，其阻值隨光照強度的增強而減小．當開關S閉合且沒有光照射時，電容器C不帶電．當用強光照射R4且電路穩(wěn)定時，那么與無光照射時比擬()A．電容器C的上極板帶負電B．電容器C的下極板帶負電C．通過R4的電流變小，電源的路端電壓增大D．通過R4的電流變大，電源提供的總功率變大解析：當開關S閉合且沒有光照射時，電容器C不帶電，即電容器兩端電勢相等，當用光照射R4時，R4的阻值變小，電容器上端的電勢降低，導致上極板帶負電，下極板帶正電，A選項正確，B選項錯誤；R4的阻值變小，總阻值變小，干路電流變大，路端電壓變小，流過電阻R1和R2的電流變小，那么流過電阻R3和R4的電流變大，電源總功率P＝EI變大，C選項錯誤，D選項正確．答案：AD2．如下圖，甲、乙為兩個獨立電源的路端電壓與通過它們的電流I的關系圖象，以下說法中正確的選項是()A．路端電壓都為U0時，它們的外電阻相等B．電流都是I0時，兩電源的內電壓相等C．電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢D．電源甲的內阻小于電源乙的內阻解析：在U-I圖象中兩圖象的交點坐標為(I0，U0)，說明兩電源的外電阻相等，A選項正確．圖象與U軸交點的坐標值表示電動勢的大小，圖象的斜率大小表示電源內電阻的大小，由圖象可知，甲與U軸交點的坐標值比乙的大，說明甲的電動勢大于乙的電動勢；圖象甲的斜率大小大于圖象乙的斜率大小，說明甲的內阻大于乙的內阻，可見C選項正確，D選項錯誤．電源的內電壓等于通過電源的電流與電源內阻的乘積，即U內＝Ir，因為甲的內阻比乙的大，所以當電流都為I0時，甲電源的內電壓較大，B選項錯誤．答案：AC3．如圖為一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、d與220V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個電阻．現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，用一交流電壓表分別測得b、d兩點間以及a、c兩點間的電壓均為220V，由此可知()A．ab間電路通，cd間電路不通 B．ab間電路不通，bc間電路通C．ab間電路通，bc間電路不通 D．bc間電路不通，cd間電路通解析：由于用交流電壓表測得b、d兩點間為220V，這說明ab間電路是通的，bc間電路不通或cd間電路不通；由于用交流電壓表測得a、c兩點間為220V，這說明cd間電路是通的，ab間電路不通或bc間電路不通；綜合分析可知bc間電路不通，ab間電路通和cd間電路通，即C、D選項正確．答案：CD4．電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比．在測電源電動勢和內電阻的實驗中得到的實驗圖線如下圖，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點，相應狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηB．由圖可知ηa、ηb的值分別為()A．eq\f(3,4)、eq\f(1,4) B．eq\f(1,3)、eq\f(2,3)C．eq\f(1,2)、eq\f(1,2) D．eq\f(2,3)、eq\f(1,3)解析：電源效率η＝eq\f(U,E)，E為電源的總電壓(即電動勢)，根據圖象可知Ua＝eq\f(2,3)E，Ub＝eq\f(1,3)E，所以D選項正確．答案：D5．(2023·醴陵市模擬)如下圖，直線a、拋物線b和曲線c分別為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率P、電源內部發(fā)熱功率Pr、輸出功率PR隨電流I變化的圖象，根據圖象可知()A．電源的電動勢為9V，內阻為1ΩB．電源的電動勢為3V，內阻為3ΩC．圖象中任意電流值對應的P、Pr、PR間的關系為P＞Pr＋PRD．電路中總電阻為2Ω時，外電阻上消耗的功率最大且為2.25W解析：圖象a表示電源的總功率P＝EI，斜率表示電源的電動勢E＝eq\f(P,I)＝3V，圖象b表示電源內部發(fā)熱功率Pr＝I2r，當電流為3A時，Pr＝9W，內阻為r＝eq\f(Pr,I2)＝1Ω，A、B選項錯誤；根據能量關系可知任意時刻，P＝Pr＋PR，C選項錯誤；當外電阻等于內阻時，電源輸出功率最大，即外電阻消耗功率最大，此時總阻值為2Ω，消耗功率Pm＝eq\f(E2,4r2)＝2.25W，D選項正確．答案：D6．如下圖電路中，電源電動勢為E，內電阻為r，在平行板電容器C中恰好有一帶電粒子處于懸空靜止狀態(tài)，當變阻器R0的滑動端向左移動時，帶電粒子將()A．向上運動 B．向下運動C．靜止不動 D．不能確定運動狀態(tài)的變化解析：當滑動觸頭向左移動時R0變大，那么總電流變小，R兩端的電壓變小，電容器中的場強變小，所以粒子將向下運動，故B選項正確．答案：B二、非選擇題7．如圖甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2的阻值未知，R3是一個滑動變阻器，在其滑片從最左端滑至最右端的過程中，測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖乙所示，其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器兩個不同端點時分別得到的．求：(1)電源的電動勢和內電阻；(2)定值電阻R2的阻值；(3)滑動變阻器R3的最大值．解析：(1)由閉合電路歐姆定律得E＝U＋Ir將圖象中A、B兩點的電壓和電流代入可得E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r聯(lián)立解得E＝20V，r＝20Ω.(2)當R3的滑鍵自左向右滑時，R3阻值變小，使電路總電阻變小，而總電流變大．由此可知，圖線上的A、B兩點是滑鍵分別位于最左端和最右端時所得到的．當滑鍵位于最右端時，R3＝0，R1被短路，外電路總電阻即為R2，故由B點的U、I值可求出R2.R2＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(4V,0.8A)＝5Ω.(3)當滑鍵在最左端時，其阻值最大，并對應著圖線上的A點，故由A點的U、I值可求出此時外電路總電阻，再根據串、并聯(lián)電路的規(guī)律可求出R3的最大值．R總＝eq\f(UA,IA)＝eq\f(16V,0.2A)＝80Ω，又R總＝eq\f(R1R3,R1＋R3)＋R2代入數值解得滑動變阻器的最大值R3＝300Ω.答案：(1)20V20Ω(2)5Ω(3)300Ω8．如下圖，E＝10V，C1＝C2＝30μF，R1＝4.0Ω，R2＝6.0Ω，電池內阻可忽略，先閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，再將S斷開，那么斷開S后流過R1的電荷量為多少？解析：當開關S閉合時，電容器C2被短接，穩(wěn)定后電阻R1和R2串聯(lián)分配電路中的電壓，電容器C1與電阻R2并聯(lián)．電流I＝eq\f(E,R1＋R2)＝eq\f(10,4.0＋6.0)A＝1.0A，UC2＝0，UC1＝IR2＝1.0×6.0V＝6.0V，電容器C1極板帶電荷量Q1＝C1UC1＝30×10－6×6.0C＝1.8×10－4C．當開關S斷開后，電源通過電阻R1向電容器C1充電，并通過R2向C2充電，穩(wěn)定后電阻R1、R2中無電流通過，UC1′＝UC2′＝E＝10V．通過電阻R1的電荷量等于電容器C1被充電的電荷量和電