【走向高考】2020年高考物理總復習 第七章 第2講 閉合電路歐姆定律及其應用

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1、第7章 第2講 一、選擇題 1．將一個電動勢為3V，內阻不能忽略的電池兩端接一電阻R，當有1C的電荷通過電阻R時，在R上產生的熱量(　　) A．大于3J　　　　　　　 B．小于3J C．等于3J D．內阻未知，無法確定 [答案]　B [解析]　根據W＝qU＝3J，而W為內阻r和外電阻R上產生的熱量之和，故R上產生的熱量小于3J. 2．如圖為“熱得快”熱水器的電路圖和示意圖．現(xiàn)接通電源，發(fā)現(xiàn)該熱水器沒有發(fā)熱，并且熱水器上的指示燈也不亮，現(xiàn)用交流電壓表測得熱水器A、B兩端的電壓為220V，指示燈兩端的電壓為220V.那么該熱水器的故障在于(　　) A．

2、連接熱水器和電源之間的導線斷開 B．連接電阻絲與指示燈的導線發(fā)生了短路 C．電阻絲熔斷，同時指示燈燒毀 D．同時發(fā)生了以上各種情況 [答案]　C [解析]　電壓表測得AB兩點間電壓為220V，說明連接熱水器和電源之間的導線是完好無損的，熱水器不發(fā)熱說明電阻絲熔斷了，指示燈不亮，說明指示燈被燒毀了，故只有選項C正確． 3．(2020·廣州模擬)在研究微型電動機的性能時，應用如圖所示的實驗電路．調節(jié)滑動變阻器R并控制電動機停止轉動時，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.50A和2.0V.重新調節(jié)R并使電動機恢復正常運轉，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為2.0A和24.0V.則這臺電動機正常運轉

3、時輸出功率為(　　) A．32W　　　 B．44W　　　 C．47W　　　 D．48W [答案]　A [解析]　當電動機停止轉動時，此時電動機相當于一個純電阻，所以由題中的兩表讀數(shù)，可以計算出電動機的內阻為：r＝，代入數(shù)據得：r＝4Ω，重新調節(jié)R并使電動機恢復正常運轉，根據題中的兩表讀數(shù)，計算出電動機的輸出功率為：P＝UI－I2r，代入數(shù)據解得：P＝32W，B、C、D錯誤，A正確． 4．如圖所示的電路，閉合開關S，滑動變阻器滑片P向左移動，下列結論中正確的是(　　) A．電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大 B．小電珠L變亮 C．電容器C上的電荷量減小 D．電源的總功率變大

4、 [答案]　A [解析]　閉合開關S，滑動變阻器滑片P向左移動，滑動變阻器R的阻值增大，外電路的電阻增大，由閉合電路歐姆定律I＝E/(R外＋r)，可得電路中的電流減小，路端電壓為：U＝E－Ir，可得路端電壓增大，電流表讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大，小電珠L變暗，B錯誤，A正確；電容器的帶電量為：Q＝CUC，UC增大，可得帶電量增大，C錯誤；電源的總功率P電＝EI，I減小，總功率減小，D錯誤． 5．如圖所示的電路中，閉合S后，將滑動變阻器R的滑動觸頭P向上移動，則(　　) A．V1表讀數(shù)變小 B．V2表讀數(shù)變大 C．A表讀數(shù)變小 D．電源的功率變小 [答案]　D [解析]　R與R

5、2并聯(lián)再與R1串聯(lián)，滑動變阻器R的滑動觸頭P向上移動，R增大，并聯(lián)電阻增大，總阻值變大，I＝減小，P總＝IE減小，U1＝E－Ir增大，U2＝IR1減小，U并＝U1－U2增大，I2＝增大． 6．(2020·山東濟南一模)如圖所示，四個電表均為理想電表，當滑動變阻器滑動觸頭P向左端移動時，下列說法中正確的是(　　) A．伏特表V1的讀數(shù)減小，安培表A1的讀數(shù)增大 B．伏特表V1的讀數(shù)增大，安培表A1的讀數(shù)減小 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 [答案]　BC [解析]　若滑動觸頭P向左端移動，滑動變阻器接入電路的阻值變

6、大，電路的總電阻變大，干路電流變小，安培表A1示數(shù)變小，伏特表V1示數(shù)U1＝E－I干(r＋R1)，故V1示數(shù)變大，電流表A2的示數(shù)I2＝變大，流經電阻R2的電流(I干－I2)變小，故伏特表V2的示數(shù)U2＝(I干－I2)R2變小，故選項B、C正確． 7．在如圖所示的電路中，R1、R2、R3和R4皆為定值電阻，R5為可變電阻，電源的電動勢為E，內阻為r，設電流表A的讀數(shù)為I，電壓表V的讀數(shù)為U，當R5的滑動觸點向圖中a端移動時，則(　　) A．I變大，U變小 B．I變大，U變大 C．I變小，U變大 D．I變小，U變小 [答案]　D [解析]　首先要仔細分析電路圖．

7、明確連接關系，抓住變化量依次分析求解．由電路圖可知，電壓表V測的是路端電壓，電流表A測的是支路R2與R4串聯(lián)中的電流．當R5的滑動觸點向a端移動時，R5減小，則電路中總電阻R總減小，由I總＝知，I總增大，內電壓U內＝I總·r增大，所以路端電壓U變小，定值電阻R1、R3在干路中由于I總增大，R1、R3的兩端電壓增大，因此可以得出R5的兩端電壓變小，即定值電阻R2、R4串聯(lián)后兩端電壓減小，所以電流表A的讀數(shù)I減小，故選項D正確． 8．(2020·浙江寧波期末)如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝40cm.電源電動勢E＝24V，內電阻r＝1Ω，電阻R＝15Ω.閉合開關S，

8、待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0＝4m/s豎直向上射入板間．若小球帶電荷量為q＝1×10－2C，質量為m＝2×10－2kg，不考慮空氣阻力，那么，要使小球恰能到達A板，滑動變阻器接入電路中的阻值和此時電源的輸出功率為(取g＝10m/s2)(　　) A．8Ω、23W B．32Ω、8W C．8Ω、15W D．32Ω、0.23W 答案：A 解析：對小球由動能定理－qUAB－mgh＝0－mv02，解得UAB＝8V，則滑動變阻器兩端的電壓為8V，由電路知識可得RP＝8Ω，I干＝1A，電源的輸出功率為P出＝I干2(R＋RP)＝23W，故選項A正確．

9、 二、非選擇題 9．如圖所示，圖線a是某一蓄電池組的伏安特性曲線，圖線b是一定值電阻的伏安特性曲線．將蓄電池組與該定值電阻連成閉合回路，若已知該蓄電池組的內阻為2.0Ω，則這個定值電阻的阻值為________Ω.現(xiàn)有4個這種規(guī)格的定值電阻，可任意選取其中的若干個進行組合，作為該蓄電池組的外電路，則所組成的這些外電路中，輸出功率最大時是________W. [答案]　6　50 [解析]　由圖線可得，定值電阻R＝Ω＝6Ω，電源電動勢E＝U＋Ir＝15V＋2.5×2V＝20V；用3只電阻并聯(lián)作為外電阻時，外電阻等于2Ω，輸出功率最大，Pm＝＝50W. 10．我們都有過這樣的體驗：手電筒里

10、的兩節(jié)干電池用久了以后，燈泡發(fā)紅，這就是我們常說的“電池沒有電了”，有人為了“節(jié)約”，在手電筒里裝一節(jié)新電池和一節(jié)舊電池搭配使用，某同學為了檢驗這種做法是否合理，設計了下面的實驗． (1)該同學設計了如圖(a)所示的電路來分別測量新舊干電池的電動勢和內阻，并將測量結果描繪成如圖(b)所示的U－I圖象．由圖象可知： 新電池：電動勢E1＝________V；電阻r1＝________Ω； 舊電池：電動勢E2＝________V，電阻r2＝________Ω. (2)計算新舊電池各一節(jié)串聯(lián)作電源使用時的效率．(手電筒的小燈泡上標有“3V　2W”，認為小燈泡電阻不隨電壓變化) (3)計算

11、(2)小題中舊電池提供的電功率和它本身消耗的電功率分別是多少？ (4)你認為新舊電池搭配使用的做法是否合理？簡述理由． [答案]　(1)1.5　0.3　1.2　4　(2)51%　(3)0.37W　0.38W　(4)見解析 [解析]　(1)由圖象知，新電池電動勢為 E1＝1.5V，內阻r1＝Ω＝0.3Ω 舊電池電動勢為 E2＝1.2V 內阻r2＝Ω＝4Ω (2)由η＝×100%得 η＝×100%＝×100% 又由R燈＝＝Ω＝4.5Ω R總＝(4＋4.5＋0.3)Ω＝8.8Ω 故η＝×100%＝51% (3)舊電池提供的功率 P供＝E2I＝1.2×W＝0.37W 舊電

12、池消耗的功率 P消＝I2r2＝()2×4W＝0.38W (4)通過計算表明：新舊電池搭配使用，不僅電源效率低，而且舊電池內阻消耗功率有可能大于舊電池本身所提供的功率，從而成為耗電元件，所以新舊電池搭配使用的做法不妥． 11．如圖所示，在A、B兩點間接一電動勢為4V，內電阻為1Ω的直流電源，電阻R1、R2、R3的阻值為4Ω，電容器的電容為30μF，電流表的內阻不計，求： (1)電流表的讀數(shù)． (2)電容器所帶的電荷量． (3)斷開電源后，通過R2的電荷量． [答案]　(1)0.8A　(2)9.6×10－5C　(3)4.8×10－5C [解析]　(1)由于R1、R2被短路，接入

13、電路的有效電阻僅有R3，則I＝＝A＝0.8A (2)電容器C兩端電壓與R3兩端電壓相同，故電容器電荷量Q＝C·I·R3＝30×10－6×0.8×4C＝9.6×10－5C (3)斷開電源，R1與R2并聯(lián)，與R3、C構成放電回路，故通過R2的電荷量 Q2＝＝C＝4.8×10－5C 12．某同學設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖所示，迎風板與一輕彈簧的一端N相接，穿在光滑的金屬桿上．彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k＝1300N/m，自然長度L0＝0.5m，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風板面積S＝0.5m2，工作時總是正對著風吹來的方向，電路中左端導線與金屬桿M端相連，右端導線接在

14、N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好．限流電阻的電阻值R＝1Ω，電源的電動勢E＝12V，內阻r＝0.5Ω.合上開關，沒有風吹時，彈簧處于原長，電壓表的示數(shù)U1＝3.0V；如果某時刻由于風吹使迎風板向左壓縮彈簧，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝2.0V，求： (1)金屬桿單位長度的電阻． (2)此時作用在迎風板上的風力． [答案]　(1)1Ω　(2)260N [解析]　設無風時金屬桿接入電路的電阻為R1，風吹時接入電路的電阻為R2. (1)無風時：U1＝R1 得R1＝＝Ω＝0.5Ω 所以金屬桿單位長度的電阻 r0＝＝Ω＝1Ω (2)有風時，U2＝R2 得R2＝＝Ω＝0

15、.3Ω 此時，彈簧長度L＝＝m＝0.3m 壓縮量x＝L0－L＝(0.5－0.3)m＝0.2m 由平衡條件得此時風力 F＝kx＝1300×0.2N＝260N 13．如圖甲所示的電路中R1＝R2＝100Ω，是阻值不隨溫度而變的定值電阻．白熾燈泡L的伏安特性曲線如圖乙的I－U圖線所示．電源電動勢E＝100V，內阻不計．求： (1)當電鍵S斷開時，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率； (2)當電鍵S閉合時，燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流以及燈泡的實際電功率． [答案]　(1)40V　0.6A　24W　(2)2.5V　0.5A　12.5W [解析]　(1)當S斷開時

16、，因R1是定值電阻，與燈泡串聯(lián)，設燈泡上的電壓為U，電流為I，根據閉合電路的歐姆定律有：E＝U＋IR1，代入數(shù)據得：I＝1－. 在I－U圖上作出這條直線，如圖所示，這條直線與燈泡的伏安特性曲線的交點為(40,0.60)．由此可知此時流過燈泡的電流為0.6A，燈泡上的電壓為40V，燈泡的實際功率P＝24W. (2)當S閉合時，設燈泡上的電壓為U，電流為I，根據閉合電路的歐姆定律有：E＝U＋(I＋)R1，代入數(shù)據有：50＝U＋50I，即I＝1－ 在I－U圖上作出這條直線，如圖所示，這條直線與燈泡的伏安特性曲線的交點為(25,0.5)．由此可知此時流過燈泡的電流為0.5A，燈泡上的電壓為25V，燈泡的實際功率P＝12.5W.