人教新课标高中物理 2020-2021学年上学期高二寒假作业3 闭合电路欧姆定律 WORD版含答案.docx

1、作业3闭合电路欧姆定律1如图所示的电路中，电阻R2 。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为()A1 B2 C3 D4 【答案】A【解析】开关S断开时有E3 V，开S闭合时有2 VR，解得r1 ，故A正确。2如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。(1)以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中UI图象的示意图，并说明UI图象与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图2画好的UI关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；b请推导该电源对

2、外电路能够输出的最大电功率及条件。(3)请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。【解析】(1)UI图象如图所示图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。(2)a.如图所示。b电源输出的电功率PI2R()2R当外电路电阻Rr时，电源输出的电功率最大，为Pmax。(3)电动势定义式E根据能量守恒，在题图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即WI2rtI2RtIrqIRqEIrIRU内U外。1两个相同的电阻R，若将它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接

3、在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为()A4R BR C D无法计算2一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A BCnev D3如图所示，其中电流表A的量程为 0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1 的电流值，则下列分析正确的是()A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将

4、接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A4在如图所示的电路中，R111 ，r1 ，R2R36 ，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C所带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C所带电荷量为Q2，则()AQ1Q213BQ1Q231CQ1Q215DQ1Q2515如图所示电路中，L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻(光照越强，阻值越小)。闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强()AL1逐渐变暗，L2逐渐变亮BL1逐渐变亮，L2逐渐变暗C电源内电路消耗的功率逐渐减小D光敏

5、电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大6如图所示，电源电动势为6 V，当开关S接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad0，Ucd6 V，Uab6 V，由此可判定()AL1和L2的灯丝都断了BL1的灯丝断了CL2的灯丝断了D变阻器R断路7在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A电压表示数变小B电流表示数变小C电容器C所带电荷量增多Da点的电势降低8如图所示，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，不考虑灯丝电阻随温度

6、的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是()A电流表读数减小，小灯泡L1变暗B电压表读数变大C电流表读数增大，小灯泡L2变暗D电容器所带电荷量增大9将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A电源最大输出功率可能大于45 WB电源内阻一定等于5 C电源电动势为45 VD电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50%10(多选)检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b

7、间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则()A煤气浓度越高，a、b间电压越高B煤气浓度越高，流过R1的电流越小C煤气浓度越低，电源的功率越大D调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度11(多选)直流电路如图所示，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的()A总功率一定减小B效率一定增大C内部损耗功率一定减小D输出功率一定先增大后减小12(多选)在探究电路故障时，某实验小组设计了如图所示的电路，当开关闭合后，电路中的各用电器正常工作，经过一段时间，发现小灯泡A变暗，小灯泡B变亮则下列对电路故障的分析正确的是() A可能是定值电阻R1短路B可能是定值电阻R2断路C可能是定值电阻R3断路D

8、可能是定值电阻R4短路13(多选)如图所示的UI图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线为某一电阻R的UI 图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知()AR的阻值为1.5 B电源电动势为3 V，内阻为0.5 C电源的输出功率为3.0 WD电源内部消耗功率为1.5 W14(多选)在如图所示电路中，电源电动势E12 V，内阻r4 ，R1R22 ，灯泡电阻恒为RL3 ，滑动变阻器总阻值R8 ，当滑片P位于滑动变阻器正中间、开关S处于闭合状态时，电容器内有一带电微粒恰好处于静止状态，灯泡L正常发光当滑片P向N端移动后，下列说法正确的是()A微粒向上运动B电流表示数变小C灯泡L变

9、暗D电源输出功率变大15图甲为某元件R的UI特性曲线，把它连接在图乙所示电路中。已知电源电动势E5 V，内阻r1.0 ，定值电阻R04 。闭合开关S后，求：(1)该元件的电功率；(2)电源的输出功率。1【答案】B【解析】当两电阻串联接入电路中时I，当两电阻并联接入电路中时I，由以上两式可得：rR，故B正确。2【答案】C【解析】由电流定义可知IneSv，由欧姆定律可得UIRneSvneLv，又E，故Enev，选项C正确。3【答案】C【解析】设电流表A的内阻为RA，用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I1IA)R1IARA，解得I13IA

10、0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2IA)R1IARA，解得I23IA0.06 A，则每一小格表示0.06 A，C正确。4【答案】A【解析】当开关S闭合时，电容器两端电压等于R2两端的电压，U2，Q1C；当开关S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，UE，Q2EC，所以Q1Q213，A正确。5【答案】A【解析】当光照增强时，光敏电阻的阻值减小，电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流增大，则L2逐渐变亮，U内Ir增大，由UEIr可知，路端电压减小，L2两端的电压增大，则L1两端的电压减小，故L1逐渐变暗，故A正确，B错误；电路中总电流增大，

11、由PI2r知电源内电路消耗功率逐渐增大，故C错误；将L2看成电源内电路的一部分，光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率，由于等效电源的内阻大于外电阻，所以当光敏电阻的阻值减小，即外电阻减小时，等效电源的内、外电阻相差更大，输出功率减小，则光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐减小，故D错误。6【答案】C【解析】根据电路发生断路的特点可以判断。因Uab6 V则说明电源没有问题，是外电路出现故障，而Ucd6 V，则说明L1、R完好，又Uad0，则说明L2的灯丝断了，故C正确。7【答案】D【解析】在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流I

12、增大，电阻R1两端电压增大，则电压表示数变大电阻R2两端的电压U2EI(R1r)，I增大，则U2变小，电容器两板间电压变小，其电荷量减小。根据外电路中顺着电流方向，电势降低，可知a点的电势大于零a点的电势等于R2两端的电压，U2变小，则a点的电势降低，通过R2的电流I2减小，通过电流表的电流IAII2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D正确。8【答案】B【解析】将滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，其与小灯泡L1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，电流表读数减小，小灯泡L2变暗，路端电压UEIr增大，电压表的读数变大，B正确，C错误；小灯

13、泡L1两端的电压U1EI(rRL2)增大，通过小灯泡L1的电流变大，小灯泡L1变亮，A错误；通过小灯泡L2的电流减小，小灯泡L2两端电压变小，与小灯泡L2并联的电容器两端电压减小，由QCU可得电容器所带电荷量减小，D错误。9【答案】B【解析】由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 ，B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W，此时电阻箱读数为R5 可知，电流I3 A，电源电动势EI(Rr)30 V，C错误；电阻箱

14、所消耗功率P最大时，电源效率为50%，D错误。10(多选)【答案】AD【解析】煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，变阻器两端电压UIR越大，即a、b间电压越高，故A正确，B错误；煤气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率PEI越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，会影响报警装置的灵敏度，故D正确。11(多选)【答案】ABC【解析】滑片P向右移动时外电路电阻R外增大，由闭合电路欧姆定律知总电流减小，由P总EI可得P总减小，故A正确；根据可知B正确；由P损I2r可知，C正确；由P

15、输R外图象可得，因不知道R外的初始值与r的关系，所以无法判断P输的变化情况，D错误。12(多选)【答案】BC【解析】由于小灯泡A串联于干路中，且故障发生后小灯泡A变暗，可知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D；若R2断路，则R1和小灯泡B所在支路的电压增大，而R2的断路又使小灯泡B分配的电压增大，故小灯泡B变亮，B对；若R3断路，必引起与之并联的支路(即R1所在支路)中电流增大，小灯泡B分得的电流也变大，小灯泡B变亮，C对。13(多选)【答案】AD【解析】由于电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的UI图线都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图

16、线的斜率的绝对值等于电源内阻，r1.5 ；电阻R的UI图线的斜率等于电阻R的阻值，R1.5 ，A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的UI图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为PUI1.51.0 W1.5 W，C错误；由EIPPr解得电源内部消耗的功率为PrEIP3.01.0 W1.5 W1.5 W，D正确。14(多选)【答案】AC【解析】电路中滑动变阻器RP、电流表、R1串联，然后三者和灯泡并联，并联完后和干路中的R2串联，电容器A板带正电，带电微粒恰好静止有mgEqq。当P向N端移动时，RP变小，它所在支路的电阻变小，根据并联电路的特点，并联电阻R并变

17、小，所以并联电路两端的电压变小，所以灯泡变暗，故C正确；并联电阻R并变小，回路中的外电阻(R外R并R2)变小，则回路中的总电流变大，由I总IR1IRL知IR1变大，故B错误；由UIR知R1两端的电压变大，由E知电容器两极板间的电场变强，所以微粒向上运动，故A正确；当滑动变阻器滑片在变阻器正中间时RP4 ，此时回路中的外电阻R外R24 r，此时电源输出功率最大，当滑片向N端滑动时，滑动变阻器的阻值变小，电源输出功率变小，故D错误。15【解析】设非线性元件的电压为U，电流为I，由欧姆定律得：UEI(R0r)代入数据得U55I在UI图象中画出UEIr55I图线，如图所示，两图线交点坐标为(0.4 A，3.0 V)。(1)该元件的电功率PRUI3.00.4 W1.2 W。(2)电源的输出功率PPR0PRI2R0PR0.424 W1.2 W1.84 W。