7　闭合电路的欧姆定律

A组

1.用E表示电源电动势,U表示路端电压,Ur表示内电压,R表示外电路总电阻,r表示电源内阻,I表示干路电流,则下列各式中正确的是(　　)

A.Ur=IR B.Ur=E-U

C.U=E+Ir D.U=

解析:因为不知道外电阻是纯电阻电路还是非纯电阻电路,所以I=不一定成立,Ur=E-U一定成立,故选项D错误,选项B正确;Ur=Ir,选项A错误;U=E-Ir,选项C错误。

答案:B

2.如图是一火警报警装置的一部分电路示意图,其中R2的电阻随温度升高而减小,a、b接报警器。当R2所在处出现火情时,电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比(　　)

A.I变大,U变大 B.I变小,U变小

C.I变大,U变小 D.I变小,U变大

解析:当出现火情时R2减小,导致整个电路中干路电流增加,内电压增加,由U=E-U内减小,UR1增加,则R2、R3并联电压减小,通过R3的电流减小,R2的电流增加,故电流表示数I增大,选项C正确。

答案:C

3.

用如图所示的电路测定电源电动势和内阻。其中V为电压表(其电阻足够大),定值电阻R=7.0 Ω。在开关未接通时,V的读数为6.0 V;开关接通后,V的读数变为5.6 V。那么,电池组的电动势和内阻分别是(　　)

A.6.0 V,0.5 Ω B.6.0 V,1.25 Ω

C.5.6 V,1.25 Ω D.5.6 V,0.5 Ω

解析:开关未接通时,V的读数即为电源电动势的大小,故E=6.0 V。开关接通后,根据欧姆定律得, A=,所以电源内阻r=0.5 Ω,选项A正确。

答案:A

4.当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时,单位时间内在外电路上产生的热量正好相等,则该电源的内阻是(　　)

A.1 Ω B.2 Ω C.4 Ω D.6 Ω

解析:由题意可得,R1=R2,代入数据解得,r=4 Ω,选项C正确。

答案:C

5.

如图所示的电路,灯泡L1与L2完全相同,开关S闭合后,电压表V1、V2的示数都等于电源电压,两个灯泡都不发光。如果故障只有一个,则可能是(　　)

A.L1短路

B.L1断路

C.L2短路

D.L2断路

解析:V2示数等于电源电压,则说明电压表的两接线柱间含电源部分的电路b—L1—c—d—e—a之间是连通的,且a—L2—b部分无短路现象,则选项B、C排除;选项A和D都满足V1和V2的示数等于电源电压的要求,但由于电路故障只有一处,若L1短路,则L2完好,则L2应发光,与两个灯都不发光矛盾,故只有选项D正确。

答案:D

6.将一盏“6 V12 W”的小灯泡,一台线圈电阻是2 Ω的电动机及电动势为30 V、内阻1 Ω的电源组成串联闭合电路,小灯泡刚好正常发光,则电动机输出的功率是(　　)

A.36 W B.44 W

C.50 W D.63 W

解析:小灯泡正常发光,由P=IU知,I==2 A。U内=Ir=2 V,电动机两端的电压U’=E-U灯-U内=22 V,电动机输出功率P出=IU’-I2R=36 W,选项A正确。

答案:A

7.(多选)在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是(　　)

A.灯泡L变亮

B.电源的输出功率变小

C.电容器C上电荷量减少

D.电流表示数变小,电压表示数变大

解析:将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,R的阻值变大,电路中电流变小,灯泡变暗,选项A错误;路端电压变大,电阻R两端电压变大,电容器C两端电压变大,电容器C上电荷量增加,选项C错误,选项D正确;当外电路电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,则外电路电阻比r大得越多,R增大,电源输出功率变小,选项B正确。

答案:BD

8.

如图所示,E=10 V,R1=4 Ω,R2=6 Ω,C=30 μF。电池内阻可忽略。

(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流;

(2)然后将开关S断开,求此后流过R1的总电荷量。

解析:(1)闭合开关S,电路稳定后,电容器所在的支路上无电流通过,因此R1与R2串联,C两端的电压即为R2两端的电压。

由欧姆定律得,通过R1的电流

I==1 A。

(2)闭合开关S,电路稳定后,C两端电压U1=IR2=6 V

C所带电荷量Q1=CU1=30×10-6×6 C=1.8×10-4 C

开关S断开,电路稳定后,总电流为零,电容器两端电压为E,所带电荷量

Q2=CE=30×10-6×10 C=3×10-4 C

通过R1的电荷量,即为电容器增加的电荷量,

ΔQ=Q2-Q1=1.2×10-4C。

答案:(1)1 A　(2)1.2×10-4 C

9.

如图所示的电路中,电源的电动势E=12 V,内阻未知,R1=8 Ω,R2=1.5 Ω,L为规格“3 V　3 W”的灯泡,开关S断开时,灯泡恰好正常发光。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求:

(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻;

(2)电源的内阻;

(3)开关S闭合时,灯泡实际消耗的功率。

解析:(1)灯泡的额定电流I0= A=1 A

灯丝电阻RL= Ω=3 Ω。

(2)断开S时,灯L正常发光,即I1=I0,根据闭合电路的欧姆定律得,

E=I0(R1+RL+r)

r=-(R1+RL)= Ω-(8+3) Ω=1 Ω。

(3)闭合S时,设外电路总电阻为R外

则R外=+R1=9 Ω

设干路电流为I总,则I总==1.2 A

灯泡两端的电压UL=I总·=1.2 V

灯泡的实际功率PL==0.48 W。

答案:(1)1 A　3 Ω　(2)1 Ω　(3)0.48 W

B组

1.(多选)关于电动势及闭合电路的欧姆定律,下列说法正确的是(　　)

A.电源电动势越大,电源所能提供的电能就越多

B.电源电动势等于路端电压

C.外电路的电阻越大,路端电压就越大

D.路端电压增大时,电源的输出功率可能减小

解析:电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,选项A错误;由闭合电路的欧姆定律E=U外+U内,选项B错误;由I=和U=IR得U=,故选项C正确;路端电压U增大,可知P=IU可能减小,选项D正确。

答案:CD

2.如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态,当变阻器R0的滑动触头向左移动时,带电粒子将(　　)

A.向上运动

B.向下运动

C.静止不动

D.不能确定运动状态的变化

解析:当滑动触头向左移动时,R0接入电路的电阻值变大,则R总变大,总电流变小,R两端的电压变小,电容器中的电场强度变小,所以粒子将向下运动,故选项B正确。

答案:B

3.

如图所示,直线A表示电源的U-I图线,直线B和C分别为电阻R1和电阻R2的U-I图线,用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1、P2,电源的效率分别为η1、η2,则(　　)

A.P1>P2 B.P12

C.η1>η2 D.η1<η2

解析:由图线A可知该电源的电动势E=6 V,电阻R1与该电源组成闭合电路时,路端电压U1=4 V,电流I1=2 A,则电源的输出功率P1=U1I1=8 W,电源的效率η1==66.7%。电阻R2与该电源组成闭合电路时,路端电压U2=2 V,电流I2=4 A,则电源的输出功率P2=

U2I2=8 W,电源的效率η2==33.3%。故P1=P2,η1>η2。

答案:C

4.

如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线,曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1 A,那么AB线段表示的功率为(　　)

A.1 W B.6 W C.2 W D.2.5 W

解析:根据EI=9 W,I=3 A,得E=3 V

I2r=9 W,I=3 A,得r=1 Ω

当I=1 A时,EI=3×1 W=3 W

I2r=1 W,AB段表示的功率值P=EI-I2r=3 W-1 W=2 W。故选项C正确。

答案:C

5.如图所示,电源电动势E=10 V,内阻r=0.5 Ω,“8 V　16 W”的灯泡L恰好能正常发光,电动机M绕线的电阻R0=1 Ω,求:

(1)路端电压。

(2)电源的总功率。

(3)电动机的输出功率。

解析:(1)灯泡正常发光,所以路端电压为8 V。

(2)该题为非纯电阻电路问题。设干路总电流为I,则8 V=10 V-I×0.5 Ω,得I=4 A,故P总=EI=40 W。

(3)又IL= A=2 A,故IM=I-IL=2 A,PM总=8×2 W=16 W,PM出=16 W-22×1 W=12 W。

答案:(1)8 V　(2)40 W　(3)12 W

高中物理2.7闭合电路的欧姆定律同步练习新人教版选修3 - 1