人教版物理选修3-1习题：第2章 7 闭合电路的欧姆定律

人教版物理选修3-1习题：第2章 7 闭合电路的欧姆定律

www.ks5u.com 第二章　7‎ ‎[练案16]‎ ‎ 基础夯实 ‎ 一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)‎ ‎1．关于闭合电路，下列说法正确的是(　B　)‎ A．电源短路时，放电电流为无限大 B．电源短路时，内电压等于电源电动势 C．用电器增加时，路端电压一定增大 D．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数等于电源电动势 解析：电源短路时，R＝0，放电电流I＝，U内＝E，A错误，B正确；当并联用电器增加时，并联电阻变小，电路中的电流变大，内电压变大，路端电压变小，C错误；当电压表直接和电源连接时，电压表不视为理想电表时，电路中有微小电流，内电路有一定的电势降落，D错误。‎ ‎2．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　D　)‎ A．0.1 V　　　　　 B．0.2 V C．0.3 V D．0.4 V 解析：电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800 mV。由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池内阻r＝＝ Ω＝20 Ω，该电池与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ mA＝20 mA，所以路端电压U＝IR＝400 mV＝0.4 V，D项正确。‎ ‎3.如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是(　D　)‎ A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗 B．各灯两端电压在灯多时较低 C．通过电池的电流在灯多时较大 D．电池输出功率灯多时较大 解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A、B、C正确，选项D错。‎ ‎4.学生为“神州十一号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值，当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正。这个装置在“神州十一号”载人飞船发射、运行和回收过程中，下列说法中正确的是(　ABD　)‎ A．飞船在竖直减速上升的过程中，处于失重状态，电压表的示数为负 B．飞船在竖直减速返回地面的过程中，处于超重状态，电压表的示数为正 C．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零 D．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为负 解析：飞船在竖直减速上升的过程中，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律得知，飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负，故A正确；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向竖直向上，由牛顿第二定律得知，处于超重状态，电压表的示数为正，故B正确；飞船在圆轨道上运行时，加速度方向竖直向下，电压表的示数为负，故C错误，D正确。‎ ‎5．如图所示的电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，下列判断正确的是(　ACD　)‎ A．若断开K1，则P将继续悬浮不动 B．若断开K2，则P将向下加速运动 C．若断开K3，则P将向下加速运动 D．若断开K4，则P将继续悬浮不动 解析：断开K1，电容器两板间的电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，油滴仍处于平衡状态，故P悬浮不动，故A正确；断开K2‎ ‎，电容器两板间的电压增大，稳定时，其电压等于电源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，故B错误；断开K3，电容器通过电阻放电，板间场强逐渐减小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下加速运动，故C正确；断开K4，电容器的电量不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态，故D正确，故选ACD。‎ ‎6.(多选)(2019·广州市荔湾区高二上学期期末)在如图所示的电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时(　BD　)‎ A．A灯变亮　 B．B灯变亮 C．C灯变亮 D．D灯变亮 解析：当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，外电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，内电压增大，则路端电压减小，A灯的电压减小，故A灯变暗；总电流I增大，通过A灯的电流减小，所以B灯所在支路电流增大，则B灯变亮；B灯的电压增大，而路端电压减小，所以C灯的电压减小，C灯变暗。通过C灯的电流减小，而通过B灯的电流增大，所以通过D灯的电流增大，D灯变亮。故AC错误，BD正确。故选BD。‎ 二、非选择题 ‎7．(2019·江苏省宿迁市高二上学期期末)如图，电路中电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，小灯泡L额定电压U＝8 V，额定功率字迹模糊不清，电动机M的线圈电阻RM＝2 Ω。闭合开关S后，灯泡恰好正常发光，电动机输出机械功率P＝3.5 W。求：‎ ‎(1)电源中电流I；‎ ‎(2)电动机线圈中电流IM；‎ ‎(3)小灯泡额定功率PL。‎ 答案：(1)2 A　(2)0.5 A　(3)12 W 解析：(1)电源的内电压U内＝E－U　电源中电流I＝解得：I＝2 A ‎(2)电动机的总功率PM＝UIM，电动机的热功率P热＝IRM，能量守恒PM＝P热＋P，电动机中电流IM＝0.5 A ‎(3)通过灯泡的电流I灯＝I－IM，小灯泡的额定功率PL＝UI灯＝12 W ‎ 能力提升 ‎ 一、选择题(1～2题为单选题，3～5题为多选题)‎ ‎1．(2019·浙江省名校协作体高二上学期联考)如图所示的电路，电源电动势为12 V，内阻恒定且不可忽略。初始时刻，电路中的电流等于I0，且观察到电动机正常转动。现在调节滑动变阻器使电路中的电流减小为I0的一半，观察到电动机仍在转动。不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是(　B　)‎ A．电源的热功率减为初始时的一半 B．电源的总功率减为初始时的一半 C．电动机的热功率减为初始时的一半 D．变阻器的功率减为初始时的四分之一 解析：电源的内阻和电动机的内阻不变，根据公式P＝I2R知：电路中的电流减小为I0的一半，则电源的热功率减为初始时的，电动机的热功率减为初始时的。故A、C错误。根据P＝EI知：电路中的电流减小为I0的一半，而电源的电动势不变，则电源的总功率减为初始时的一半，故B正确。电路中的电流减小为I0的一半，说明变阻器接入电路的电阻增大，所以由P＝I2R知变阻器的功率大于初始时的。故D错误。故选B。‎ ‎2.(2019·山东师范大学附中高二上学期期末)如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，下面说法中正确的是(　D　)‎ A．伏特表V1的读数减小，安培表A1的读数减小 B．伏特表V1的读数增大，安培表A1的读数增大 C．伏特表V2的读数减小，安培表A2的读数增大 D．伏特表V2的读数增大，安培表A2的读数减小 解析：当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大；电压表 V1‎ 读数U1＝E－I(R1＋r)，I增大，其他量不变，则U1减小；通过电流表A2的电流I2＝，U1减小，则I2减小；通过电阻R2电流I2′＝I－I2，I增大，I2减小，则I2′增大，则伏特表 V2的读数增大，故D正确，故选D。‎ ‎3.(2019·新疆建设兵团一师高二上学期期中)如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠。R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(　AC　)‎ A．电流表示数变小，电压表示数变大 B．小电珠L变亮 C．电容器C上电荷量增大 D．电源的总功率变大 解析：当滑动变阻器滑片P向左移动时，电阻增大，由“串反并同”可知，与之并联的电压表示数增大，与之串联的灯泡L电流减小，同理判断电流表示数减小，电源总功率减小。路端电压增大，电容器两端电压增大，由Q＝CU可知电量增大。故AC正确，BD错误。‎ ‎4．(2019·陕西西安中学高二上学期期末)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是(　ABC　)‎ A．电源1与电源2的内阻之比是11∶7‎ B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1‎ C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是1∶2‎ D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2‎ 解析：由图可知，E1＝E2＝10 V，r1＝＝ Ω，r2＝＝ Ω，故选项A、B正确；由小灯泡的伏安特性曲线可知，R1＝＝0.6 Ω，R2＝＝ Ω，P1＝I1′U1′＝15 W，P2＝I2′U2′＝30 W，故选项C正确，D错误。‎ ‎5．有一种测量体重的电子秤，其原理图如下图中的虚线部分所示，它主要由三部分构成：‎ 踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数为R＝30 Ω－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是(　AC　)‎ A．该秤能测量的最大体重是1 400 N B．该秤能测量的最大体重是1 300 N C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处 D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处 解析：当电流表示数达到3A时，压力传感器受到的压力最大，由E＝I(R＋r)可求得R＝2 Ω，由R＝30 Ω－0.02F 可求得F＝1 400 N，选项A正确，B错误；当踏板空载时，R′＝30 Ω，电流表G示数为I′＝＝ A＝0.375 A，选项C正确，D错误。‎ 二、非选择题 ‎6.如图所示，一电荷量q＝3×10－4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°。已知两板相距d＝0.1 m，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：‎ ‎(1)电源的输出功率；‎ ‎(2)两板间的电场强度的大小；‎ ‎(3)小球的质量。‎ 答案：(1)10 W　(2)100 N/C　(3)4×10－3 kg 解析：(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝＝6 Ω 由闭合电路欧姆定律得：I＝＝1 A 电源的输出功率为：P出＝IE－I2r＝10 W ‎(2)电容器两板间的电压UC＝I(R1＋R23)‎ 电容器两板间的电场强度 E1＝＝＝100 N/C ‎(3)小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得：F＝mgtan α，又有F＝qE1所以m＝ 解得m＝4×10－3 kg。‎