2020版高考物理一轮复习第八章 微专题58闭合电路欧姆定律的应用

2020版高考物理一轮复习第八章 微专题58闭合电路欧姆定律的应用

闭合电路欧姆定律的应用 ‎[方法点拨]　(1)可从闭合电路电势升高、降低角度理解闭合电路欧姆定律.(2)较复杂电路可由各节点电势的高低判定各支路中电流方向，判断电路串、并联结构.‎ ‎1.(多选)(2018·四川省成都市一诊)如图1所示的电路中，电源电动势E＝4V，内阻r＝1Ω，定值电阻R0＝1Ω，R为滑动变阻器，电容器的电容C＝40μF.闭合开关S，下列说法中正确的是(　　)‎ 图1‎ A.将R的阻值调至2Ω时，电容器的电荷量为8×10－5C B.将R的阻值调至2Ω时，滑动变阻器的功率为最大值 C.将R的阻值调至2Ω时，电源的输出功率为最大值 D.在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加 ‎2.(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力，感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大.压电薄膜与电容器C、电阻R组成图2甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照.则红灯亮时(　　)‎ 图2‎ A.车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流 B.车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电 C.车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增大后减小 D.汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照 ‎3.如图3所示，电源电动势为E，内电阻为r.两电压表可看成是理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，下列说法中正确的是(　　)‎ 图3‎ A.小灯泡L1、L2均变暗 B.小灯泡L1变亮，V1表的读数变大 C.小灯泡L2变亮，V2表的读数不变 D.小灯泡L1变暗，V1表的读数变小 ‎4.(多选)(2018·河南省郑州市一模)如图4所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1＝r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A.电压表V的示数减小 B.电流表A1、A2的示数均减小 C.ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻r D.电源的输出功率逐渐增大 ‎5.(多选)如图5甲所示的电路中，不计电表内阻的影响，改变滑动变阻器的滑片位置，测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的实验图象如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)‎ 图5‎ A.图线a是电压表V1的示数与I的关系图线 B.图线b的延长线一定过坐标原点O C.图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电阻R0消耗的瞬时功率 D.图线a、b的交点的横、纵坐标值的乘积等于电源的瞬时输出功率 ‎6.(多选)(2018·湖北省黄冈市模拟)在如图6所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A.不变，不变 B.变大，变大 C.变大，不变 D.变大，不变 ‎7.(多选)(2019·山东省菏泽一中质检)某温度检测、光电控制加热装置原理如图7所示.图中RT为热敏电阻(其阻值随温度升高而减小)，用来探测加热电阻丝R的温度，RG为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)，接收小灯泡L的光照.除RT、RG外，其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近).当R处温度升高时(　　)‎ 图7‎ A.L变亮 B.通过R3的电流减小 C.E2的路端电压增大 D.R消耗的功率减小 ‎8.(多选)(2018·湖北省襄阳五中质检)在如图8所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻大于电源的内阻r.闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是(　　)‎ 图8‎ A.电流表的读数减小 B.灯泡L变亮 C.电源输出功率先减小后增大 D.电压表的读数先增大后减小 ‎9.(2019·湖北省荆门市元月调考)电阻非线性变化的滑动变阻器R2接入图9甲的电路中，移动滑动变阻器触头改变接入电路中的长度x(x为图中a与触头之间的距离)，定值电阻R1两端的电压U1与x间的关系如图乙，a、b、c为滑动变阻器上等间距的三个点，当触头从a 移到b和从b移到c的这两过程中，下列说法正确的是(　　)‎ 图9‎ A.电流表A示数变化不相等 B.电压表V2的示数变化相等 C.电阻R1的功率变化相等 D.电源的输出功率不断增大 ‎10.(多选)(2018·河南省洛阳市统考)如图10所示，直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr随路端电压U变化的图象，但具体对应关系未知，根据图象可判断(　　)‎ 图10‎ A.PE－U图象对应图线a，由图知电动势为9V，内阻为3Ω B.Pr－U图象对应图线b，由图知电动势为3V，内阻为1Ω C.PR－U图象对应图线c，图象中任意电压值对应的功率关系为PE＝Pr＋PR D.外电路电阻为1.5Ω时，输出功率最大，为2.25W ‎11.(2018·上海市黄浦区一模)如图11所示电路，已知R3＝4Ω，闭合开关，电流表读数为0.75A，电压表读数为2V.经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使电流表读数变为0.8A，电压表读数变为3.2V，问：‎ 图11‎ ‎(1)哪个电阻发生断路故障？‎ ‎(2)R1的阻值是多少？‎ ‎(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由.‎ 答案精析 ‎1.AB　[将R的阻值调至2Ω，R的两端的电压为×2Ω＝2V，根据公式Q＝CU，代入数据解得电容器的电荷量为8×10－5C，故A正确；根据公式P＝I2R，可知滑动变阻器的功率P＝()2·R，可知当R＝2Ω时，R＋最小，则P最大，故B正确；电源的输出功率P＝I2R外＝()2·(R＋1Ω)＝W＝W，当R＝0时，电源输出功率最大，故C错误；在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，其接入电路的电阻减小，滑动变阻器两端的电压减小，电容器两极板间电压减小，电容器的电荷量减小，故D错误.]‎ ‎2.BD　[车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，A项错误；由题图乙可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大再减小；因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，B项正确，C项错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回到线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，D项正确.]‎ ‎3.D　[由题图知：滑动变阻器与灯泡L1并联，再与灯泡L2串联.V1表测量路端电压，V2表测量灯泡L2两端的电压.将滑动变阻器的滑片由右端向左端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与灯泡L1并联的电阻变小，外电路总电阻减小，路端电压减小，V1表的读数变小.由闭合电路欧姆定律可知，流过电源的电流增大，灯泡L2变亮，电压表V2读数变大.灯泡L1的电压U1＝E－I(r＋RL2)减小，灯泡L1变暗，故A、B、C错误，D正确.]‎ ‎4.BD　[当滑动变阻器R2的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A2的示数减小.根据闭合电路欧姆定律可知，并联部分电压增大，即电压表V的示数增大.根据并联电路的电流规律I2＝I1＋I，A2的示数I2变小，通过定值电阻R1的电流I增大，则A1的示数I1变小，故A错误，B正确；I2的减小量＝I1的减小量－I的增大量，所以ΔI1一定大于ΔI2.电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律得U＝E－I2r，可以知道＝r，而ΔI1大于ΔI2，所以＜r，故C错误；因为定值电阻的阻值R1＝r，所以R1和R2并联后的电阻小于r，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，外电阻增大，电源的输出功率增大，D正确.]‎ ‎5.BCD　[当电路中电流增大时，电压表V1的示数增大，电源的内电压增大，电压表V2的读数减小，则根据图象可知，图线a是电压表V2的示数与I的关系图线，故A错误；由以上分析知，图线b是电压表V1的示数与I的关系图线，由于V1测量的是定值电阻的电压，定值电阻的电压与电流成正比，则图线b的延长线一定过坐标原点O，故B正确；图线a反映电源的特性，图线b反映定值电阻的特性，两图线的交点表示定值电阻接在该电源上的工作 状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下定值电阻消耗的瞬时功率，也就是电源的瞬时输出功率，故C、D正确.]‎ ‎6.ACD　[根据欧姆定律得知，＝＝R1，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R1恒定不变，所以、均不变，故A正确；＝R2，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，故变大，根据闭合电路欧姆定律得U2＝E－I(R1＋r)，则有＝R1＋r，不变，故B错误，C正确；＝R1＋R2，变大，根据闭合电路欧姆定律得U3＝E－Ir，则有＝r，不变，D正确.]‎ ‎7.AD　[当R处温度升高时，RT阻值变小，小灯泡L中的电流变大，L变亮，所以光照强度增大，RG阻值变小，通过R2的电流变大，E2的路端电压变小，R两端电压变小，通过R的电流也变小，R消耗的功率变小，通过R3的电流变大，故A、D正确.]‎ ‎8.CD　[电流表测量的是滑动变阻器右半部分电阻上的电流，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电路的总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析可以知道，电路中的总电流先减小后增大，可知电流表的读数先减小后增大，灯泡L先变暗后变亮，路端电压先增大后减小，A、B错误，D正确；因为灯泡L的电阻大于电源的内阻r，外电路的总电阻先增大后减小，所以电源输出功率先减小后增大，故C正确.]‎ ‎9.B ‎10.BC　[总功率PE＝EI＝E·＝－U＋，可以知道PE－U图象对应图线a.由数学知识得知，图线a的斜率k＝－＝－A＝－3A；当U＝0时，PE＝＝9W，联立计算得出E＝3V，r＝1Ω，故A错误；Pr＝，由数学知识可知，Pr－U图象对应图线b，故B正确；根据功率分配关系可得PE＝Pr＋PR，则PR＝PE－Pr＝－U2＋U，由数学知识可知，PR－U图象对应图线c，故C正确；当内阻与外电路电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为1Ω时输出功率最大，最大输出功率为Pm＝＝＝W＝2.25W，故D错误.]‎ ‎11.(1)R2断路　(2)4Ω　(3)只能求出电源电动势E，不能求出内阻r，E＝4V　理由见解析 解析　(1)由于发生故障后，电压表和电流表有示数且增大，说明R1、R3、R4未断路，故只能是R2断路.‎ ‎(2)R2被烧坏后，电压表的示数等于电阻R1两端的电压，则R1＝＝Ω＝4Ω.‎ ‎(3)R2断路前，电阻R3两端的电压为U3＝I1R1－U1＝0.75×4V－2V＝1V，通过电阻R3的电流为I3＝＝A＝0.25A，根据闭合电路欧姆定律得E＝I1R1＋(I1＋I3)(R4＋r)＝3V＋(R4＋r)；R2断路后，有E＝U1′＋I1′(R4＋r)＝3.2V＋0.8(R4＋r)，解得E＝4V，R4＋r＝1Ω，由于R4未知，故只能求出电源电动势E，而不能求出内阻r.‎