2021届高考物理一轮复习课后限时集训24电路闭合电路的欧姆定律含解析

2021届高考物理一轮复习课后限时集训24电路闭合电路的欧姆定律含解析

电路　闭合电路的欧姆定律 建议用时：45分钟 ‎1．(2019·枣庄模拟)如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　乙 A．C、D两点之间的高度差将变大 B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小 C．A、B两点之间的高度差不变 D．在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大 A　[因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差类似于外电压，减小；C、D两点高度差类似于内电压，变大，故A正确，C错误。A与D、C与B高度差之和类似于电动势，不变，故B错误。电子从A处经D、C至B处，非静电力做功W＝Eq，不变，故D错误。]‎ ‎2.(2019·江苏高考)如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。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(　　)‎ A．1 Ω B．2 Ω ‎ C．3 Ω D．4 Ω A　[断开S时，电压表测量的是电源电动势，由题可知电源的电动势大小为E＝3 V，闭合S后，电压表测量的是路端电压，即电阻R两端的电压为U＝2 V，根据欧姆定律可得电路中的电流为I＝＝ A＝1 A，则电源的内电压为U内＝E－U＝(3－2) V＝1 V，电源的内阻为r＝‎ 7‎ eq f(U内,I)＝ Ω＝1 Ω，选项A正确，B、C、D错误。]‎ ‎3.(多选)如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是(　　)‎ A．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率 B．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率 C．当R2＝0时，R1获得最大功率 D．当R2＝0时，电源的输出功率最大 AC　[在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1＋r的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图所示)，R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A项正确；讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据P＝I2R知，电路中电流越大，R1上的电功率就越大(P1＝I2R1)，所以，当R2＝0时，R1获得的电功率最大，故B项错误，C项正确；讨论电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源的输出功率不一定最大，故D项错误。]‎ ‎4.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 A B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A C　[设电流表A的内阻为RA 7‎ ‎，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，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA，则每一小格表示0.06 A，选项C正确。]‎ ‎5.(多选)如图所示的UI图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ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(　　)‎ A．R的阻值为1.5 Ω B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω C．电源的输出功率为3.0 W D．电源内部消耗功率为1.5 W AD　[电阻R的UI图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝1.5 Ω，选项A正确；由电源的路端电压与电流的关系曲线Ⅰ知电动势E＝3.0 V，图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5 Ω，选项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，P出＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，选项C错误；由EI＝P出＋P内，解得电源内部消耗的功率为P内＝EI－P出＝3.0×1.0 W－1.5 W＝1.5 W，选项D正确。]‎ ‎6.(2019·北京西城区模拟)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，灯泡L正常发光。两电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．电流表的示数变小 B．电源的总功率变小 C．灯泡L的亮度变大 D．电压表的示数变小 D　[在滑片P向右移动的过程中，电路总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电源输出电流I变大，电流表的示数变大，电源的总功率P＝EI变大，选项A、B错误；由于滑动变阻器与灯泡和电压表都是并联，在滑片P向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变小，根据“串反并同”可知，与其并联的支路中电流、电压都减小，则灯泡中电流变小，电压表示数变小，选项C错误，D正确。]‎ ‎7.(2019·重庆一诊)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L1、L2不亮，用电压表检测电压得到Ubc＝0，Ucd＝6 V，若电路中只有一处断路，则发生断路的是(　　)‎ 7‎ A．L1灯 B．L2灯 ‎ C．R D．电源 B　[Ubc＝0，由于R的分压为零，通过R中的电流为零，也就是说R没有断路，而Ucd＝6 V，即L2的分压远远大于R的分压，运用闭合电路中分压的知识可知，此时L2的电阻远远大于R的电阻，所以是L2断路(可近似看成电阻无限大)，故B正确。]‎ ‎8.在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V。则当这台电动机正常运转时(　　)‎ A．电动机的内阻为7.5 Ω B．电动机的内阻为2.0 Ω C．电动机的输出功率为30.0 W D．电动机的输出功率为26.0 W D　[因为电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V，电动机在没有将电能转化为机械能时属于纯电阻元件，故电动机的内阻r＝＝＝1.0 Ω，选项A、B错误；当电动机正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V，则电动机的总功率为P总＝U2I2＝15.0 V×2.0 A＝30.0 W，此时电动机的发热功率为P热＝Ir＝(2.0 A)2×1.0 Ω＝4.0 W，故电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝30.0 W－4.0 W＝26.0 W，选项C错误，D正确。]‎ ‎9.(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大。为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光。若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则(　　)‎ 7‎ A．电灯L变亮 B．电灯L变暗 C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大 AC　[探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据I＝可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U＝E－Ir，可知I减小，U增大，所以灯泡两端的电压增大，所以电灯L变亮，故A、C正确，B、D错误。]‎ ‎10．(2019·上海虹口区二模)用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，则(　　)‎ A．外电路断开时，路端电压为零 B．电源短路时，路端电压为最大值 C．路端电压增大时，流过电源的电流一定减小 D．路端电压增大时，电源的输出功率一定增大 C　[外电路断开时，外电阻无穷大，电路电流为零，路端电压等于电动势，故选项A错误。电源短路时，外电阻等于零，根据闭合电路的欧姆定律可知电流最大，路端电压为零，故选项B错误。路端电压增大时，由I＝知，流过电源的电流减小，故选项C正确。电源的输出功率P＝EI－I2r＝－r＋，若I>，电源的电流减小时，电源的输出功率增大；若I≤，电源的电流减小时，电源的输出功率减小，故选项D错误。]‎ ‎11.(多选)(2019·河南洛阳一高月考)如图所示电路中，电源内阻不计，三个小灯泡完全相同且外电路变化时每个灯泡两端的电压都不会超过其额定电压，开始时只有S1闭合，当S2也闭合后，下列说法中正确的是(　　)‎ A．灯泡L1变亮 B．灯泡L2变亮 C．电容器C的电荷量增加 D．闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左 AD　[根据电路可知，S1闭合、S2断开时，L1、L2串联，则两灯一样亮，因L3与电容器串联后接到电源两端，则L3不亮，电容器两端电压等于电源电动势E；当S2也闭合后，电路总阻值变小，流过L1的电流变大，L1两端电压变大，L2两端电压变小，则灯L1变亮，L2变暗；因电容器此时与灯L1‎ 7‎ 并联，则电容器两端电压变小，电容器上的电荷量变少，电容器对外放电，又知电容器左极板与电源正极相连，带正电，则闭合S2瞬间流过电流表的电流方向自右向左，综上所述，选项B、C错误，A、D正确。]‎ ‎12.(2019·河北衡水月考)如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因L2的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，下列说法正确的是(　　)‎ A．电流表、电压表的读数均变小 B．电源内阻消耗的功率变大 C．带电液滴将向上运动 D．电源的输出功率变大 C　[当L2的灯丝突然烧断时，电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1两端的电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该带电液滴将向上移动，C正确。由于C两端的电压增大，R2、R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误。因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误。由于电源的内、外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误。]‎ ‎13.如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则选项图中表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图象，可能正确的是(　　)‎ A　　　　　B　　　 　C　　 　　D C　[由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流，设电源提供的电流恒定为I总，根据并联电路特点可知：U＝U0＝I0R0＝(I总－I)R0＝－IR0＋I总R0，其中I总、R0为定值，由U＝－R0I＋I总R0，可知U与I的图象为一次函数图象，且－R0<0，故A、B错误；由电功率的计算公式知，电路消耗总功率：P＝UI总＝(I总－I)R0×I总＝－I总R0I＋IR0，其中I总、R0为定值，由P＝－I总R0I＋IR0，可知P与I的图象为一次 7‎ 函数图象，－I总R0<0，且I、P不会为0，故C正确，D错误。]‎ ‎14．(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一位同学记录电流表和电压表的测量数据，另一位同学记录电流表和电压表的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条UI图线。则图象中两图线的交点表示的物理意义是(　　)‎ 图(a)　　　　　　图(b)‎ A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端 B．电源的输出功率最大 C．定值电阻R0消耗的功率为0.5 W D．电源的效率达到最大值 BC　[由题图可得，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，在交点位置有R＋R0＝＝2 Ω，R0＝＝2 Ω，则R＝0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，选项A错误；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但R0>r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，故选项B正确；P0＝U2I＝0.5 W，选项C正确；电源的效率η＝，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大，选项D错误。]‎ 7‎