1、1考点规范练 27 闭合电路欧姆定律及其应用一、单项选择题1.电阻 R1与 R2并联在电路中,通过 R1与 R2的电流之比为 1 2,则当 R1与 R2串联后接入电路中时,R1与 R2两端电压之比 U1U 2为( )A.1 2 B.2 1 C.1 4 D.4 1答案 B解析 由并联特点可知 ,又由串联电路特点可得 ,故 B正确。R1R2=I2I1=21 U1U2=R1R2=212.电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压, ac间的电阻是 cd间电阻的( n-1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为 U,则输入端的电压为( )A.nU B.Un
2、C.(n-1)U D.Un-1答案 A解析 Rac与 Rcd串联,电流 I= ,对输出端电压 Ucd=U=IRcd= ,即输入端电压为UabRac+Rcd UabRcdRac+Rcd=UabnUab=nU。3.下列关于电源电动势的说法正确的是( )A.在某电池的电路中,每通过 2 C的电荷量,电池提供的电能是 4 J,那么这个电池的电动势是 0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大2C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多答案 C解析 由 E= 得 E=2V,则 A错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质
3、决定,则 B错误,CWq正确;电源的电动势大,所提供的能量不一定大,电源的电能取决于通过电源的电荷量与电动势的乘积,D 错误。4.如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均可视为理想电表,在滑动变阻器 R的滑片从 a端滑到 b端的过程中( )A.电压表 V的示数先增大后减小,电流表 A的示数增大B.电压表 V的示数先增大后减小,电流表 A的示数减小C.电压表 V的示数先减小后增大,电流表 A的示数增大D.电压表 V的示数先减小后增大,电流表 A的示数减小答案 A解析 在滑动变阻器 R的滑片从 a端滑到 b端的过程中,外电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,电压表 V的示数先增大后减小,电流
4、表 A的示数一直增大,选项 A正确。5.在如图所示的电路中,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 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.电压表读数变小C.电流表读数变小3D.电容器 C上所带的电荷量减少答案 C解析 当滑动变阻器滑片 P向左移动时,其接入电路的电阻增大,电路的总电阻 R 总 增大,总电流 I减小,电流表读数变小;灯泡的功率为 P=I2RL,RL不变,则 P减小,灯泡变暗,故 A错误,C 正确;电压表读数 U=E-Ir变大,故 B错误;根据 U 滑 =E-I(RL+r)可知, I减小,滑动变阻器两端电压增大,电容器两端电压也增大,其电荷量增大,故 D错误。6
5、.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%答案 B解析 由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率 P等于电源输出功率。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 45W,所以电源最大输出功率为 45W,选项 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,选项 B正确;由电
6、阻箱所消耗功率 P最大值为 45W可知,此时电阻箱读数为 R=5,电流 I= =3A,电源电动势 E=I(R+r)=30V,选项 C错误;电阻箱所消耗功率PRP最大时,电源效率为 50%,选项 D错误。7.科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而减小。如图所示电路中 GMR为一个磁敏电阻, R和 R2为滑动变阻器, R1和 R3为定值电阻。当开关 S1和 S2闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态,则( )4A.只调节 R,当 P1向右端移动时,电阻 R1消耗的电功率增大B.只调节 R,当 P1向右端移动时,带电微粒向下运动C.只调节 R2
7、,当 P2向下端移动时,电阻 R1消耗的电功率增大D.只调节 R2,当 P2向下端移动时,带电微粒向下运动答案 A解析 只调节 R,当 P1向右端移动时,滑动变阻器 R接入电路的阻值增大,电源电动势不变,所以左侧电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,导致磁敏电阻 GMR的阻值减小,则通过 R1的电流增大,其电功率增大,电容器两端的电压增大,板间电场强度增大,微粒所受的电场力增大,所以带电微粒向上运动,A 正确,B 错误;只调节 R2,当 P2向下端移动时,回路中电流不变,电阻 R1消耗的电功率不变,电容器板间电压增大,板间电场强度增大,微粒所受的电场力增大,所以带电微粒向上运动,C、D 错误。二
8、、多项选择题8.在如图所示的电路中,由于某一电阻发生短路或断路,A 灯变暗,B 灯变亮,则故障可能是( )A.R1短路 B.R2断路C.R3断路 D.R4短路答案 BC解析 若 R4发生故障,则 A、B 两灯亮度变化相同,故 D项错误;若 R2断路,由“串反并同”可以判断A灯变暗,B 灯变亮,B 项正确;若 R3断路,则可以得出 A暗 B亮,C 项正确;若 R1短路,则可以得出A、B 两灯都变亮,A 项错误。59.如图所示,电源的电动势为 E,内阻为 r,R1、 R2、 R3为定值电阻, RL为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小), C为电容器。闭合开关 S,电路稳定后,用光照射 RL,下列
9、说法正确的是( )A.电压表示数增大B.电源的效率增大C.电容器所带电荷量增加D.R2消耗的功率增大答案 CD解析 由题图可知, RL和 R2串联后与 R1并联, C和 R3串联后与 R2并联,电容器在电路稳定时相当于断路,则 R3相当于导线;当光照增强时,光敏电阻 RL阻值减小,总电阻减小,总电流增大;内电压增大,外电压减小,故电压表示数减小,A 错误;电源的效率 = 100%,因路端电压减小,故电源的效率减UE小,B 错误;总电流增大,但 R1电流减小,故 R2电流增大, R2两端的电压增大,故电容器两端电压增大,由 C= 知,电荷量增加,C 正确;通过 R2的电流增大,根据 P=I2R知
10、 R2功率增大,D 正确。QU10.如图所示,图中直线 表示某电源的输出电压与电流的关系图像,图中曲线 表示该电源的输出功率与电流的关系图像,则下列说法正确的是( )A.电源的电动势为 50 VB.电源的内阻为 253C.电流为 2.5 A时,外电路的电阻为 15 D.输出功率为 120 W时,输出电压是 30 V6答案 ACD解析 电源的输出电压和电流的关系为 U=E-Ir,显然直线 的斜率的绝对值等于电源内阻 r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出截距为 50V,由斜率得 r= =5,A 正确,B 错误;当电流50-206-0I1=2.5A时,由回路中电流 I1= ,解得外电路的电阻
11、R 外 =15,C 正确;当输出功率为 120W时,由Er+R外题图中 P-I关系图线看出对应干路电流为 4A,再从 U-I图线中读取对应的输出电压为 30V,D正确。三、非选择题11.如图甲所示的电路中, R1、 R2均为定值电阻,且 R1=100 , R2阻值未知, R3为一滑动变阻器,当其滑片 P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、 B两点是滑片 P在变阻器的两个不同端点得到的,求:(1)电源的电动势和内阻;(2)定值电阻 R2的阻值;(3)滑动变阻器的最大阻值。答案 (1)20 V 20 (2)5 (3)300 解析 (1)题图乙中 AB延
12、长线交 U轴于 20V处,交 I轴于 1.0A处,所以电源的电动势为 E=20V,内阻r= =20。EI短(2)当 P滑到 R3的右端时,电路参数对应题图乙中的 B点,即 U2=4V、 I2=0.8A,得 R2= =5。U2I2(3)当 P滑到 R3的左端时,由题图乙知此时 U 外 =16V,I 总 =0.2A,所以 R 外 = =80。U外I总因为 R 外 = +R2,所以滑动变阻器的最大阻值为 R3=300。R1R3R1+R312.7如图所示,电源内阻 r=1 , R1=2 , R2=6 ,灯 L上标有“3 V 1.5 W”的字样,当滑动变阻器 R3的滑片 P移到最右端时,电流表示数为 1
13、 A,灯 L恰能正常发光。(1)求电源的电动势;(2)求当 P移到最左端时,电流表的示数;(3)滑动变阻器 Pb段的电阻多大时,滑动变阻器 R3上消耗的功率最大?最大值是多大?答案 (1)6 V (2)2 A (3)2 2 W解析 (1)滑片 P移到最右端时, R2被短路,电阻 R3与灯 L并联,然后与 R1串联。电源的电动势E=UL+IR1+Ir=3V+12V+11V=6V。(2)当 P移到最左端时,灯 L、 R2和 R3都被短路,外电阻只有 R1。由闭合电路欧姆定律得 I1=2A。ER1+r(3)灯 L电阻 RL= =6。设滑动变阻器 Pb段的电阻为 R3,Pa段与 R2被短路, R3与灯 L并联后UL2P与 R1串联。 R3与 RL并联后的等效电阻 R3L= 。由闭合电路欧姆定律得 I2= 。又 U3=I2R3L,所R3RLR3+RL ER1+r+R3L以 P3= (式中物理量单位均取国际单位制的单位)。当 R3=2 时变阻器 R3U32R3= 16R3R32+4R3+4= 16R3+4R3+4上消耗的功率最大,且最大值为 2W。
