(全國(guó)通用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 微專題58 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用加練半小時(shí)(含解析)

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1、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用 [方法點(diǎn)撥] (1)可從閉合電路電勢(shì)升高、降低角度理解閉合電路歐姆定律.(2)較復(fù)雜電路可由各節(jié)點(diǎn)電勢(shì)的高低判定各支路中電流方向,判斷電路串、并聯(lián)結(jié)構(gòu). 1.(多選)(2018·四川省成都市一診)如圖1所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=4V,內(nèi)阻r=1Ω,定值電阻R0=1Ω,R為滑動(dòng)變阻器,電容器的電容C=40μF.閉合開關(guān)S,下列說法中正確的是(  ) 圖1 A.將R的阻值調(diào)至2Ω時(shí),電容器的電荷量為8×10-5C B.將R的阻值調(diào)至2Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器的功率為最大值 C.將R的阻值調(diào)至2Ω時(shí),電源的輸出功率為最大值 D.在R的滑動(dòng)觸頭P由左向右移動(dòng)的過程中

2、,電容器的電荷量增加 2.(多選)電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力,感應(yīng)線是一個(gè)壓電薄膜傳感器,壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)生電壓,壓力越大電壓越大.壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖2甲所示的回路,紅燈亮?xí)r,如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線,回路中產(chǎn)生兩個(gè)脈沖電流,如圖乙所示,即視為“闖紅燈”,電子眼拍照.則紅燈亮?xí)r(  ) 圖2 A.車輪停在感應(yīng)線上時(shí)電阻R上有恒定電流 B.車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中,電容器先充電后放電 C.車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中,電阻R上的電流先增大后減小 D.汽車前輪剛越過感應(yīng)線,又倒回到線內(nèi),仍會(huì)被電子眼拍照 3.如圖3所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)

3、電阻為r.兩電壓表可看成是理想電表,當(dāng)閉合開關(guān),將滑動(dòng)變阻器的滑片由右端向左端滑動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是(  ) 圖3 A.小燈泡L1、L2均變暗 B.小燈泡L1變亮,V1表的讀數(shù)變大 C.小燈泡L2變亮,V2表的讀數(shù)不變 D.小燈泡L1變暗,V1表的讀數(shù)變小 4.(多選)(2018·河南省鄭州市一模)如圖4所示電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,定值電阻的阻值R1=r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右滑動(dòng)過程中,理想電流表A1、A2的示數(shù)變化量的絕對(duì)值分別為ΔI1、ΔI2,理想電壓表示數(shù)變化量的絕對(duì)值為ΔU,下列說法正確的是(  ) 圖4 A.電壓表V的示數(shù)減小 B.電流

4、表A1、A2的示數(shù)均減小 C.ΔU與ΔI1的比值等于電源內(nèi)阻r D.電源的輸出功率逐漸增大 5.(多選)如圖5甲所示的電路中,不計(jì)電表內(nèi)阻的影響,改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置,測(cè)得電壓表V1和V2隨電流表A的示數(shù)變化的實(shí)驗(yàn)圖象如圖乙所示,則下列說法正確的是(  ) 圖5 A.圖線a是電壓表V1的示數(shù)與I的關(guān)系圖線 B.圖線b的延長(zhǎng)線一定過坐標(biāo)原點(diǎn)O C.圖線a、b的交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值的乘積等于電阻R0消耗的瞬時(shí)功率 D.圖線a、b的交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值的乘積等于電源的瞬時(shí)輸出功率 6.(多選)(2018·湖北省黃岡市模擬)在如圖6所示的電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的

5、滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列說法正確的是(  ) 圖6 A.不變,不變 B.變大,變大 C.變大,不變 D.變大,不變 7.(多選)(2019·山東省菏澤一中質(zhì)檢)某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理如圖7所示.圖中RT為熱敏電阻(其阻值隨溫度升高而減小),用來探測(cè)加熱電阻絲R的溫度,RG為光敏電阻(其阻值隨光照強(qiáng)度增大而減小),接收小燈泡L的光照.除RT、RG外,其他電阻均為定值電阻(虛線框內(nèi)兩元件距離很近).當(dāng)R處溫度升高時(shí)(  ) 圖7 A.L

6、變亮 B.通過R3的電流減小 C.E2的路端電壓增大 D.R消耗的功率減小 8.(多選)(2018·湖北省襄陽五中質(zhì)檢)在如圖8所示的電路中,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r.閉合開關(guān)S,在滑動(dòng)變阻器的滑片由a向b移動(dòng)的過程中,下列各物理量的變化情況正確的是(  ) 圖8 A.電流表的讀數(shù)減小 B.燈泡L變亮 C.電源輸出功率先減小后增大 D.電壓表的讀數(shù)先增大后減小 9.(2019·湖北省荊門市元月調(diào)考)電阻非線性變化的滑動(dòng)變阻器R2接入圖9甲的電路中,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭改變接入電路中的長(zhǎng)度x(x為圖中a與觸頭之間的距離),定值電阻R1兩端的電壓U

7、1與x間的關(guān)系如圖乙,a、b、c為滑動(dòng)變阻器上等間距的三個(gè)點(diǎn),當(dāng)觸頭從a移到b和從b移到c的這兩過程中,下列說法正確的是(  ) 圖9 A.電流表A示數(shù)變化不相等 B.電壓表V2的示數(shù)變化相等 C.電阻R1的功率變化相等 D.電源的輸出功率不斷增大 10.(多選)(2018·河南省洛陽市統(tǒng)考)如圖10所示,直線a、拋物線b和c為某一穩(wěn)恒直流電源在純電阻電路中的總功率PE、輸出功率PR、電源內(nèi)部發(fā)熱功率Pr隨路端電壓U變化的圖象,但具體對(duì)應(yīng)關(guān)系未知,根據(jù)圖象可判斷(  ) 圖10 A.PE-U圖象對(duì)應(yīng)圖線a,由圖知電動(dòng)勢(shì)為9V,內(nèi)阻為3Ω B.Pr-U圖象對(duì)應(yīng)圖線b,由

8、圖知電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻為1Ω C.PR-U圖象對(duì)應(yīng)圖線c,圖象中任意電壓值對(duì)應(yīng)的功率關(guān)系為PE=Pr+PR D.外電路電阻為1.5Ω時(shí),輸出功率最大,為2.25W 11.(2018·上海市黃浦區(qū)一模)如圖11所示電路,已知R3=4Ω,閉合開關(guān),電流表讀數(shù)為0.75A,電壓表讀數(shù)為2V.經(jīng)過一段時(shí)間,一個(gè)電阻被燒壞(斷路),使電流表讀數(shù)變?yōu)?.8A,電壓表讀數(shù)變?yōu)?.2V,問: 圖11 (1)哪個(gè)電阻發(fā)生斷路故障? (2)R1的阻值是多少? (3)能否求出電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r?如果能,求出結(jié)果;如果不能,說明理由. 答案精析 1.AB

9、 [將R的阻值調(diào)至2Ω,R的兩端的電壓為×2Ω=2V,根據(jù)公式Q=CU,代入數(shù)據(jù)解得電容器的電荷量為8×10-5C,故A正確;根據(jù)公式P=I2R,可知滑動(dòng)變阻器的功率P=()2·R,可知當(dāng)R=2Ω時(shí),R+最小,則P最大,故B正確;電源的輸出功率P=I2R外=()2·(R+1Ω)=W=W,當(dāng)R=0時(shí),電源輸出功率最大,故C錯(cuò)誤;在R的滑動(dòng)觸頭P由左向右移動(dòng)的過程中,其接入電路的電阻減小,滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小,電容器兩極板間電壓減小,電容器的電荷量減小,故D錯(cuò)誤.] 2.BD [車輪停在感應(yīng)線上時(shí),壓力不變,則電壓不變,電容器不充電,也不放電,電阻R上沒有電流,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖乙可知,當(dāng)車輪

10、經(jīng)過時(shí)電流先增大后減小,然后再反向增大再減??;因電壓是在受壓時(shí)產(chǎn)生的,故說明電容器先充電后放電,B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若汽車前輪越過感應(yīng)線,又倒回到線內(nèi),則前輪兩次壓線,仍形成兩個(gè)脈沖電流,符合拍照條件,電子眼仍可拍照,D項(xiàng)正確.] 3.D [由題圖知:滑動(dòng)變阻器與燈泡L1并聯(lián),再與燈泡L2串聯(lián).V1表測(cè)量路端電壓,V2表測(cè)量燈泡L2兩端的電壓.將滑動(dòng)變阻器的滑片由右端向左端滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小,滑動(dòng)變阻器與燈泡L1并聯(lián)的電阻變小,外電路總電阻減小,路端電壓減小,V1表的讀數(shù)變小.由閉合電路歐姆定律可知,流過電源的電流增大,燈泡L2變亮,電壓表V2讀數(shù)變大.燈泡L1的電壓U1=

11、E-I(r+RL2)減小,燈泡L1變暗,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.] 4.BD [當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向右滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,則總電流減小,所以電流表A2的示數(shù)減小.根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,并聯(lián)部分電壓增大,即電壓表V的示數(shù)增大.根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律I2=I1+I(xiàn),A2的示數(shù)I2變小,通過定值電阻R1的電流I增大,則A1的示數(shù)I1變小,故A錯(cuò)誤,B正確;I2的減小量=I1的減小量-I的增大量,所以ΔI1一定大于ΔI2.電壓表測(cè)量路端電壓,根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-I2r,可以知道=r,而ΔI1大于ΔI2,所以<r,故C錯(cuò)誤;因?yàn)槎ㄖ惦娮璧淖柚礡1

12、=r,所以R1和R2并聯(lián)后的電阻小于r,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),外電阻增大,電源的輸出功率增大,D正確.] 5.BCD [當(dāng)電路中電流增大時(shí),電壓表V1的示數(shù)增大,電源的內(nèi)電壓增大,電壓表V2的讀數(shù)減小,則根據(jù)圖象可知,圖線a是電壓表V2的示數(shù)與I的關(guān)系圖線,故A錯(cuò)誤;由以上分析知,圖線b是電壓表V1的示數(shù)與I的關(guān)系圖線,由于V1測(cè)量的是定值電阻的電壓,定值電阻的電壓與電流成正比,則圖線b的延長(zhǎng)線一定過坐標(biāo)原點(diǎn)O,故B正確;圖線a反映電源的特性,圖線b反映定值電阻的特性,兩圖線的交點(diǎn)表示定值電阻接在該電源上的工作狀態(tài),則交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)值的乘積等于該狀態(tài)下定值電阻消耗的瞬時(shí)功率,也就是

13、電源的瞬時(shí)輸出功率,故C、D正確.] 6.ACD [根據(jù)歐姆定律得知,==R1,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),R1恒定不變,所以、均不變,故A正確;=R2,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),R2變大,故變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得U2=E-I(R1+r),則有=R1+r,不變,故B錯(cuò)誤,C正確;=R1+R2,變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律得U3=E-Ir,則有=r,不變,D正確.] 7.AD [當(dāng)R處溫度升高時(shí),RT阻值變小,小燈泡L中的電流變大,L變亮,所以光照強(qiáng)度增大,RG阻值變小,通過R2的電流變大,E2的路端電壓變小,R兩端電壓變小,通過R的電流也變小,R消耗的功率變小,通過R

14、3的電流變大,故A、D正確.] 8.CD [電流表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器右半部分電阻上的電流,在滑動(dòng)變阻器的滑片P由a向b移動(dòng)的過程中,電路的總電阻先增大后減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律分析可以知道,電路中的總電流先減小后增大,可知電流表的讀數(shù)先減小后增大,燈泡L先變暗后變亮,路端電壓先增大后減小,A、B錯(cuò)誤,D正確;因?yàn)闊襞軱的電阻大于電源的內(nèi)阻r,外電路的總電阻先增大后減小,所以電源輸出功率先減小后增大,故C正確.] 9.B 10.BC [總功率PE=EI=E·=-U+,可以知道PE-U圖象對(duì)應(yīng)圖線a.由數(shù)學(xué)知識(shí)得知,圖線a的斜率k=-=-A=-3A;當(dāng)U=0時(shí),PE==9W,聯(lián)立計(jì)算得出E

15、=3V,r=1Ω,故A錯(cuò)誤;Pr=,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,Pr-U圖象對(duì)應(yīng)圖線b,故B正確;根據(jù)功率分配關(guān)系可得PE=Pr+PR,則PR=PE-Pr=-U2+U,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,PR-U圖象對(duì)應(yīng)圖線c,故C正確;當(dāng)內(nèi)阻與外電路電阻相等時(shí),電源的輸出功率最大,即當(dāng)外電路電阻為1Ω時(shí)輸出功率最大,最大輸出功率為Pm===W=2.25W,故D錯(cuò)誤.] 11.(1)R2斷路 (2)4Ω (3)只能求出電源電動(dòng)勢(shì)E,不能求出內(nèi)阻r,E=4V 理由見解析 解析 (1)由于發(fā)生故障后,電壓表和電流表有示數(shù)且增大,說明R1、R3、R4未斷路,故只能是R2斷路. (2)R2被燒壞后,電壓表的示數(shù)等于電阻R1兩端的電壓,則R1==Ω=4Ω. (3)R2斷路前,電阻R3兩端的電壓為U3=I1R1-U1=0.75×4V-2V=1V,通過電阻R3的電流為I3==A=0.25A,根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=I1R1+(I1+I(xiàn)3)(R4+r)=3V+(R4+r);R2斷路后,有E=U1′+I(xiàn)1′(R4+r)=3.2V+0.8(R4+r),解得E=4V,R4+r=1Ω,由于R4未知,故只能求出電源電動(dòng)勢(shì)E,而不能求出內(nèi)阻r. 8

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