检测评价(16) 闭合电路欧姆定律的应用（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

6 / 6 “四翼”检测评价（十六） 闭合电路欧姆定律的应用 组—重基础·体现综合 1．(2022·湖南学考)如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，电压表和电流表均为理想电表。闭合电路，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是(　 ) A．电流表的示数变大 B．电压表的示数不变 C．滑动变阻器接入电路的阻值变大 D．定值电阻消耗的电功率变小 解析：选A　当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，则总电阻变小，总电流变大，电源内阻上的电压变大，路端电压减小，即电流表示数变大，电压表示数减小；根据P＝I2R可知，定值电阻消耗的电功率变大，故A正确，B、C、D错误。 2.如图所示，a、b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不亮，用电压表检查电路时，测得Uab＝U, U cd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是(　 ) A．滑动变阻器短路 B．滑动变阻器断路 C．a、c间灯泡断路 D．两个灯泡都断路 解析：选B　串联电路中灯泡不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab＝U，测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个滑动变阻器，所以滑动变阻器处于断路情况，B正确。 3.如图是一火警报警电路的示意图。其中R3为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　 ) A．I变大，U变小 B．I变大，U变大 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 解析：选B　当传感器R3所在处出现火情时，半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大，根据电阻定律可知，R3的电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，内电压减小，路端电压(报警器两端的电压)增大，R1两端电压减小，并联部分电压增大，则电流表的电流也变大。故选B。 4．如图，a、b电路中电源完全相同，外电阻R1的阻值大于R2。在外电阻R1、R2通过相同电荷量的过程中，a、b电路中电源内部产生的热量分别为Qa、Qb，外电阻R1、R2上产生的热量分别为Q1、Q2，则(　 ) A．Qa＝Qb　　　　　　　 B．Qa>Qb C．Q1＝Q2 D．Q1>Q2 解析：选D　根据闭合电路欧姆定律U＝，可知则a电路的路端电压U较大，b电路电源内阻上的电压Ur较大，根据Q＝qU，可知Q1>Q2，根据Qr＝qUr，可知Qa<Qb，故D正确，A、B、C错误。 5.如图所示，已知电源电动势为6 V，内阻为1 Ω，保护电阻R0＝0.5 Ω，则当电阻箱R消耗的电功率最大时，这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率为(　 ) A．1.5 Ω，2 W B．1.5 Ω，6 W C．1 Ω，2.88 W D．1 Ω，5.96 W 解析：选A　将保护电阻R0等效为电源内阻，则电阻箱R消耗的电功率最大时，电阻箱阻值为R＝R0＋r＝1.5 Ω，电路电流为I＝＝2 A，电阻R0消耗的电功率为P＝I2R0＝2 W，故选A。 6.如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到这个电源上，则(　 ) A．R1接在电源上时，电源的效率高 B．R2接在电源上时，电源的效率高 C．R1接在电源上时，电源的输出功率大 D．电源的输出功率一样大 解析：选A　电源的效率η＝＝＝，可知效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，故A正确，B错误；由图线的交点读出R1接在电源上时U＝U0，I＝I0，电源的输出功率P1＝UI＝U0I0，R2接在电源上时U′＝U0，I′＝I0，电源的输出功率P2＝U′I′＝U0I0，故C、D错误。 7．如图所示，用甲、乙、丙三个电动势E相同而内电阻r不同的电源，分别给定值电阻R供电。已知甲、乙、丙三个电源内阻的大小关系为r甲>r乙>r丙，且r乙＝R，则将R先后接在这三个电源上时的情况相比，电源输出功率最大和电源内部消耗功率最大的是(　 ) A．甲和乙 B．乙和甲 C．丙和乙 D．都是乙 解析：选C　根据闭合回路欧姆定律可得I＝，因此电源输出功率为P出＝I2R，由于三个电源电动势E相同，都是给定值电阻R供电，且r甲>r乙>r丙，因此当接上丙电源时，通过定值电阻R的电流最大，电源输出功率最大。电源内部消耗功率为P耗＝I2r＝，由数学知识可知当r＝R时，电源内部消耗功率最大，即接乙电源时，电源内部消耗功率最大。故A、B、D错误，C正确。 8．(多选)如图所示电路，电源内阻不能忽略。已知R1＝10 Ω，r＝2 Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20 Ω。当滑动变阻器R2的滑片P移动时，下列判断正确的是(　 ) A．P从b端向a端移动过程中，R1消耗的功率先增大后减小 B．P从a端向b端移动过程中，R1消耗的功率先减小后增大 C．P从b端向a端移动过程中，R2消耗的功率先增大后减小 D．P从a端向b端移动过程中，R2消耗的功率先增大后减小 解析：选CD　若P从b端向a端移动，则滑动变阻器接入电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，R1两端的电压增大，根据P＝I2R可得R1消耗的功率一直增大，可将R1看成电源的内电阻，当内外电阻相同时，电源输出功率最大，开始时，因R1＋r＝12 Ω<R2，则R2消耗的功率先增大后减小，故A错误，C正确；若P从a端向b端移动，则滑动变阻器接入电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，根据P＝I2R可得R1消耗的功率一直减小，可将R1看成电源的内电阻，当内外电阻相同时，电源输出功率最大，在R2由0增大到12 Ω过程中，R2消耗的功率增大，之后R2再增大，消耗功率减小，故B错误，D正确。 9．如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求： (1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向； (2)S闭合后流过R3的总电荷量。 解析：(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上。S闭合后，qE＝mg的平衡关系被打破。S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝E＝4 V，＝mg。S闭合后，UC′＝E＝8 V，设带电粒子加速度为a，则－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上。 (2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C。 答案：(1)g　方向竖直向上　(2)4×10－4 C 组—重应用·体现创新 10．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器。闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中(　 ) A．电阻R2中有向下的电流 B．通过电阻R1电流增大 C．滑动变阻器R两端的电压变小 D．电容器C极板所带电荷量变小 解析：选A　闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值增大，则电路总电流减小，即通过电阻R1的电流减小，故B错误；根据串联分压规律可知滑动变阻器R两端的电压变大，所以电容器C两端电压增大，根据Q＝CU，可知电容器C极板所带电荷量变大，即电容器将充电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向下的电流，故A正确，C、D错误。 11．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 W B．电源内阻一定等于5 Ω C．电源电动势为45 V D．电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率大于50% 解析：选B　由题意知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45 W，所以电源最大输出功率为45 W，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 Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知，此时电阻箱读数为R＝5 Ω，电流I＝ ＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误。 12.如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是(　 ) A．电流表读数变小，电压表读数变大 B．小灯泡L变暗 C．电容器C上电荷量减小 D．电源的总功率变小 解析：选C　当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中的阻值变小，回路的总阻值R减小，干路电流增大，电流表读数变大，小灯泡L变亮，而内电压U内＝Ir增大，故路端电压减小，选项A、B错误；由P＝EI得，电源的总功率变大，选项D错误；由UC＝E－I(r＋R灯)及q＝C·UC知，电容器C上电荷量减小，故C正确。 13.如图所示电路中，电源电动势E＝16 V，内电阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝9.0 Ω，R2＝15 Ω。开关闭合后，理想电流表A的示数为0.4 A。求： (1)电源的路端电压； (2)电阻R3的阻值和它消耗的电功率。 解析：(1)对电阻R2分析，根据欧姆定律U2＝I2R2，整个回路的总电流I＝ 路端电压为U＝E－Ir， 代入数据解得U＝15 V。 (2)对电阻R3分析，根据欧姆定律R3＝，总电流I＝I2＋I3， 代入数据得：R3＝10 Ω。 R3消耗的电功率P3＝I32R3， 代入数据得：P3＝3.6 W。 答案：(1)15 V　(2)10 Ω　3.6 W 学科网（北京）股份有限公司 $$