2022版高考物理一轮复习演练：专题8 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用

这是一份2022版高考物理一轮复习演练：专题8 第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用，共6页。试卷主要包含了如图，A、B两盏电灯完全相同，如图为一玩具起重机的电路示意图等内容，欢迎下载使用。
知识巩固练
1．(2020年上海名校一模)如图，A、B两盏电灯完全相同．当滑动变阻器的滑片向右移动时，则( )
A．A灯变亮，B灯变亮
B．A灯变暗，B灯变亮
C．A灯变暗，B灯变暗
D．A灯变亮，B灯变暗
【答案】D
2．有三个电阻串联，如图所示，电流表是完好的，合上开关S后，发现电流表示数为零，在不拆开电路的前提下，通过电压表测量各连接点的电压值，可判断故障原因，电压表测量数据为Uab＝Ucd＝0，Uac≠0，则该电路的故障原因可能是( )
A．R1断路
B．R2断路
C．R3断路
D．R1、R2、R3均断路
【答案】B
3．(2020年佛山名校质检)如图所示的电路中，R1为定值电阻，R2为光敏电阻(光照越强电阻越小)，C为电容器，电源内阻不可忽略．闭合开关后，当光照增强时，下列说法正确的是( )
A．电源的效率降低
B．电流表的示数减小
C．R1的电功率减小
D．电容器两端电势差减小
【答案】A
4．(2020年广东六校联考)如图所示，开关S原来是闭合的，当R1、R2的滑片刚好处于各自的中点位置时，悬在空气平行板电容器C两水平极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法可行的是( )
A．把R1的滑片向左移动
B．把R2的滑片向左移动
C．把R2的滑片向右移动
D．把开关S断开
【答案】B
5．(2020年怀化期末)如图为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V，内电阻为0.5 Ω，电阻R＝2.5 Ω，当电动机以1 m/s的速度匀速向上提升一质量为0.125 kg的物体时(不计一切摩擦阻力，g取10 m/s2)，标有“3 V 1.5 W”的灯泡恰好正常发光，则电动机的内阻为( )
A．1.5 Ω B．3.5 Ω
C．4.0 Ω D．1.0 Ω
【答案】D 【解析】由电路图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为3 V，电流为IL＝eq \f(PL,U)＝eq \f(1.5,3) A＝0.5 A，故电动机两端的电压为3 V；R及r两端的电压为3 V，由欧姆定律可得，总电流为I＝eq \f(3,2.5＋0.5) A＝1 A，电动机的电流为I机＝I－IL＝1 A－0.5 A＝0.5 A；电动机的输出功率为P＝mgv＝UI－I2r，代入数据解得r＝1.0 Ω，D正确．
6．(2020年渭南一模)(多选)如图所示，电流表示数为I，电压表示数为U，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器C所带的电荷量为Q，电源内阻不能忽略．当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，下列说法正确的是( )
A．U增大、I减小
B．U减小、I增大
C．P增大、Q减小
D．P、Q均减小
【答案】BC 【解析】当变阻器滑动触头向右缓慢滑动时，接入电路中的电阻减小，由“串反并同”可知，由于电压表与变阻器并联，所以电压表示数减小，电流表与变阻器串联，所以电流表示数增大，R2两端电压增大，功率P增大，电容器与变阻器并联，所以电容器两端电压减小，由公式Q＝CU可知，电量减小，故B、C正确．
7．(2020年江苏七校联考)(多选)检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器．某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置．当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报．则( )
A．煤气浓度越高，a、b间电压越高
B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小
C．煤气浓度越低，电源的功率越大
D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
【答案】AD
8．(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，以下说法正确的是 ( )
A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率
B．当R2＝R1＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2＝0时，R1上获得最大功率
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大
【答案】AC
9．(2020年山东名校模拟)(多选)如图甲所示的电路中，电源电动势为3 V、内阻为2 Ω，R是阻值为8 Ω的定值电阻，A是理想电流表，L是小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．闭合开关S，电路稳定后，A表的示数为0.2 A．下列说法正确的是( )
A．由图乙可知，小灯泡的电阻随电压升高而增大
B．电路稳定后，电源内部发热消耗的功率是0.4 W
C．电路稳定后，灯泡L消耗的电功率为1.0 W
D．电路稳定后，电源的效率约为87%
【答案】AD 【解析】因I－U图像的斜率等于电阻的倒数，故由图乙可知，小灯泡的电阻随电压升高而增大，A正确；电路稳定后，电源内部发热消耗的功率Pr＝I2r＝0.22×2 W＝0.08 W，B错误；电路稳定后，灯泡两端的电压为UL＝E－I(r＋R)＝3 V－0.2×(2＋8) V＝1 V，则灯泡L消耗的电功率为PL＝IU＝0.2×1 W＝0.2 W，C错误；电路稳定后，电源的效率约为η＝eq \f(IU,IE)×100%＝eq \f(U,E)×100%＝eq \f(0.2×8＋1,3)≈87%，D正确．
综合提升练
10．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值为R0，直流电动机M的内阻为R，平行板电容器的极板长度为l，板间距离为d.开关S断开时，一质量为m、带电量为＋q的粒子以速度v0进入两板间沿直线运动．开关S闭合较长时间后，电动机达到正常工作，相同的粒子以速度v0进入两板间，从两板间运动出来时偏转位移为y.求电动机正常工作时的发热功率．
解：带电粒子在两板间运动时，在水平方向上有l＝v0t，
在竖直方向上有y＝eq \f(1,2)·eq \f(qU,md)t2
平行板电容器两端电压即为电动机两端电压，根据闭合电路欧姆定律，有E－U＝I(r＋R0)
电动机的热功率P＝I2R
联立解得P＝eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(\f(qEl2－2ydmv\\al(2,0),qR0＋rl2)))2R.
11．如图甲所示，电路中R1＝1 kΩ，R2＝2 kΩ，电源电动势E＝6 V，内阻可以忽略不计，图乙为二极管的I－U图像．试求：
甲 乙
(1)通过二极管的电流值；
(2)电阻R1消耗的电功率．
解：(1)设二极管两端的电压为U(V)，通过二极管的电流为I(mA)．由闭合电路欧姆定律，得E＝U＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(I＋\f(U,R2)))R1
代入数据得U＝4－eq \f(2,3)I，①
可见U－I是线性关系，将其图线画在图乙上得右图，两图线的交点即为二极管的电压和电流，所以通过二极管的电流为4 mA．
(2)将I＝4 mA代入①可得U≈1.33 V，
R1两端的电压U1＝4.67 V，
故消耗的功率P1＝eq \f(U\\al(2,1),R1)≈2.18×10－2 W.
12．如图所示，电源内阻r＝1 Ω，R1＝2 Ω，R2＝6 Ω，灯L上标有“3 V 1.5 W”的字样，当滑动变阻器R3的滑片P移动到最右端时，电流表示数为1 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)当滑动变阻器的Pb段电阻为多大时，变阻器R3上消耗的功率最大？最大值为多大？
解：(1)电源的电动势
E＝UL＋IR1＋Ir＝3 V＋1×2 V＋1×1 V＝6 V.
(2)当P移到最左端时， 由闭合电路欧姆定律，得
I＝eq \f(E,R1＋r)＝2 A．
(3)灯L电阻RL＝eq \f(U2,P)＝6 Ω，
设滑动变阻器的Pb段电阻为R3，则R3与RL并联等效电阻R3L＝eq \f(R3·RL,R3＋RL)＝eq \f(R3·6,R3＋6)，
由闭合电路欧姆定律，I＝eq \f(E,R1＋r＋R3L)，将已知量代入，化简得I＝eq \f(26＋R3,3R3＋6)，又U3＝IR3L＝eq \f(4R3,R3＋2)，则
P3＝eq \f(U\\al(2,3),R3)＝eq \f(16R3,R\\al(2,3)＋4R3＋4)＝eq \f(16R3,R3－22＋8R3)＝eq \f(16,\f(R3－22,R3)＋8)
当R3＝2 Ω时变阻器R3上消耗的功率最大，且最大值为2 W.