高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律课时作业

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律课时作业，共9页。试卷主要包含了1×103 WB，2×104 C，小明想测额定电压为2，33 Ω等内容，欢迎下载使用。
考点1 电功 电功率
1.(2018浙江4月选考,5,3分,)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高压钠灯功率为400 W,LED灯功率为180 W,若更换4 000盏,则一个月可节约的电能约为( )

A.9×102 kW·hB.3×105 kW·h
C.6×105 kW·hD.1×1012 kW·h
2.(2017浙江11月选考,12,3分,)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示,则这些电器一天消耗的电能约为( )
A.6.1×103 WB.6.1×103 J
C.2.2×104 WD.2.2×107 J
3.(2016浙江10月选考,11,3分,)如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V,机器人的锂电池容量为20 A·h。则机器人( )
A.额定工作电流为20 A
B.充满电后最长工作时间为2 h
C.电池充满电后总电荷量为7.2×104 C
D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J
4.(2019浙江4月选考,18,5分,)小明想测额定电压为2.5 V的小灯泡在不同电压下的电功率,设计了如图1所示的电路。
图1
(1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是 的导线没有连接好(图中用数字标记的小圆点表示接线点,空格中请填写图中的数字,如“7点至8点”);
(2)正确连好电路,闭合开关,调节滑片P,当电压表的示数达到额定电压时,电流表的指针如图2所示,则电流为 A,此时小灯泡的功率为 W;
图2
(3)做完实验后,小明发现在实验报告上漏写了电压为1.00 V 时通过小灯泡的电流,但在草稿纸上记录了下列数据,你认为最有可能的是 。
A A A
考点2 闭合电路的欧姆定律的应用
5.(2019江苏单科,3,3分,)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(深度解析)
A.1 ΩB.2 ΩC.3 ΩD.4 Ω
6.(2016江苏单科,8,4分,)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有(深度解析)
A.路端电压为10 V
B.电源的总功率为10 W
C.a、b间电压的大小为5 V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A
考点3 含电容电路
7.(2016课标Ⅱ,17,6分,)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( )
A.25B.12
C.35D.23
三年模拟练
应用实践
1.(2020河南开封模拟,)(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗。若该车在额定状态下以最大运行速度行驶,则( )

A.电动机的输入功率为576 W
B.电动机线圈的电阻为4 Ω
C.该车获得的牵引力为104 N
D.该车受到的阻力为63 N
2.(2020重庆一中月考,)如图所示,电源电动势为12 V,电源内阻为1.0 Ω,电路中的电阻R0=1.5 Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω,闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是 ( )
A.电动机的输出功率为14 W
B.电动机两端的电压为7.0 V
C.电动机的发热功率为4.0 W
D.电源的输出功率为24 W
3.(2020湖北襄阳五中、夷陵中学、钟祥一中联考,)(多选)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高,阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光照强度增大,阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻。当R处温度降低时( )
A.L变亮
B.通过R3的电流减小
C.E2的路端电压增大
D.R消耗的功率减小
4.(2020山东临沂一模,)(多选)如图所示,a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线。以下说法正确的是( )
A.电池组的内阻是1 Ω
B.电阻的阻值为0.33 Ω
C.将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是4 W
D.改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率是4 W
迁移创新
5.(2020重庆南岸高二上期末,)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图线与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势的定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
答案全解全析
第1~2节综合拔高练
五年选考练
1.B 更换后每盏灯的电功率减小0.22 kW,每天亮灯时间大约为12 h,因此更换4 000盏灯一个月节约的电能W=0.22×4 000×12×30 kW·h≈3×105 kW·h,故选B。
2.D 每天消耗的电能为W=2 kW×1 h+1.2 kW×3 h+0.1 kW×2 h+0.016 kW×4 h+0.009 kW×24 h=6.08 kW·h≈2.2×107 J。
3.C 根据P=UI可知,额定电流应该为2 A,选项A错。电池的容量为20 A·h,即以额定电流2 A工作时,能够工作的最长时间为10 h,选项B错误。电池充满电后的总电荷量为Q=It=20×3 600 C=7.2×104 C,选项C正确。以额定电流工作时,机器人的功率为48 W,即每秒消耗能量48 J,选项D错误。
4.答案 (1)1点至4点 (2)0.30 0.75 (3)C
解析 (1)在实验过程中,调节滑片P,电压表和电流表均有示数但总是调不到零,其原因是1点至4点的导线没有连接好,滑动变阻器相当于接成了限流电路。
(2)由表盘刻度可知,电流表读数为0.30 A;则灯泡的额定功率P=IU=0.30×2.5 W=0.75 W。
(3)若灯泡电阻不变,则由R=UI可得,解得I1=0.12 A,考虑到灯泡电阻随温度的降低而减小,则通过灯泡的电流要大于0.12 A,则选项C正确。
5.A 本题考查了闭合电路欧姆定律内容,有利于培养学生的推理能力,体现了核心素养中的科学思维和科学态度要素。
若断开S,则电压表的示数等于电源电动势E,E=3 V。若闭合S,据串联电路电压分配关系可得UE=RR+r,且U=2 V,R=2 Ω,得出r=1 Ω,故选项A正确。
关键提示 电压表的读数为路端电压,而当断开S时,外电路电阻R外无穷大,此时可以认为电压表的读数就等于电源的电动势。
6.AC 外电路的总电阻R=10 Ω,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I=ER+r=1 A,因此路端电压U=E-Ir=12 V-1×2 V=10 V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12 W,B选项错误;由图(a)可知Uab=UaO-UbO=-15×0.5 V+5×0.5 V=-5 V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效电路如图(b)所示,电路中的外电阻R'=7.5 Ω,电路中总电流I'=ER'+r=129.5 A≠1 A,D选项错误。
图(a)
图(b)
方法技巧 闭合电路欧姆定律公式的选择
(1)已知电路电流、电阻时,一般选用E=IR+Ir或I=ER+r解题。
(2)已知电压U外、电阻时,一般选用E=U外+U外Rr解题。
(3)已知电压U外、电流时,一般选用E=U外+Ir解题。
7.C 当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U=15E,所带的电荷量Q1=CU=15CE;当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U'=13E,所带的电荷量Q2=13CE。所以Q1Q2=35,C项正确。
图1
图2
三年模拟练
1.AD 电动机的输入功率为P入=UI=48×12 W=576 W,A正确;电动机的发热功率为P=I2r=P入-P出,代入数据解得r≈1.6 Ω,B错误;由vm=20 km/h=509 m/s,根据P出=Fvm,解得F=63 N,且当该车速度最大时,f=F=63 N,故C错误,D正确。
2.B 由题意得电动机两端的电压U=E-I(R0+r)=7.0 V,则电动机的输入功率P=UI=14 W,热功率P热=I2RM=2.0 W,电动机的输出功率P出=P-P热=12 W;电源的输出功率P'=EI-I2r=20 W。故B正确,A、C、D错误。
3.BC 当R处温度降低时,热敏电阻RT阻值变大,由闭合电路欧姆定律可知,左侧电路中的电流减小,通过小灯泡L的电流减小,小灯泡L的光照强度减小,光敏电阻RG的阻值变大;对右侧电路,由闭合电路欧姆定律可知,通过R2的电流变小,右侧电路中的电源E2的路端电压变大,R两端电压变大,通过R的电流也变大,R消耗的功率变大,通过R3的电流变小,选项B、C正确。
4.AD a图线斜率的绝对值的倒数等于电池组的内阻,则电池组的内阻r=ΔUΔI=44 Ω=1 Ω,选项A正确;b图线的斜率的倒数等于电阻阻值R,则R=UI=31 Ω=3 Ω,选项B错误;由a图线可知,电池组的电动势为E=4 V,将电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是P=ER+r2R=43+12×3 W=3 W,选项C错误;改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率为Pm=E24r=424×1 W=4 W,选项D正确。故选A、D。
5.答案 见解析
解析 (1)U-I图像如图所示。图线与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值为短路电流。
(2)a.如图所示。
b.电源输出的电功率
P=I2R=ER+r2R=E2R+2r+r2R
当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为
Pmax=E24r。
(3)电动势定义式E=Wq
根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即
W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq
得E=Ir+IR=U内+U外。
电器
消耗功率/W
工作时间/h
电茶壶
2 000
1
空调
1 200
3
电视机
100
2
节能灯
16
4
路由器
9
24
自重
40 kg
额定电压
48 V
载重
75 kg
额定电流
12 A
最大行驶速度
20 km/h
额定输出功率
350 W