高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律习题课件ppt

第十二章　2　第2课时

一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)

1．如图所示，用两节干电池点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是(　D　)

A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗

B．各灯两端电压在灯多时较低

C．通过电池的电流在灯多时较大

D．电池输出功率灯多时较大

解析：由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，电源的内电压越大，路端电压越低，流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，由于未知电池的内阻，故无法判断电池何时输出功率最大，选项A、B、C正确，选项D错。

2．(2022·北京人大附中朝阳学校高一下学期段考)在如图所示的电路中，电源电动势为 E、内电阻为 r, 在滑动变阻器的滑动触片 P 从图示位置向下滑动的过程中(　B　)

A．路端电压变大

B．通过滑动变阻器R1的电流变大

C．通过安培表的电流变大

D．电源的输出功率变大

解析：在滑动变阻器R1的滑动触片P向下滑动的过程中，R1变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律分析电路中的总电流变大，路端电压U＝E－Ir，I变大，E、r不变，则U变小，故A错误；路端电压U变小，通过电阻R2的电流变小，总电流变大，所以通过滑动变阻器R1的电流必定变大，故B正确，C错误；因为不知道内外电阻的关系，电源的输出功率变化无法确定，故D错误。

3．(2022·辽宁省盘锦市高二上学期期末)如图所示的电路中，当变阻器R3的滑片向上移动时(　B　)

A．电压表示数变小，电流表示数变大

B．电压表示数变大，电流表示数变小

C．电压表示数变大，电流表示数变大

D．电压表示数变小，电流表示数变小

解析：当变阻器R3的滑片向上移动时，R3接入电路的阻值增大，整个电路总电阻增大，总电流减小，内电压降低，路端电压升高，电压表示数增大；流过R1的电流减小，加在R1两端的电压降低，因此加在R2两端的电压升高，流过R2的电流增大，由于总电流减小，因此流过电流表的电流减小，故B正确，ACD错误。

4．(多选)(2022·成都外国语学校高二下学期入学考试)如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是(　BD　)

A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W

C．电动机的发热功率为1 W D．电源的输出功率为56 W

解析：根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(r＋R)得I＝＝ A＝2 A，故A错误；电动机的输入功率P入＝UI＝10×2 W＝20 W，故B正确；电动机的热功率P热＝I2RM＝22×1 W＝4 W，故C错误；电源的输出功率P出＝EI－I2r＝(30×2－22×1) W＝56 W，故D正确。

5．(2022·山西高二上联考)如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变暗，L2变亮，电流表的读数变小。若只有一处故障，请分析发生的故障的可能是(　B　)

A．R1短路  B．R2断路

C．R3短路  D．R4短路

解析：发生故障前，等效电路如图所示。若R1短路，灯L1被短路不亮，不符合题意，故A错误；若R2断路，则电路中总电阻增大，电路中的总电流减小，左侧部分并联电阻没有变，则左侧电压将减小，可知L1应变暗，根据闭合电路欧姆定律可知右侧并联部分两端的电压增大，灯L2电流变大，功率变大，灯L2应变亮，根据并联分流可得流过电流表的电流减小，所以电流表的读数变小，故B正确；如果R3发生短路，电路中的总电阻变小，总电流变大，左侧并联电路的电阻没有发生变化，灯L1变亮，故C错误；若R4短路，则电路中总电阻减小，电路中总电流增大，左侧并联部分总电阻没有变，则L1上的电压将增大，可知L1应变亮，故D错误。

6．(多选)如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(　ABD　)

A．R的阻值为1.5 Ω

B．电源电动势为3.0 V，内阻为1.5 Ω

C．电源的输出功率为3.0 W

D．电阻R消耗的功率为1.5 W

解析：由两图线的交点知，R＝＝＝1.5 Ω，A正确；直线I在纵轴上的截距为电动势，即E＝3.0 V，斜率的绝对值为内阻，即r＝＝＝1.5 Ω，B正确；电源的输出功率P出＝UI＝1.5 W，也等于电阻R消耗的功率，C错误，D正确。

二、非选择题(共18分)

7．(18分)(2022·广东佛山11校高二上期中联考)如图所示，电源电动势E＝9 V、内阻不计，R1、R2为定值电阻，阻值分别为5 Ω、10 Ω，R为滑动变阻器，阻值范围为0～10 Ω，右侧竖直放置一个电容C＝1.0×10－3 μF的理想平行板电容器，电容器板长L＝0.4 m，而板间距d＝0.05 m。不计空气阻力，取重力加速度大小g＝10 m/s2。

(1)求滑片P处于滑动变阻器中间位置和最上端时电容器的带电荷量Q1、Q2；

(2)若滑片P处于滑动变阻器中间位置时，一带电荷量q＝1.0×10－5 C的质点以V＝0.8 m/s的速度沿平行板中线进入，恰好匀速通过，求带电质点的质量m。

答案：(1)4.5×10－9 C　6.0×10－9C　(2)9.0×10－5 kg

解析：(1)滑片P处于滑动变阻器中间位置时，有R中＝5 Ω，

电路总电阻为R中＋R1＝5 Ω＋5 Ω＝10 Ω，

流过滑动变阻器的电流I1＝＝0.9 A，

电容器两极板之间的电压U1＝I1R中＝4.5 V，

由C＝，解得电容器的带电荷量Q1＝CU1＝1.0×10－9×4.5 C＝4.5×10－9 C，

滑片P处于滑动变阻器最上端位置时，有R上＝10 Ω，

电路总电阻为R上＋R1＝10 Ω＋5 Ω＝15 Ω，

流过滑动变阻器的电流I2＝＝0.6 A，

电容器两极板之间的电压U2＝I2R上＝6.0 V，

由C＝，解得电容器的带电荷量Q2＝CU2＝1.0×10－9×6.0 C＝6.0×10－9C。

(2)电容器下极板与电源的正极相连，极板间电场强度方向向上，带电质点所受的电场力方向向上，故带电质点带正电。滑片P处于滑动变阻器中间位置时，一带电质点以0.8 m/s的速度沿平行板中线进入，恰好匀速通过，则有qE0＝mg，E0＝，m＝，解得m＝9.0×10－5 kg。

一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)

1．(2022·湖北武汉钢城四中高二月考)如图所示的电路中，由于电路出现故障，灯L1变暗，灯L2变亮，故障原因是(　B　)

A．R4短路  B．R1断路

C．R3断路  D．R2短路

解析：若R4短路，灯L1被短路，灯L1不亮，不符合题意，选项A错误；R1断路时，外电路电阻增大，路端电压增大，干路电流减小，通过R3的电流增大，则通过L1与R4并联的总电流减小，通过L1的电流减小，则灯L1变暗，路端电压增大，灯L2两端的电压增大，灯L2变亮，符合题意，选项B正确；若R3断路，外电阻增大，路端电压增大，两灯都变亮，不符合题意，选项C错误；若R2短路，外电阻减小，路端电压减小，R3中电流减小，总电流增大，则通过两灯的电流都增大，两灯都变亮，不符合题意，选项D错误。

2．(多选)(2022·新疆建设兵团一师高二上学期期中)如图所示，电流表、电压表均为理想电表，L为小电珠。R为滑动变阻器，电源电动势为E，内阻为r。现将开关S闭合，当滑动变阻器滑片P向左移动时，下列结论正确的是(　AC　)

A．电流表示数变小，电压表示数变大

B．小电珠L变亮

C．电容器C上电荷量增大

D．电源的总功率变大

解析：当滑动变阻器滑片P向左移动时，电阻增大，由“串反并同”可知，与之并联的电压表示数增大，与之串联的小电珠L电流减小，小电珠变暗；同理判断电流表示数减小，电源总功率减小。路端电压增大，电容器两端电压增大，由Q＝CU可知电荷量增大。故AC正确，BD错误。

3．(多选)(2022·江苏省启东中学高二上学期期中)用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图所示的实验电路，其中电源电动势E＝9 V。下图是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线。当其中一个灯泡正常发光时(　CD　)

A．电流表的示数为1 A B．电压表的示数约为6 V

C．电路输出功率为4 W D．电源内阻为2 Ω

解析：由题可知，若L1正常发光，I1＝＝ A＝0.5 A，若L2正常发光，I2＝＝ A＝1 A，两个小灯泡串联，只有一个灯泡正常发光，则为L1正常发光。故A项错误；电压表测量灯泡L2的电压，由图乙可知，曲线A对应灯泡L2，当电流为0.5 A时，此时电压为2 V，所以电压表示数为2 V，故B项错误；电路输出功率P输＝U1I＋U2I＝(6×0.5＋2×0.5)W＝4 W，故C项正确；电源内阻为r＝＝ Ω＝2 Ω，故D项正确。

4．下表是一些常见电池的参数。对于表格中的四种电池，下列说法正确的是(　D　)

A．四种电池(新的或充满电荷量的)都以1 mA的电流对外供电，南孚电池供电时间最长

B．四种电池(新的或充满电荷量的)都以1 mA的电流对外供电，GP超霸供电时间最短

C．将1 C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最少的是CR2025

D．将1 C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最多的是绿联锂电池

解析：根据Q＝It可知，都以1 mA的电流对外供电，绿联牌第二代手机锂电池供电时间最长，CR2025纽扣电池供电时间最短，故AB错误；根据W＝qU可知将1 C正电荷在电源内从负极移动到正极，非静电力做功最少的是GP超霸5号充电电池，非静电力做功最多的是绿联锂电池，故C错误D正确。

二、非选择题(共16分)

5．(16分)如图所示，一电荷量q＝3×10－4C带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角α＝37°。已知两板相距d＝0.1 m，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝4 Ω，R2＝R3＝R4＝12 Ω。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

(1)电源的输出功率；

(2)两板间的电场强度的大小；

(3)小球的质量。

答案：(1)10 W　(2)100 N/C　(3)4×10－3 kg

解析：(1)R2与R3并联后的电阻值R23＝＝6 Ω，

由闭合电路欧姆定律得：I＝＝1 A，

电源的输出功率为：P出＝IE－I2r＝10 W。

(2)电容器两板间的电压UC＝I(R1＋R23)

电容器两板间的电场强度

E1＝＝＝100 N/C。

(3)小球处于静止状态，所受电场力为F，由平衡条件得：

F＝mgtan α，又有F＝qE1所以m＝，

解得m＝4×10－3 kg。