新教材高考物理一轮复习课时规范练29闭合电路欧姆定律及其应用含答案

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1.(电路动态分析)如图所示,四个完全相同的小灯泡并联。闭合开关S1,灯泡L1发光;陆续闭合S2、S3、S4,其他灯泡也相继发光。关于灯泡L1的亮度变化分析,下列说法正确的是( )
A.电源电动势不变,L1两端电压不变,L1亮度不变
B.电路总电阻变小,L1两端电压变小,L1亮度变弱
C.电路总电阻变大,导致L1两端电压变大,L1亮度变强
D.干路电流不变,其他灯分流导致流过L1电流变小,L1亮度变弱
2.(闭合电路功率极值分析)(2022四川高三模拟预测)图示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=4 Ω,定值电阻R0=2 Ω,变阻器Rx的最大阻值为10 Ω,开关S闭合,下列判定正确的是( )
A.当Rx=2 Ω时,定值电阻的功率最大
B.当Rx=6 Ω时,变阻器的功率最大
C.当Rx=0时,电源的输出功率最大
D.当Rx=0时,电源的效率最高
3.(动态电路)(2022重庆模拟)如图所示电路中,R为光敏电阻(其电阻值随光照强度的增大而减小),R1、R2为定值电阻,两电表均为理想电表,电源内阻不可忽略,现逐渐减小照在R上的光照强度,两电表读数的变化是( )
A.A变大,V变大B.A变小,V变大
C.A变大,V变小D.A变小,V变小
4.(含容电路的动态变化)(2023江苏南通高三模拟)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
5.(U-I图像)(2023江苏盐城中学质检)如图所示的电路中,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,R0为定值电阻,移动滑动变阻器R的滑片,则选项图中表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图像,可能正确的是( )
6.(电路动态分析)(2022嘉峪关第一中学高三模拟预测)如图所示的电路中,O点接地,当滑动变阻器滑片向左滑动时,电路中A、B两点的电势变化情况是( )
A.都降低B.都升高
C.UA升高,UB降低D.UA降低,UB升高
素养综合练
7.如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=2 Ω,滑动变阻器R1总阻值为6 Ω,定值电阻R2=10 Ω,电流表A以及电压表V1、V2是理想电表。在调整滑动变阻器R1的过程中,下面说法正确的是( )
A.电压表V1读数改变量与电流表读数改变量之比为2 Ω
B.电压表V2读数改变量与电流表读数改变量之比为60 Ω
C.电阻R2消耗的最小功率为2.5 W
D.电源的最大输出功率为2.5 W
8.(多选)如图所示,A和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球;开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑片P在a处,此时绝缘细线向右偏离,与竖直方向夹角为θ。电源的内阻不能忽略,下列判断正确的是( )
A.小球带正电
B.当滑片从a向b滑动时,细线的偏角θ变大
C.当滑片从a向b滑动时,电流表中有电流,方向从上向下
D.当滑片从a向b滑动时,电源的输出功率一定变大
9.(2023浙江名校联盟测试)如图所示的电路图,电流表、电压表是理想电表,电阻R0是定值电阻,电源的电动势和内阻分别为E、r,电动机的内阻为r0;当合上开关,增大电阻箱R的阻值时,电流表和电压表的数值变化量分别为ΔI、ΔU,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数减小
B.电流表的示数增大
C.电动机的电流变化量为ΔUr0
D.r+R0=ΔUΔI
10.(多选)(2023四川成都高三模拟)在如图所示的电路中,C为电容器,R1为0~99.00 Ω的电阻箱,电源内阻r=5 Ω,定值电阻R2=2 Ω,R3=R4=5 Ω。现闭合开关S,调节R1使其电阻从零逐渐增至最大,在此过程中( )
A.电容器的a板先带正电后带负电
B.电容器的a板先带负电后带正电
C.电源的输出功率先增大后减小
D.电容器两板间的电压先增大后减小
11.如图甲所示,上下移动滑动变阻器R的滑片P,根据两个电表的示数,绘得部分U-I图像如图乙所示,则变阻器R总电阻为 Ω;电源电动势为 V。
甲
乙
答案：
1.B 解析 四盏灯为并联关系,陆续闭合S2、S3、S4,总电阻越来越小,根据欧姆定律可知干路中电流越来越大,因为E=U外+I干r,可知随着干路电流的增大,外电压越来越小,所以L1两端电压变小,L1亮度变弱,故B正确。
2.B 解析 变阻器的阻值Rx=0时,电路中电流最大,故根据P=I2R0可知定值电阻R0消耗的功率最大,故A错误;电源的输出功率P出=I2R外=E2R外(R外+r)2=E2(R外-r)2R外+4r,当r=R外=Rx+R0,即Rx=r-R0=2 Ω时,电源的输出功率最大,故C错误;由闭合电路的欧姆定律结合功率公式,根据等效内阻法,当Rx=R0+r=6 Ω时,变阻器消耗的功率最大,故B正确;电源的效率η=P出P总×100%=UIEI×100%=R外R外+r×100%=11+rR外×100%,外电阻越大,电源效率越高,所以当Rx=10 Ω时,电源的效率最高,故D错误。
3.A 解析 逐渐减小照在R上的光照强度,R阻值增大,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知总电流减小,路端电压增大,则电流表A读数变大,通过R2的电流减小,R2分压减小,则电压表V读数变大,故A正确,B、C、D错误。
4.A 解析 闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向上滑动的过程中,R的阻值变大,电路中的总电流I=Er+R1+R减小,UR=UC=E-I(r+R1)增大,电容器充电,有通过R2向下的电流,由C=QU可知,电容器C极板所带电荷量变大,故A正确,B、C、D错误。
5.C 解析 由题图知R0与R并联,电压表测电源电压,电流表测R支路的电流,设电源提供的恒定电流为I总,根据并联电路特点可知U=U0=I0R0=(I总-I)R0=-IR0+I总R0,其中I总、R0为定值,可知U与I的图像为一次函数图像,且-R0<0,故A、B错误;电路消耗总功率P=UI总=(I总-I)R0·I总=-I总R0I+I总2R0,其中I总、R0为定值,可知P与I的图像为一次函数图像,-I总R0<0,且I、P不会为0,故C正确,D错误。
6.B 解析 当滑动变阻器滑片向左滑动时,电路中电阻减小,总电流增大,则R1两端电压增大,因O点接地,所以A点的电势比O点的电势高,可得A点的电势升高,因R1的电压和内电压增大,则OB间的电压减小,而B点的电势低于O点的电势,故B点的电势升高。故B正确,A、C、D错误。
7.D 解析 把R2+r看作是等效内阻,电压表V1读数改变量与电流表读数改变量之比为R2+r=12 Ω,故A错误;同理电压表V2读数改变量与电流表读数改变量之比为电阻R2=10 Ω,故B错误;电流最小时,电阻R2消耗的功率最小,此时,滑片应在最右端,此时总电流I=ER1+R2+r=610+2+6 A=13 A,电阻R2消耗的功率为P=I2R2=132×10 W=109 W,故C错误;当电源的内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,但本题外电阻总是大于内阻,因此,外电阻最接近内阻,电源有最大输出功率,此时滑片应在最左端I'=ER2+r=610+2 A=0.5 A,电源的最大输出功率为P电源=0.52×10 W=2.5 W,故D正确。
8.AC 解析 由题图可知,A板带正电,B板带负电,电容器内电场方向水平向右,细线向右偏,静电力向右,则小球带正电,故A正确;滑片向右移动时,R变小,外电路总电阻变小,总电流变大,路端电压U=E-Ir,变小,电容器电压变小,细线偏角变小,故B错误;滑片向右移动时,电容器电压变小,电容器放电,因A板带正电,则流过电流表的电流方向向下,故C正确;在滑片由a向b滑动时,滑动变阻器接入电阻减小,外电路总电阻减小,但是由于不知道外电路电阻与电源内阻的关系,则不能判断电源输出功率变化情况,选项D错误。
9.D 解析 根据闭合电路动态分析的“串反并同法”可知,当电阻箱的阻值R增大时,与R并联的电压表的示数增大,与R间接串联的电流表的示数减小,故A、B错误;电动机不是纯电阻,不满足欧姆定律,所以当电动机两端电压变化量为ΔU时,其电流的变化量不等于ΔUr0,故C错误;根据闭合电路欧姆定律有U1=E-I1(r+R0),U2=E-I2(r+R0),可得U2-U1=-(I2-I1)(r+R0),则有ΔU=-ΔI(r+R0),可得r+R0=ΔUΔI,故D正确。
10.AC 解析 当R1为零时,a板接电源正极,电势最高,带正电,当R1=2 Ω时,电容器两板等势,不带电,当R1>2 Ω时,b板电势较高,a板带负电,所以电容器两端的电压先减小后增大,故A正确,B、D错误;当R1为零时,外电阻最小,最小值为Rmin=R2(R3+R4)R2+R3+R4=1.67 Ω,当R1最大时,外电阻最大,最大值为Rmax=(R1+R2)(R3+R4)R1+R2+R3+R4=9.1 Ω,当外电阻等于电源内阻r=5 Ω时,电源的输出功率最大,所以电源的输出功率先增大后减小,C正确。
11.答案 20 9
解析 当滑片P位于滑动变阻器的中点时,并联的电阻最大,由题图乙可得R2=U1I1=50.5 Ω,解得滑动变阻器的总阻值为20 Ω。
当电压表的示数为4.0 V,电流表示数为0.25 A时,令此时P到滑动变阻器上端的阻值为R1,P到滑动变阻器下端的阻值为R2,则R1=U2I2=40.25 Ω=16 Ω,所以R2=4 Ω,因此流过R2电流为1 A,干路电流为1.25 A,同理电压为5 V,电流为0.5 A时,干路电流为1 A。根据闭合电路欧姆定律可得E=U+I(R0+r),代入数据解得E=9 V。