高考物理一轮复习课时练习 第10章第2练　闭合电路欧姆定律及应用（含详解）

这是一份高考物理一轮复习课时练习 第10章第2练　闭合电路欧姆定律及应用（含详解），共8页。试卷主要包含了5 V，U外＝0，5 V，75 V等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示为一个外电阻R和电源组成的闭合电路。在正常工作时，若1 C正电荷从负极B移到正极A的过程中，非静电力做功，将3 J的其他形式的能转化为电能，同时静电力做功0.5 J。则此时该电路中电源电动势E、电源内电压U内、电源路端电压U外大小为( )
A．E＝2.5 V，U外＝0.5 V
B．E＝3 V，U外＝0.5 V
C．E＝2.5 V，U内＝0.5 V
D．E＝3 V，U外＝2.5 V
2.(2023·四川内江市第六中学模拟)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的U－I图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么( )
A．电源a、b电动势一样大，b内阻较大
B．R接到电源a上，电路中的电流较小
C．R接到电源b上，电源的输出功率较大
D．R接到电源b上，电源效率较高
3.(多选)(2023·河南新乡市期中)如图所示，直线OC为电源的总功率随电流I变化的图线，抛物线ODC为该电源内部热功率随电流I变化的图线，若该电源与电阻B串联后，电路中的电流为0.5 A，则下列说法正确的是( )
A．电阻B的阻值为11.5 Ω
B．电源的内阻为1.5 Ω
C．电源与电阻B串联后，路端电压为5.75 V
D．电源与电阻B串联后，电源内部热功率为0.375 W
4．(多选)(2024·广东佛山市检测)安装了感光系统的新型路灯，能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组为了研究路灯的感光系统，设计了甲、乙两个电路，如图所示。Rt为光敏电阻(光照越强，电阻越小)，R0与R1为定值电阻，下列说法正确的是( )
A．环境变暗时，甲电路的灯泡亮度变亮
B．环境变暗时，乙电路的灯泡亮度变亮
C．环境变亮时，甲电路的R1电功率减小
D．环境变亮时，乙电路的R1电功率增大
5.如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A、B两灯变亮，C、D两灯变暗，故障可能是( )
A．R1短路 B．R2断路
C．R2短路 D．R3短路
6.如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电压表示数为U、电流表示数为I。电源的总功率P与电压U、电流I的关系正确的是( )
7.如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常量)，图线b是某电阻R的U－I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则( )
A．电源的电动势为E＝5 V
B．电阻两端的电压为U＝4 V
C．电阻的电流为I＝0.4 A
D．太阳能电池的内阻为5 Ω
8.(2023·海南卷·7)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上电荷量为( )
A．CE B.eq \f(1,2)CE C.eq \f(2,5)CE D.eq \f(3,5)CE
9．(2024·江苏淮安市检测)如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡L1、L2 电阻均为R，D为理想二极管(具有单向导电性)，电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V1、V2 示数变化量绝对值分别为ΔU1、ΔU2，电流表示数变化量绝对值为ΔI，则下列说法中错误的是( )
A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动
C.eq \f(ΔU2,ΔI)＝R＋r D．ΔU2>ΔU1
10.(多选)某同学通过实验正确作出标有“5 V 2.5 W”的小灯泡的U－I图像如图甲所示，现把实验中使用的小灯泡接到如图乙所示的电路中，其中电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，定值电阻R＝9 Ω，则( )
A．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而增大
B．由甲图可知，小灯泡的电阻值随电压的升高而减小
C．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为2.7 W
D．闭合乙图开关，小灯泡的实际功率约为0.84 W
11．在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值。
12.(2023·山东济南市模拟)如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，电阻RA、RB的阻值与滑动变阻器的最大阻值相等。在滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是( )
A．电压表示数U与电流表示数I的比值不变
B．电流表的示数增大
C．电压表的示数先增大后减小
D．电压表示数变化绝对值ΔU与电流表示数变化绝对值ΔI的比值先增大后减小
第2练 闭合电路欧姆定律及应用
1．D [电源的电动势为
E＝eq \f(W非,q)＝eq \f(3,1) V＝3 V，
内电压为U内＝eq \f(W电,q)＝eq \f(0.5,1) V＝0.5 V，
路端电压为U外＝E－U内＝3 V－0.5 V＝2.5 V，故选D。]
2．A [由电源的U－I图线可知，纵轴截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻，故电源a、b电动势一样大，b内阻较大，A正确；当电源与电阻直接相连时，电源和电阻的U－I图线交点表示该电阻的工作状态，其横坐标表示电路中的电流，故R接到电源a上，电路中的电流较大，B错误；
由P＝UI可知，电源和电阻的U－I图线交点横、纵坐标乘积(矩形面积)表示电源的输出功率，如图所示，可知R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源的效率可表示为η＝eq \f(P出,P总)×100%＝eq \f(U,E)×100%，当R接到电源a上，路端电压U较大，电源效率较高，C、D错误。]
3．BD [电源的总功率为P＝EI，当I＝4 A时P＝24 W，则电源的电动势为E＝eq \f(P,I)＝eq \f(24,4) V＝6 V，由题图看出，当I＝4 A时，外电路短路，电源内部热功率等于电源的总功率，则有P＝I2r＝24 W，解得r＝eq \f(P,I2)＝eq \f(24,42) Ω＝1.5 Ω，故B正确；若该电源与电阻B串联后，电路中的电流为0.5 A，根据闭合电路欧姆定律可得I′＝eq \f(E,R＋r)，解得电阻B的阻值为R＝eq \f(E,I′)－r＝eq \f(6,0.5) Ω－1.5 Ω＝10.5 Ω，路端电压为U＝I′R＝0.5×10.5 V＝5.25 V，
电源内部热功率为Pr＝I′2r＝0.52×1.5 W＝0.375 W，故A、C错误，D正确。]
4．AD [设电源内阻为r，题图甲中，当环境变暗时，Rt阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，根据闭合电路欧姆定律UL＝E－I(R0＋r)，可知灯泡两端电压变大，灯泡亮度变亮；当环境变亮时，Rt阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，根据闭合电路欧姆定律可知灯泡两端电压变小，流过灯泡的电流变小，由于通过干路的总电流增大，故流过R1的电流I1增大，根据P1＝I12R1可知R1电功率增大，故A正确，C错误；题图乙中，当环境变暗时，Rt阻值变大，电路总电阻变大，干路电流减小，因为R1的阻值和灯泡的阻值不变，故流过灯泡的电流减小，灯泡变暗；当环境变亮时，Rt阻值变小，电路总电阻变小，干路电流增大，流过R1的电流变大，电功率增大，故B错误，D正确。]
5．D [A灯在干路上，A灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B错误；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的，而与A、B两灯是串联的。观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选项A、C错误，D正确。]
6．B [由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，化简得I＝eq \f(E－U,r)，则电源的总功率为P＝EI＝Eeq \f(E－U,r)＝eq \f(E2,r)－eq \f(E,r)U，若U是自变量，则电源的总功率P与电压U是线性关系，A错误，B正确；若I是自变量，则电源的总功率P＝EI，即电源的总功率P与电流I是正比关系，故C、D错误。]
7．D [由闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由题图中图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为E＝4 V，故A错误；根据题图中两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为U＝3 V，电流为I＝0.2 A，故B、C错误；太阳能电池的内阻为r＝eq \f(E－U,I)＝
5 Ω，故D正确。]
8．C [电路稳定后，由于电源内阻不计，若取电源负极为零电势点，则电容器上极板电势为eq \f(2E,5)，下极板电势为eq \f(4E,5)，极板间电势差U＝eq \f(2E,5)，由Q＝CU，可知C正确。]
9．B [滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯泡变亮，选项A正确；总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1两端的电压变大，所以L2与滑动变阻器两端的电压之和减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，Q不变，则由C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(εrS,4πkd)和E＝eq \f(U,d)得E＝eq \f(4πkQ,εrS)，可知E不变，油滴静止不动，选项B错误；把L1的电阻R看作电源内阻一部分，ΔU2就是R＋r两端电压的增加量，则eq \f(ΔU2,ΔI)＝R＋r，选项C正确；由闭合电路欧姆定律可得eq \f(ΔU1,ΔI)＝r，所以ΔU2>ΔU1，选项D正确。]
10．AD [由题图甲可知，随电压的升高，各点与原点连线的斜率变大，则小灯泡的电阻值增大，选项A正确，B错误；将电阻R看作电源的内阻，则U＝E－I(R＋r)＝6－10I(V)，将此函数关系的图像画在灯泡的U－I图像上，如图，两图线的交点为小灯泡的工作点，则I＝0.38 A，U＝2.2 V，则小灯泡的实际功率约为P＝IU＝0.38×2.2 W≈0.84 W，选项C错误，D正确。]
11．(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω
解析 (1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻，则内阻
r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|＝eq \f(16－4,0.8－0.2) Ω＝20 Ω
电源的电动势为E＝U＋Ir
取电压U1＝16 V，电流I1＝0.2 A，
代入解得E＝20 V
(2)当滑片P滑到最右端时，R1被短路，外电路的电阻最小，电流最大。此时电压U2＝4 V，电流I2＝0.8 A，
则定值电阻R2＝eq \f(U2,I2)＝5 Ω
(3)当滑片P滑到最左端时，外电阻最大，电流最小，此时路端电压U1＝16 V，电流I1＝0.2 A，
外电路总电阻为R＝eq \f(U1,I1)＝80 Ω
又R＝R2＋eq \f(R1R3,R1＋R3)，
代入解得R3＝300 Ω。
12．C [由电路图可知，电压表示数U与电流表示数I的比值表示的是外电路的总电阻，滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端，外电路的总电阻变化，则电压表示数U与电流表示数I的比值变化，A错误；当滑动变阻器的滑片处于中点时，两个并联支路的电阻相等，并联后电阻最大，则滑片P从a端滑到b端的过程中，外电路的总电阻先增大后减小，则电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小，B错误，C正确；电压表示数变化绝对值ΔU与电流表示数变化绝对值ΔI的比值为电源的内阻，保持不变，D错误。]