选修37 闭合电路欧姆定律习题

1．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA，若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)

A．0.10 V       B．0.20 V

C．0.30 V       D．0.40 V

解析：电源电动势为0.8 V，根据I短＝解得r＝＝20 Ω。所以U＝E＝0.4 V。

答案：D

2．在如图1所示的闭合电路中，当滑片P向右移动时，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            图1

D．A变小，V变小

解析：该电路中，当滑片P向右移动时，滑动变阻器的有效电阻变大，闭合电路的总电阻变大，根据闭合电路的欧姆定律I＝可知，电路中的电流变小，电流表的读数变小，而电压表的读数为U＝E－I(R0＋r)，I减小，电压表读数变大，选项B正确。

答案：B

3．一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r。该电动机正常工作时，下列说法正确的是(　　)

A．电动机消耗的电功率为IU

B．电动机的输出功率为IU－I2r

C．电动机的发热功率为

D．I、U、r三个量间满足I＝

解析：电动机正常工作时，属于非纯电阻电路：它消耗的电功率P＝UI，转化为内能的功率为I2r，所以输出的功率为UI－I2r，故A、B均正确，非纯电阻电路中欧姆定律不适用，故C、D均错。

答案：AB

4．在如图2所示的电路中，电源的内阻不能忽略。已知定值电阻R1＝10 Ω，R2＝8 Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2 V。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为(　　)

A．2.2 V　　　　　  B．1.9 V

C．1.6 V      D．1.3 V         图2

解析：设电源的电动势为E、内电阻为r，S接2时，电压表读数为U，由闭合电路欧姆定律知，当接1时：

E＝2＋r①

接2时有：E＝U＋r②

解①②得：U＝＝③

电源的内阻未知，但0<r<∞，由③知，当r＝0时，U＝2 V；当r＝∞时，U＝1.6 V。故1.6 V<U<2 V。

答案：B

5．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图3所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为(　　)

A.、        B.、     

C.、        D.、         图3

解析：电源效率η＝，E为电源的总电压(即电动势)，根据图像可知Ua＝E，Ub＝E，所以选项D正确。

答案：D

6．如图4所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器。有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动。若滑动变阻器的滑片向下滑动，则(　　)

A．L变亮　　　　　　   B．L变暗        图4

C．油滴向上运动      D．油滴向下运动    

解析：滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入回路电阻变小，外电路的总电阻变小，回路电流变大，内压降变大，路端电压变小，L变暗。电容器两端的电压变小，电场强度变小，带电油滴所受电场力变小，油滴向下运动，B、D正确。

答案：BD

7．如图5为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻。             图5

现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知(　　)

A．ab间电路通，cd间电路不通   

B．ab间电路不通，bc间电路通          

C．ab间电路通，bc间电路不通

D．bc间电路不通，cd间电路通

解析：由于用交流电压表测得b、d两点间为220 V，这说明ab间电路是通的，bc间电路不通或cd间电路不通；由于用交流电压表测得a、c两点间为220 V，这说明cd间电路是通的，ab间电路不通或bc间电路不通；综合分析可知bc间电路不通，ab间电路通和cd间电路通，即选项C、D正确。

答案：CD

8．如图6所示，R为电阻箱，○V为理想电压表。当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V。求：

(1)电源的电动势E和内阻r；

 (2)当电阻箱R的读数为多少时，电源的输出功率最大？最大输出功率为多少？  图6解析：(1)由闭合电路欧姆定律有E＝U1＋r，

E＝U2＋r

即E＝4＋2r，E＝5＋r

解得E＝6 V，r＝1 Ω

(2)电源的输出功率为

P出＝R＝＝

由数学知识可知，当R＝r＝1 Ω时，电源的输出功率最大，最大输出功率为P出m＝＝9 W。

答案：(1)6 V　1 Ω　(2)1 Ω　9 W

9．如图7所示，电灯L标有“4 V 1 W”，滑动变阻器R的总电阻为50 Ω。闭合开关S，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A。由于外电路发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数变为0.5 A，电压表示数为10 V。若导线连接完好，电路中各处接触良好。试问：                                                                                                                                                                                                    图7

(1)发生的故障是短路还是断路？发生在何处？

(2)发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？

(3)电源的电动势和内阻分别为多大？

解析：(1)电路发生故障后，电流表读数增大，路端电压U＝U2＝I2R2也增大，因此外电路总电阻增大，一定在外电路某处发生断路。由于电流表有读数，因此R2不可能断路，电压表也有读数，滑动变阻器R也不可能断路，只可能灯L发生断路。

(2)L断路后，外电路只有R2，因无电流流过R，故电压表示数即为路端电压，

U2＝U端＝10 V，R2＝＝ Ω＝20 Ω。

L未断路时恰好正常发光，UL＝4 V，IL＝＝0.25 A。

U′端＝U2′＝I2′·R2＝0.45×20 V＝9 V。

R＝＝＝ Ω＝20 Ω。

(3)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，

故障前E＝9 V＋(0.45＋0.25)r，

故障后E＝10 V＋0.5r，

解得r＝5 Ω，E＝12.5 V。

答案：(1)电灯L断路　(2)20 Ω　(3)12.5 V　5 Ω

10．如图8所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态。求：

(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；

(2)S闭合后流过R3的总电荷量。       

解析：(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝mg且qE竖直向上。 图8 S闭合后，qE＝mg的平衡关系被

打破。S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝E＝4 V，＝mg。

S闭合后，UC′＝E＝8 V

设带电粒子加速度为a，则－mg＝ma，

解得a＝g，方向竖直向上。

(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C。

答案：(1)g　竖直向上　(2)4×10－4 C