物理必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律第2课时同步训练题

这是一份物理必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律第2课时同步训练题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

合格考训练
一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)
1．(2023·河南新乡高二期末)如图1所示，某电路电源的电动势为E，内阻恒为r，R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度变化的图像如图2所示，电表均为理想电表，分别用ΔI、ΔU表示电流表、电压表示数变化量的绝对值，在温度升髙的过程中，下列说法正确的是( C )
A．电流表的示数减小
B．电源的效率增大
C.eq \f(ΔU,ΔI)保持不变
D．电源的输出功率增大
解析：温度升高热敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，根据I＝eq \f(E,R总)，得电流增大，根据闭合电路欧姆定律U＝E－Ir，可得路端电压变小，对电源的效率有η＝eq \f(UI,EI)＝eq \f(U,E)，得电源的效率减小，故A、B错误； 设电流变化前后分别为I1和I2，则有ΔI＝I2－I1，ΔU＝[E－I1(r＋R)]－[E－I2(r＋R)]＝I2(r＋R)－I1(r＋R)，可得eq \f(ΔU,ΔI)＝r＋R，故C正确；由于不知道r与RT、R大小关系，无法判断电源的输出功率是否增大，故D错误。故选C。
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，A、C、D错误。
4．(2023·山西运城康杰中学高二上月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障灯L2突然变亮，电压表读数增大，由此推断，这种故障可能是( B )
A．L1灯丝烧断 B．电阻R2断路
C．电阻R2短路 D．电容器被击穿短路
解析：L1灯丝烧断导致总电阻增大，总电流减小，流过L2的电流减小，L2变暗，不符合题意，故A错误；电阻R2断路导致总电阻增大，总电流减小，L1两端电压减小，而路端电压增大，则L2两端电压增大，L2变亮，故B正确；电阻R2短路，则L2被短路，L2不亮，故C错误；电容器被击穿短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，电压表读数减小，故D错误。
5．(多选)(2023·福建莆田二中高二上阶段检测)如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为2r，电源内阻为r，闭合开关S，此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则( CD )
A．灯泡L1变亮，灯泡L2变暗
B．V1、V2的示数增大
C．电源的输出功率减小，效率增大
D．ΔU2与ΔI的比值小于ΔU1与ΔI的比值
解析：电路可简化为如图所示电路。将R0的滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，总电流减小，通过两串联灯泡的电流相同且一起减小，两灯泡逐渐变暗，故A错误；电压表V2测量的是路端电压，电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，由于总电流减小，则V1的示数减小，V2的示数增大，故B错误；当外电路电阻越接近电源内阻时，电源输出功率越大，滑动变阻器滑片向下滑动，外电阻与电源内阻相差越来越大，电源输出功率变小，电源的效率η＝eq \f(IU,IE)＝eq \f(U,E)，由于路端电压增大，则效率增大，故C正确；根据闭合电路欧姆定律可知，eq \f(ΔU2,ΔI)＝r，eq \f(ΔU1,ΔI)＝RL1＝2r，则ΔU2与ΔI的比值小于ΔU1与ΔI的比值，故D正确。
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＝eq \f(U,I)＝eq \f(1.5 V,1.0 A)＝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＝eq \f(E,I短)＝eq \f(3.0 V,2.0 A)＝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＝eq \f(E,R中＋R1)＝0.9 A，
电容器两极板之间的电压U1＝I1R中＝4.5 V，
由C＝eq \f(Q1,U1)，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＝eq \f(E,R上＋R1)＝0.6 A，
电容器两极板之间的电压U2＝I2R上＝6.0 V，
由C＝eq \f(Q2,U2)，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＝eq \f(U1,d)，m＝eq \f(qU1,dg)，解得m＝9.0×10－5 kg。
等级考训练
一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)
1．(多选)(2023·江西宜春高二期末)如图甲，滑动变阻器标有“20 Ω 2A”，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从最右端滑至某一位置时，小灯泡正常发光，电流表示数与两电压表示数的关系图像如图乙，电源内阻不计。下列说法中正确的是( BD )
A．电源电压为12 V
B．小灯泡的额定功率为6 W
C．小灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的电阻为4 Ω
D．电路的总功率变化范围是7.5 W～15 W
解析：由电路图可知，灯泡L与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，电流表测电路中的总电流。当滑动变阻器的滑片位于最右端时，接入电路中的电阻R＝20 Ω，电路中的电流最小，电路的总功率最小，因电压表V1测L与R0两端的电压之和，电压表V2测R0两端的电压，所以，由图像可知，电压表V1的示数UV1＝5 V时，电压表V2的示数UV2＝3 V，电路中的电流I小＝0.5 A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I＝eq \f(U,R)可得，电源的电压U＝UV1＋I小R＝5 V＋0.5 A×20 Ω＝15 V，故A错误；当小灯泡正常发光时，电路中的电流最大，两电压表的示数最大，电路的总功率最大，由图像可知，L与R0两端的电压之和UV1′＝12 V，R0两端的电压U′V2＝6 V，电路中的电流I大＝1 A，此时灯泡两端的电压UL＝U′V1－U′V2＝12 V－6 V＝6 V，因此时小灯泡恰好正常发光，所以，灯泡的额定功率PL＝ULI大＝6 V×1.0 A＝6 W，此时滑动变阻器两端的电压UR＝U－UV1′＝15 V－12 V＝ 3V，此时滑动变阻器接入电路中的电阻R′＝eq \f(UR,I大)＝eq \f(3 V,1 A)＝3 Ω，故B正确，C错误；电路的最小功率为P小＝UI小＝15 V×0.5 A＝7.5 W，最大总功率P大＝UI大＝15 V×1.0 A＝15 W，所以，电路的总功率的变化范围是7.5 W～15 W，故D正确。故选BD。
2．(多选)(2023·上饶高二校阶段练习)如图所示，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻R1在干路上，定值电阻R3与可变电阻R4串联后再并联在定值电阻R2的两端。当可变电阻R4的滑片P向下滑动时，定值电阻R1、R2、R3中电流变化量的大小分别是ΔI1、ΔI2、ΔI3。下列说法中正确的是( ABD )
A．定值电阻R1两端的电压增大
B．定值电阻R2消耗的电功率减小
C．ΔI1＝ΔI2＋ΔI3
D．ΔI3＝ΔI1＋ΔI2
解析：当可变电阻R4的滑片P向下滑动时，R4的阻值减小，电路的总电阻减小，总电流变大，定值电阻R1两端的电压增大，内阻上的电压也增加，则并联支路的电压减小，即定值电阻R2消耗的电功率减小，选项A、B正确；因I1＝I2＋I3，因I1变大，I2减小，I3变大，则ΔI3＝ΔI1＋ΔI2，选项C错误，D正确。故选ABD。
3．(多选)(2023·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＝eq \f(P,U)＝eq \f(3,6) A＝0.5 A，若L2正常发光，I2＝eq \f(P2,U2)＝eq \f(6,6) 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＝eq \f(E－U1－U2,I)＝eq \f(9－6－2,0.5) 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A、B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闭合后，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，cs 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＝eq \f(R2R3,R2＋R3)＝6 Ω，
由闭合电路的欧姆定律得：I＝eq \f(E,R1＋R23＋r)＝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＝eq \f(UC,d)＝eq \f(IR1＋R23,d)＝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＝eq \f(qE1,gtan α)，
解得m＝4×10－3 kg。
电池名称及型号
电动势(V)
容量(mA·h)
南孚新一代聚能环5号电池
1.5
2 000
GP超霸5号充电电池
1.2
1 600
CR2025纽扣电池
3.0
150
绿联牌第二代手机锂电池
3.8
3 410