备战2025届新高考物理一轮总复习练习第10章电路及其应用第2讲闭合电路欧姆定律及其应用

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题组一 串、并联电路
1.关于串并联电路,下列说法正确的是( )
A.几个电阻串联接在电路中,每个电阻所分电压相等
B.几个电阻串联接在电路中,电阻电压之比为各电阻阻值的倒数之比
C.几个电阻并联接在电路中,通过每个电阻的电流相等
D.几个电阻并联接在电路中,通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比
题组二 电动势 闭合电路欧姆定律的理解和应用
2.(2023上海杨浦二模)用图示电路测量电池的电动势和内阻,将两个阻值为12 Ω和20 Ω的定值电阻连入电路中,当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍。则( )
A.R1=20 Ω,r=4 Ω
B.R2=12 Ω,E=24 V
C.R1=12 Ω,r=2 Ω
D.R2=20 Ω,E=12 V
3.(多选)(2024广东深圳期末)高速公路收费站的车辆电子称重的原理如图所示,没有车辆时,指针指在变阻器R的最上端,电压表为理想电表,则( )
A.没有车辆时,电压表示数为零
B.车辆称重时,电路中的总电流变小
C.车辆称重时,电源的输出功率变小
D.称重的车辆质量越大,电压表示数越大
4.(2024广东中山期末)某同学设计了一个测量水流速度的装置,示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球P,另一端固定在O点。电阻丝AB水平放置,并与金属丝接触良好,其中B点位于O点正下方。开关闭合后,可通过仪表C(可看作理想电表)读出水流的速度大小。下列说法正确的是( )
A.仪表C是一个电流表
B.水流速度变大,则整个电路的总功率变小
C.水流速度变大,则通过电阻R的电流变大
D.水流速度变大,则仪表C的示数变小
5.在如图所示的电路中,灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是( )
A.R3断路B.R1短路
C.R2断路D.R1、R2同时短路
6.闭合电路内、外电阻的功率随外电路电阻变化的两条曲线如图所示,曲线A表示内电阻的功率随外电阻变化的关系图线,曲线B表示外电阻的功率随外电阻变化的关系图线。下列说法正确的是( )
A.电源的电动势为3 V
B.电源的内阻为2.5 Ω
C.曲线A的最大功率为7.2 W
D.外电阻取2.5 Ω时外电阻的功率是外电阻取10 Ω时外电阻的功率的
7.(2024浙江金华模拟)电动汽车由于节能环保的重要优势,广受人们喜欢,某品牌电动汽车储能部件是由10个蓄电池串联叠置组成的电池组。充电时,直流充电桩的充电电压为400 V,充电电流为200 A;每个电池容量为120 A·h,放电时平均电压为30 V,整个电池组输出功率为15 kW,转化机械能的效率为90%。以v=108 km/h的速度在高速公路匀速行驶时,则( )
A.该电动汽车最长可连续工作2.4 h
B.该电池组最多可储存480 kW·h电能
C.该电动汽车正常工作时电流为5 A
D.该电动汽车匀速行驶时所受阻力为500 N
综合提升练
8.小怀同学希望利用电学方法对长度进行测量,电路图如图所示,其中电源电动势为6 V,内阻为1 Ω,电流表量程为0~3 A,内阻为1 Ω,有一长方体导体材料R,x、y、z方向上棱长分别为d cm、2 cm、1 cm,先将R沿x轴方向接入电路,电流表示数为1 A,再将R沿y轴方向接入电路,电流表示数为2 A,则下列说法正确的是( )
A.d=4 mm
B.沿x、y、z三个方向接入R,电源效率最大约为75%
C.沿x、y、z三个方向接入R,电流表示数均不会超量程
D.沿x、y、z三个方向接入R,R的功率最小为2 W
9.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所带的电荷量减少
10.人体含水量约为70%,水中有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,而脂肪不容易导电。某脂肪测量仪如图甲所示,其工作原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例,模拟电路如图乙所示。测量时,闭合开关S,测试者两手分别握住两手柄M、N,则体型相近的两人相比( )
A.脂肪含量低者对应的电压表示数较小,电流表示数较小
B.脂肪含量低者对应的电源内阻消耗功率较小
C.脂肪含量高者对应的电源输出功率较大
D.脂肪含量高者对应的电源效率较大
11.(多选)(2024广东一模)力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,利用力敏电阻可以设计一个电路来判断升降机的运动情况,其工作原理如图甲所示。将力敏电阻固定在升降机底板上,其上放置一个绝缘物块。0~t1时间内升降机匀速下降,从t=0时刻开始,电流表中电流随时间变化的情况如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.t1~t2时间内,升降机加速度的大小先增大后减小
B.t2~t3时间内,升降机处于静止状态
C.t3~t4时间内,升降机处于失重状态
D.t3~t4时间内,升降机一直减速下降
参考答案
第2讲 闭合电路欧姆定律及其应用
1.D 解析 根据分压原理,电阻串联时,各电阻两端电压之比为各电阻阻值之比,故A、B错误;根据分流原理,几个电阻并联时,通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比,故C错误,D正确。
2.A 解析 当开关S从位置1切换到位置2时,发现电流表示数变为原来的1.5倍,则R1=20Ω,R2=12Ω,根据闭合电路欧姆定律得E=I(R1+r),E=1.5I(R2+r),解得r=4Ω,电源电动势无法得出。故选A。
3.AD 解析 没有车辆时,指针指在变阻器R的最上端,可知此时与电压表并联的电阻为零,电压表示数为零,故A正确;车辆称重时,由于电压表为理想电表,整个变阻器阻值都接入电路中,可知电路外电阻不变,总电阻不变,电路中的总电流不变,电源的输出功率不变,故B、C错误;称重的车辆质量越大,与电压表并联的电阻越大,电压表示数越大,故D正确。
4.B 解析 仪表C并联在电阻丝的两端,故仪表C是一个电压表,故A错误;水流速度变大,OP与竖直方向的夹角变大,电阻丝AB接入电路的电阻变大,回路中的总电阻变大。根据闭合电路欧姆定律I=可知总电流I变小,即通过电阻R的电流变小,整个电路的总功率P总=EI变小,仪表C的示数UC=UAB=E-Ir-IR,则UC增大,即仪表C的示数变大,故B正确,C、D错误。
5.C 解析 若R3断路,外电阻增大,路端电压U增大,两灯泡A、B的电压和电流均增大,两灯泡均变亮,故A错误;若R1短路,外电阻减小,总电流增大,路端电压减小,通过R3的电流减小,则通过灯泡A的电流增大,灯泡A变亮,灯泡B的电流增大,灯泡B变亮,故B错误;R2断路,外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,通过R3的电流I3增大,则通过A的电流IA=I-I3减小,灯泡A变暗,灯泡B电压UB=U-IA(RA+R1)增大,灯泡B变亮,故C正确;R2短路,灯泡B被短路了,不亮,故D错误。
6.C 解析 闭合电路的内电阻功率P内=r,闭合电路的外电阻功率P外=R,由图像可知,当外电阻R=5Ω时,内、外电阻的功率相等,且均为1.8W,得E=6V,r=5Ω,故A、B错误;当外电阻R=0时,内电阻功率最大,此时P内max==7.2W,故C正确;当外电阻R=2.5Ω时,外电阻的功率P外1=×2.5W=1.6W,当外电阻R=10Ω时,外电阻的功率P外2=×10W=1.6W,故D错误。
7.A 解析 该电池组最多可储存电能为E=U放I放t=U放q总=30×10×120W·h=36kW·h,该电动汽车最长可连续工作的时间为t==2.4h,该电动汽车正常工作时电流为I=A=50A,故B、C错误,A正确;根据题意可知,电动汽车的机械功率为P1=P×90%=13.5kW,P1=Fv,又v=108km/h=30m/s,得F=450N,由牛顿第三定律可知该电动汽车匀速行驶时所受阻力为450N,故D错误。
8.C 解析 由闭合电路欧姆定律有E=U外+U内=IR+IRA+Ir,代入数据,沿x轴方向时,Ix=1A,得Rx=4Ω,沿y轴方向时,Iy=2A,得Ry=1Ω,根据电阻定律R=ρ代入数据可得d=4cm,沿z轴方向时Rz=Ω,由闭合电路欧姆定律E=IR+IRA+Ir,代入数据可得沿z轴方向时Iz=A<3A,故A错误,C正确;由题意可知路端电压最大为沿x轴接入电路时Ux=E-Ixr=5V,根据η=×100%=×100%=83.3%,故B错误;根据P=I2R可知,沿x轴方向时Px=4W,沿y轴方向时Py=4W,沿z轴方向时Pz=1.78W,故D错误。
9.A 解析 闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向上滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值增大,则电路总电流减小,即通过电阻R1的电流减小,故B错误;根据串联分压规律可知滑动变阻器R两端的电压变大,所以电容器C两端电压增大,根据Q=CU可知电容器C所带的电荷量增加,即电容器将充电,根据电路连接方式可知电容器上极板带正电,所以电阻R2中有向下的电流,故A正确,C、D错误。
10.D 解析 脂肪含量低者,电阻较小,根据“串反并同”,电压表示数较小,电流表示数较大,A错误;根据上述可知,脂肪含量低者,电流表示数较大,由P内=I2r可知,脂肪含量低者对应的电源内阻消耗功率较大,B错误;脂肪含量高者,电阻较大,根据“串反并同”,电压表示数较大,电流表示数较小,电源输出功率为P出=R外=,作出函数对应的图像如图所示
由于不知道外电阻与电源内阻的大小关系,则脂肪含量高者对应的电源输出功率的大小变化关系不能确定,C错误;由电源效率η=可知,脂肪含量高者,外电路电阻大,则电源效率较大,D正确。
11.AD 解析 0~t1时间内升降机匀速下降,受力平衡,t1~t2时间内电路中电流比升降机匀速下降时小,说明力敏电阻的阻值大于升降机匀速下降时力敏电阻的阻值,所受的压力小于升降机匀速下降时力敏电阻所受的压力,压力小于物块的重力,mg-FN=ma,由于电流先减小后增大,可知力敏电阻的阻值先增大后减小,压力的大小先减小后增大,加速度的大小先增大后减小,A正确;t2~t3时间内电路中的电流等于升降机匀速运动时的电流,由于t1~t2时间内升降机在加速运动,所以t2~t3时间内升降机处于匀速运动状态,B错误;t3~t4时间内电路中的电流大于升降机匀速运动时的电流,说明力敏电阻的阻值减小,所受的压力增大,压力大于物块的重力,物块处于超重状态,C错误;由图可知t3~t4时间内,电流大于匀速下降时的电流,说明力敏电阻的阻值小于匀速下降时力敏电阻的阻值,所受的压力大于匀速下降时所受的压力,加速度方向向上,速度向下,升降机一直减速下降,D正确。