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1、第2講 閉合電路歐姆定律
一、單項選擇題
1.如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不可忽略,開關(guān)S閉合前燈泡A、B、C均已發(fā)光。那么,當(dāng)開關(guān)S閉合時,A、B、C三個燈泡的亮度變化情況是( )
A.A亮度不變,B變亮,C變暗 B.A變暗,B變亮,C變暗
C.A變亮,B變暗,C變亮 D.A變暗,B變亮,C亮度不變
答案 B 當(dāng)開關(guān)S閉合時,C、D并聯(lián),電阻減小,外電路總電阻R減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,總電流I增大,A兩端的電壓UA=E-Ir減小,電流IA減小,A變暗。通過B的電流IB=I-IA,增大,電壓UB增大,B變亮。C兩端的電壓UC=UA-UB,UA減小,UB增大,則UC減小,C
2、變暗。故B正確。
2.(2018常州檢測)如圖所示,a、b、c、d、e是五個相同的電阻,如果將電壓逐漸升高,則最先燒壞的電阻應(yīng)是( )
A.a和b B.c C.d D.e
答案 D 由題圖可知,a和b并聯(lián)后與e串聯(lián),最后跟c和d的串聯(lián)電路并聯(lián),設(shè)電阻都為R,則c和d的電壓都為U2,a和b并聯(lián)電阻為R2,所以a和b的電壓都為U3,e的電壓為2U3,所以e的電壓最大,所以隨著電壓U升高,先燒壞的電阻應(yīng)是e。
3.(2018泰州中學(xué)月考)如圖所示,E為電源,其內(nèi)阻不可忽略,RT為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小,L為指示燈泡,C為平行板電容器,G為靈敏電流計。閉合開關(guān)S,當(dāng)環(huán)境溫度明
3、顯升高時,下列說法正確的是( )
A.L變暗 B.RT兩端電壓變大
C.C所帶的電荷量保持不變 D.G中電流方向由a到b
答案 D 由題圖可知,熱敏電阻與L串聯(lián),當(dāng)環(huán)境溫度升高時熱敏電阻的阻值減小,總電阻減小,則電路中電流增大,燈泡L變亮,故A項錯誤;因為電路中電流增大,電源的內(nèi)壓及燈泡L兩端的電壓增大,由E=U燈+Ur可得,RT兩端電壓減小,故B項錯誤;因為電容器并聯(lián)在電源兩端,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,故由Q=CU知電容器的帶電荷量減小,故C項錯誤;電容器的帶電荷量減小,電容器放電,故G中電流由a到b,所以D選項是正確的。
4.(2018鎮(zhèn)江一模)如圖所示,電路中R1、R2均
4、為可變電阻,電源內(nèi)阻不能忽略,平行板電容器C的極板水平放置。閉合開關(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時,帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動。則下列操作能使油滴向上運(yùn)動的是( )
A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值
C.增大兩板間的距離 D.斷開開關(guān)S
答案 A 開始時油滴靜止,則重力與電場力相互平衡,電場力向上。增大R1的阻值,則路端電壓增大,電容器兩端電壓增大,板間場強(qiáng)增大,故電場力增大,油滴將向上運(yùn)動,故A項正確;R2與電容器串聯(lián),視為導(dǎo)線,故對電容器的電壓沒有影響,油滴不動,故B項錯誤;增大兩板間距離時,電壓不變,d變大,故電場強(qiáng)度減小,因此油滴將向下運(yùn)動,故C項錯誤;斷開開關(guān)S后,電容器將
5、通過回路放電,兩板間場強(qiáng)減小,油滴向下運(yùn)動,選項D錯誤。
5.(2018江蘇六市模擬)圖甲電路中,D為二極管,其伏安特性曲線如圖乙所示。在圖甲電路中,閉合開關(guān)S,滑動變阻器R的滑片P從左端向右移動過程中( )
A.二極管D消耗的功率變大 B.二極管D的電阻變大
C.通過二極管D的電流減小 D.電源的功率減小
答案 A 滑動變阻器R的滑片P從左端向右移動過程中,滑動變阻器的電阻減小,電路中電流增大,由圖乙可知,二極管的電阻減小,電流、電壓增大,消耗的功率也增大,故A正確,B、C錯誤;電源的功率為P=EI,因為電流增大,所以電源的功率增大,故D錯誤。
6.(2019江陰一中月考)某
6、溫控電路的原理圖如圖所示,RM是負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻,R是滑動變阻器,某種儀器要求在15~27℃的環(huán)境中工作,當(dāng)環(huán)境溫度偏高或偏低時,控制器會自動啟動降溫或升溫設(shè)備。下列說法中正確的是( )
A.環(huán)境溫度降低,RM的阻值減小
B.環(huán)境溫度升高,Uab變大
C.滑片P向下移動時,Uab變大
D.調(diào)節(jié)滑片P能改變升溫和降溫設(shè)備啟動時的臨界溫度
答案 D RM是負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻,環(huán)境溫度降低時,RM的阻值增大,故A項錯誤;環(huán)境溫度升高時,RM的阻值減小,根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比,可知Uab變小,故B項錯誤;滑片P向下移動時,R增大,總電流減小,則Uab變小,故C項錯
7、誤;調(diào)節(jié)滑片P時,可改變Uab,從而改變升溫和降溫設(shè)備啟動時的臨界溫度,故D項正確。
二、多項選擇題
7.(2018蘇州一模)硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點。如圖所示,圖線a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖像(電池電動勢不變,內(nèi)阻不是定值),圖線b是某電阻R的U-I圖像。在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時,下列說法中正確的是( )
A.硅光電池的內(nèi)阻為8Ω
B.硅光電池的總功率為0.4W
C.硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32W
D.若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大
答案 AC 由圖可知該電池的電源電動勢為3.6V,由U內(nèi)
8、+UR=E可知內(nèi)電壓為1.6V,硅光電池的內(nèi)阻為r=U內(nèi)I=1.6V0.2A=8Ω,故A項正確;硅光電池的總功率為P總=EI=3.6×0.2W=0.72W,故B項錯誤;硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為P熱=I2r=0.22×8W=0.32W,故C項正確;若將R換成阻值更大的電阻,電路中電阻兩端的電壓變大,但電流變小,硅光電池的輸出功率不一定增大,故D項錯誤。
8.(2018南京、鹽城二模)光敏電阻是用硫化鎘或硒化鎘等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器,其電阻值會隨光照強(qiáng)度的增大而減小,光敏電阻的這種特殊性能,在科技生活中得到廣泛應(yīng)用。某應(yīng)用電路如圖所示,R1、R2為定值電阻,L為小燈泡,R3為光敏電阻,
9、當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時( )
A.電壓表的示數(shù)增大 B.R2中電流減小 C.小燈泡的功率增大 D.R3的功率增大
答案 ABC 光照強(qiáng)度增大時,R3電阻減小,電路總電阻減小,干路電流增大,R1的電壓和內(nèi)阻電壓增大,電壓表的示數(shù)增大,故A項正確;根據(jù)閉合電路歐姆定律E=Ur+U1+U2,U2減小,根據(jù)I2=U2/R2,R2中電流減小,故B項正確;流過燈泡的電流增大,根據(jù)PL=I2RL,小燈泡的功率增大,故C項正確;流過R3的電流增大,電壓減小,功率的變化無法確定,故D項錯誤。
9.(2018淮海中學(xué)月考)在如圖所示電路中,電源的電動勢E=3V,內(nèi)電阻r=0.5Ω,電阻R1=2Ω,閉合開關(guān)
10、S,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示,則下列敘述中正確的是( )
A.I變小,U1變小 B.U2變小,U3變大
C.電阻R1的功率減小 D.電源的輸出功率減小
答案 ACD 當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,R2變大,外電路總電阻變大,由閉合電路歐姆定律知,I變小,U1=IR1變小,故A項正確;I變小,則U3=E-Ir,U3變大,則U3=U1+U2,U1變小,則U2變大,故B項錯誤;根據(jù)P=U12R1可知,U1變小,電阻R1的功率減小,故C項正確;內(nèi)電阻r=0.5Ω,電阻R1=2Ω,外電路總電阻大于電源的內(nèi)
11、阻,則當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時,外電路總電阻增大,電源的輸出功率減小,故D項正確。
10.(2016江蘇單科)如圖所示的電路中,電源電動勢為12V,內(nèi)阻為2Ω,四個電阻的阻值已在圖中標(biāo)出。閉合開關(guān)S,下列說法正確的有( )
A.路端電壓為10V B.電源的總功率為10W
C.a、b間電壓的大小為5V D.a、b間用導(dǎo)線連接后,電路的總電流為1A
答案 AC 根據(jù)串并聯(lián)電路的特點可得,外電路總電阻為10Ω,根據(jù)閉合電路歐姆定律得通過電源的電流為I=122+10A=1A,則路端電壓為U=IR外=10V,選項A正確;電源的總功率P=EI=12W,選項B錯誤;若取電源負(fù)極的電勢
12、為0,則a點電勢為φa=2.5V,b點電勢為φb=7.5V,a、b間電壓的大小為5V,選項C正確;a、b間用導(dǎo)線連接起來后外電路總電阻為7.5Ω,電路的總電流為I=122+7.5A≈1.26A,選項D錯誤。
11.如圖所示,曲線C1、C2分別是純電阻直流電路中,內(nèi)、外電路消耗的電功率隨電流變化的圖線。由該圖可知下列說法中正確的是( )
A.電源的電動勢為8V
B.電源的內(nèi)阻為1Ω
C.電源輸出功率最大值為8W
D.電源被短路時,電源消耗的最大功率可達(dá)16W
答案 BD 由圖線的交點知PR=I2R,Pr=I2r,得R=r=1Ω,E=I(R+r)=4V,電源被短路時,電源消耗的功
13、率最大,Pr'=E2r=16W,電源輸出功率最大值為Pm=E24r=4W。故B、D項正確。
12.(2018昆山月考)恒流源是一種特殊的電源,其輸出的電流能始終保持不變,如圖所示的電路中,當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭P向右移動時,下列說法中正確的是( )
A.R0上的電壓變小
B.R2上的電壓變大
C.R1上的電壓變大
D.R1上電壓變化量大于R0上的電壓變化量
答案 AC 觸頭P由圖示位置向右移動時,接入電路的電阻減小,則總電阻也減小,而電源輸出電流不變,由歐姆定律可知,并聯(lián)部分電壓減小,所以R2上的電壓變小,R2是定值電阻,所以通過R2的電流減小,總電流不變,則通過R1的電流增大
14、,所以R1的電壓變大,而并聯(lián)電路電壓是減小的,則R0上的電壓變小,故A、C正確,B錯誤;R1的電壓變大,R0上的電壓變小,R1和R0的電壓之和減小,則R1上電壓變化量小于R0上的電壓變化量,故D錯誤。
13.(2018南京模擬)如圖所示,圖線甲、乙分別為電源和某金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線,電源的電動勢和內(nèi)阻分別用E、r表示,根據(jù)所學(xué)知識分析下列選項正確的是( )
A.E=50V
B.r=253Ω
C.當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時,該導(dǎo)體的電阻為20Ω
D.當(dāng)該導(dǎo)體直接與該電源相連時,電路消耗的總功率為80W
答案 AC 由圖像的物理意義可知電源的電動勢E=50V,內(nèi)阻r=ΔUΔI=
15、50-206-0Ω=5Ω,故A項正確,B項錯誤;該導(dǎo)體與該電源相連時,電阻的電壓、電流分別為U=40V,I=2A,則R=UI=20Ω,此時,電路消耗的總功率P總=EI=100W,故C項正確,D項錯誤。
14.(2018鎮(zhèn)江模擬)如圖甲所示,不計電表對電路的影響,改變滑動變阻器的滑片位置,測得電壓表和隨電流表的示數(shù)變化規(guī)律如圖乙中a、b所示,下列判斷正確的是( )
A.圖線a的延長線與縱軸交點的坐標(biāo)值等于電源電動勢
B.圖線b斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻
C.圖線a、b交點的橫、縱坐標(biāo)之積等于此狀態(tài)下電源的輸出功率
D.圖線a、b交點的橫、縱坐標(biāo)之積等于此狀態(tài)下電阻R0消耗的功率
16、
答案 ACD 當(dāng)電路中電流增大時,電壓表V2的示數(shù)增大,電源的內(nèi)電壓增大,電壓表V1的讀數(shù)減小,則根據(jù)圖像可知,圖線a是電壓表V1的示數(shù)與I的關(guān)系圖像,則圖線a的延長線與縱軸交點的坐標(biāo)值等于電源電動勢,故A項正確;由上分析知,圖線b是電壓表V2的示數(shù)與I的關(guān)系圖像,由于V2測量的是定值電阻的電壓,定值電阻的電壓與電流成正比,則圖像b的斜率的絕對值等于R0的阻值,故B項錯誤;圖像a反映電源的特性,圖像b反映定值電阻R0的特性,兩圖像的交點表示定值電阻R0接在該電源上的工作狀態(tài),則交點的橫、縱坐標(biāo)值的乘積等于該狀態(tài)下定值電阻R0消耗的瞬時功率,也即電源的輸出功率,故C、D項正確。
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