第2講電路閉合電路歐姆定律A組基礎過關1. 電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉化為電能的能力,因此()A.電動勢是一種非靜電力B.電動勢越大,表明電源儲存的電能越多C.電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映D.電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓答案C電動勢E=Wq,它不屬于力的范疇,A項錯誤;電動勢表征非靜電力做功的本領,電動勢越大,表明電源將其他形式的能轉化為電能的本領越大,B項錯誤,C項正確;電動勢與電壓是兩個不同的概念,通常情況下,電動勢大于閉合電路電源兩端的電壓,D項錯誤。2.(多選)如圖所示,R1、R2、R3、R4均為可變電阻,C1、C2均為電容器,電源的電動勢為E,內阻r0。若改變四個電阻中的一個阻值,則()A.減小R1,C1、C2所帶的電荷量都增加B.增大R2,C1、C2所帶的電荷量都增加C.增大R3,C1、C2所帶的電荷量都增加D.減小R4,C1、C2所帶的電荷量都增加答案BD由電路圖可知,減小R1,C1、C2兩端電壓均不變,C1、C2所帶的電荷量都不變,選項A錯誤;增大R2,C1、C2兩端電壓都增大,C1、C2所帶的電荷量都增加,選項B正確;增大R3,C1兩端電壓減小,C2兩端電壓增大,C1所帶的電荷量減小,C2所帶的電荷量增加,選項C錯誤;減小R4,C1、C2兩端電壓都增大,C1、C2所帶的電荷量都增加,選項D正確。3.(多選)(2019河南開封質檢)一個T形電路如圖所示,電路中的電阻R1=10,R2=120,R3=40。另有一測試電源,電動勢為100V,內阻忽略不計。則()A.當cd端短路時,ab之間的等效電阻是40B.當ab端短路時,cd之間的等效電阻是40C.當ab兩端接通測試電源時,cd兩端的電壓為80VD.當cd兩端接通測試電源時,ab兩端的電壓為80V答案AC當cd端短路時,R2與R3并聯再與R1串聯,ab之間的等效電阻為40,A正確;同理可得B錯誤。當ab兩端接通測試電源時,R1、R3串聯,R2無效,cd兩端的電壓就等于R3分得的電壓,可以求得為80V,C正確;同理可得D錯誤。4.(多選)如圖所示,圖線A為電源的U-I圖線,圖線B和C分別為電阻R1、R2的U-I圖線,用該電源分別與R1、R2組成閉合電路時,電源的輸出功率分別為P1、P2,電源的效率分別為1、2,則()A.P1>P2B.P1=P2C.1>2D.1<2答案BC由題圖可知,電源電動勢E=6V,當電源與R1組成閉合電路時,路端電壓U1=4V,電流I1=2A,當電源與R2組成閉合電路時,路端電壓U2=2V,電流I2=4A;則P1=U1I1=4×2W=8W,P2=U2I2=2×4W=8W,A錯誤,B正確;1=U1I1EI1=66.7%,2=U2I2EI2=33.3%,可得1>2,C正確,D錯誤。5.如圖所示電路,電源電動勢為6V,當開關S接通時,燈泡L1和L2都不亮,用電壓表測得各部分電壓是Uad=0,Ucd=6V,Uab=6V,由此可判定()A.L1和L2的燈絲都斷了B.L1的燈絲斷了C.L2的燈絲斷了D.變阻器R斷路答案C根據電路發(fā)生斷路的特點進行判斷。由于Uab=6V,說明電源沒有問題,是外電路出現故障,而Ucd=6V,則說明L1、R完好,又Uad=0,則說明L2的燈絲斷了,故C項正確。6.(多選)已知磁敏電阻在沒有磁場時電阻很小,有磁場時電阻變大,并且磁場越強電阻越大。為探測有無磁場,利用磁敏電阻作為傳感器設計了如圖所示電路,電源的電動勢E和內阻r不變,在沒有磁場時調節(jié)變阻器R使電燈L正常發(fā)光。若探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū),則()A.電燈L變亮B.電燈L變暗C.電流表的示數減小D.電流表的示數增大答案AC探測裝置從無磁場區(qū)進入強磁場區(qū)時,磁敏電阻的阻值變大,則外電路的總電阻變大,根據I=ER外+r可知,電路總電流變小,所以電流表的示數減小。根據U=E-Ir,可知I減小,U增大,即燈泡兩端的電壓增大,所以電燈L變亮,故A、C項正確,B、D項錯誤。7.在如圖所示的電路中,閉合開關S后,L1、L2兩燈泡都正常發(fā)光,后來由于某種故障使L2突然變亮,電壓表讀數減小,由此推斷,該故障可能是()A.L1燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路答案D若電阻R2短路,則L2也被短路,通過L2的電流為零,L2不亮,選項C錯誤;若L1燈絲燒斷,則電路總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,故電壓表讀數增大,L2與R2并聯部分兩端電壓減小,L2變暗,選項A錯誤;若R2斷路,則電路總電阻增大,總電流減小,電壓表讀數增大,L1與R1并聯部分兩端的電壓減小,故L2兩端的電壓增大,L2變亮,選項B錯誤;若電容器被擊穿短路,則電路總電阻減小,總電流增大,路端電壓減小,即電壓表讀數減小,L2變亮,選項D正確。8.(多選)如圖所示,直線、分別是電源1與電源2的路端電壓隨電流變化的關系圖像,曲線是一個小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接,則下列說法正確的是()A.電源1與電源2的內阻之比是117B.電源1與電源2的電動勢之比是11C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是12D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是12答案ABC在U-I圖像中,圖線、斜率的絕對值表示電源的內阻,r1=U1I1=107,r2=U2I2=1011,r1r2=117,選項A正確?？v截距表示電源電動勢,則E1=E2=10V,選項B正確。小燈泡在第一種連接狀態(tài)下消耗的功率為P1=U1I1=15W,小燈泡的電阻R1=U1I1=35;小燈泡在第二種連接狀態(tài)下消耗的功率為P2=U2I2=30W,小燈泡的電阻R2=U2I2=56,故選項C正確,D錯誤。9.(2018安徽“江南”十校聯考)如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內阻為R,L1和L2為相同的燈泡,每個燈泡的電阻和定值電阻的阻值均為R,電壓表為理想電表,S為單刀雙擲開關,當開關由1位置打到2位置時,下列說法中正確的是()A.電壓表讀數將變小B.L1亮度不變,L2將變暗C.L1將變亮,L2將變暗D.電源內阻的發(fā)熱功率將變小答案A開關在位置1時,外電路總電阻R總=32R,電壓表示數U=32RR+32RE=35E,同理,每個燈泡兩端的電壓U1=U2=15E,電源內阻的發(fā)熱功率為P熱=25E2R=4E225R。開關在位置2時,外電路總電阻R總'=23R,電壓表示數U'=23RR+23RE=25E,燈泡L1的電壓U1'=15E,L2的電壓U2'=25E,電源內阻的發(fā)熱功率為P熱'=35E2R=9E225R。綜上所述,電壓表讀數變小,故A正確;L1亮度不變,L2將變亮,故B、C錯誤;電源內阻的發(fā)熱功率將變大,故D錯誤。10.(2018河北保定模擬)圖為汽車的蓄電池、車燈(電阻不變)與啟動電動機組成的電路,蓄電池的內阻為0.05。電流表和電壓表均為理想電表,只接通S1時,電流表的示數為10A,電壓表的示數為12V。再接通S2,啟動電動機工作時,電流表的示數變?yōu)?A,則此時通過啟動電動機的電流是()A.2AB.8AC.50AD.58A答案C只接通S1時,由閉合電路歐姆定律得E=U+Ir=12V+10×0.05V=12.5V,R燈=UI=1210=1.2。再接通S2后,車燈與啟動電動機并聯接入電路,通過啟動電動機的電流為I電動機=E-I'R燈r-I'=12.5-8×1.20.05A-8A=50A,選項C正確。11.如圖1所示,用電動勢為E、內阻為r的電源,向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值,路端電壓U與電流I均隨之變化。(1)以U為縱坐標,I為橫坐標,在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖,并說明U-I圖像與兩坐標軸交點的物理意義。(2)a.請在圖2畫好的U-I關系圖線上任取一點,畫出帶網格的圖形,以其面積表示此時電源的輸出功率;b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。(3)請寫出電源電動勢定義式,并結合能量守恒定律證明:電源電動勢在數值上等于內、外電路電勢降落之和。答案見解析解析(1)U-I圖像如圖所示。圖像與縱軸交點的縱坐標值為電源電動勢,與橫軸交點的橫坐標值為短路電流。(2)a.如圖所示。b.電源輸出的電功率P=I2R=ER+r2R=E2R+2r+r2R當外電路電阻R=r時,電源輸出的電功率最大,為Pmax=E24r(3)電動勢定義式E=Wq根據能量守恒定律,在題圖所示電路中,非靜電力做功W產生的電能等于在外電路和內電路產生的電熱,即W=I2rt+I2Rt=Irq+IRq得E=Ir+IR=U內+U外B組能力提升12.(多選)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中,如圖中的a、b、c所示。以下判斷正確的是()A.在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,這三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PCB.b、c圖線的交點與a、b圖線的交點的橫坐標之比一定為12,縱坐標之比一定為14C.電源的最大輸出功率Pm=9WD.電源的電動勢E=3V,內電阻r=1答案ABD在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,因為直流電源的總功率PE(PE=IE)等于輸出功率PR(PR=IE-I2r)和電源內部的發(fā)熱功率Pr(Pr=I2r)的和,所以這三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC,所以A項正確;當內電阻和外電阻相等時,電源的輸出功率最大,對應b、c圖線的交點,此時電流的大小為ER+r=E2r,輸出功率的大小為E24r,a、b圖線的交點表示電源的總功率PE和電源內部的發(fā)熱功率Pr相等,此時只有電源的內電阻,所以此時電流的大小為Er,功率的大小為E2r,則所求橫坐標之比為12,縱坐標之比為14,所以B項正確;圖線c表示電源的輸出功率與電流的關系圖像,很顯然,最大輸出功率小于3W,故C錯誤;當I=3A時,PR=0,說明外電路短路,根據PE=EI知電源的電動勢E=3V,內電阻r=EI=1,故D項正確。13.(多選)(2018山東濰坊模擬)兩位同學在實驗室中利用如圖(a)所示的電路進行實驗,閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一位同學記錄電流表A和電壓表V1的測量數據,另一位同學記錄電流表A和電壓表V2的測量數據。兩位同學根據記錄的數據描繪出如圖(b)所示的兩條U-I圖線。則圖像中兩圖線的交點表示的物理意義是()(a)(b)A.滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最右端B.電源的輸出功率最大C.定值電阻R0消耗的功率為0.5WD.電源的效率達到最大值答案BC由題圖(b)可得,電源電動勢E=1.5V,內阻r=1,在交點位置有R+R0=U1I=2,R0=U2I=2,則R=0,即滑動變阻器的滑動觸頭P滑到了最左端,選項A錯誤;當電路外電阻等于電源內阻時,電源的輸出功率最大,但R0>r,故改變滑動變阻器接入電路的電阻時無法使電路中外電阻等于電源內阻,此時外電阻越接近電源內阻,電源的輸出功率越大,故選項B正確;P0=U2I=0.5W,選項C正確;電源的效率=EI-I2rEI=1-rEI,電流越小,電源的效率越大,可見滑動變阻器的滑動觸頭P滑到最右端時電源的效率最大,選項D錯誤。14.(多選)如圖所示,電源電動勢E=9V,內阻r=4.5,變阻器R1的最大值Rm=5.0,R2=1.5,R3=R4=1000,平行板電容器C的兩金屬板水平放置。在開關S與a接觸且當電路穩(wěn)定時,電源恰好有最大的輸出功率,在平行板電容器中間引入一帶電微粒恰能靜止。那么()A.在題設條件下,R1接入電路的阻值應為3,電源的輸出功率應為4.5WB.引入的微粒帶負電,當開關接向b(未接觸b)的過程中,微粒將向下運動C.在題設條件下,當R1的阻值增大時,R2兩端的電壓增大D.在題設條件下,當開關接向b后,流過R3的電流方向為dc答案AD在開關S與a接觸且當電路穩(wěn)定時,電源恰好有最大的輸出功率,可知R1+R2=r,則R1=3,電源的輸出功率Pm=E24r=4.5W,故A正確;微粒受重力和電場力作用而處于平衡狀態(tài),而上極板帶正電,可知微粒帶負電,當開關接向b(未接觸b)的過程中,電容器所帶的電荷量未變,電場強度也不變,所以微粒不動,故B錯誤;電容器所在的支路相當于斷路,在題設條件下,R1和R2及電源構成串聯電路,R1的阻值增大時,總電阻增大,總電流減小,R2兩端的電壓減小,故C錯誤;在題設條件下,開關接a時,上極板帶正電,當開關接向b后,下極板帶正電,流過R3的電流方向為dc,故D正確。15.(多選)如圖所示,D是一只理想二極管,水平放置的平行板電容器內部原有帶電微粒P處于靜止狀態(tài)。下列措施下,關于P的運動情況說法正確的是()A.保持S閉合,增大A、B板間距離,P仍靜止B.保持S閉合,減小A、B板間距離,P向上運動C.斷開S后,增大A、B板間距離,P向下運動D.斷開S后,減小A、B板間距離,P仍靜止答案ABD保持S閉合,電源的路端電壓不變,增大A、B板間距離,電容器的電容減小,由于二極管具有單向導電性,電容器不能放電,其電荷量不變,由公式C=QU、E=Ud、C=rS4kd可得E=4kQrS,可知板間場強不變,微粒所受電場力不變,仍處于靜止狀態(tài),故A項正確。保持S閉合,電源的路端電壓不變,減小A、B板間距離,電容器的電容增大,二極管正向導通,電容器充電,且電容器兩極板間的電壓不變,由E=Ud可知,板間場強增大,微粒所受電場力增大,微粒將向上運動,故B項正確。斷開S后,電容器的帶電荷量Q不變,由E=4kQrS可知,增大或減小A、B板間距離時板間場強不變,微粒所受電場力不變,仍處于靜止狀態(tài),故C項錯誤,D項正確。10