課時跟蹤檢測(三十)　閉合電路歐姆定律及其應用 高考常考題型：選擇題＋計算題 一、單項選擇題 1．一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V，接上8 Ω的負載后路端電壓降為2.4 V，則可以判定電池的電動勢E和內(nèi)電阻r為(　　) A．E＝2.4 V，r＝1 Ω　　　　 B．E＝3 V，r＝2 Ω C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω 2．將一電源電動勢為E，內(nèi)阻為r的電池，與外電路連接，構(gòu)成一個閉合電路，用R表示外電路電阻，I表示電路的總電流，下列說法正確的是(　　) A．由U外＝IR可知，外電壓隨I的增大而增大 B．由U內(nèi)＝Ir可知，電源兩端的電壓，隨I的增大而增大 C．由U外＝E－Ir可知，電源輸出電壓，隨輸出電流I的增大而減小 D．由P＝IU外可知，電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大 3．(2012·安徽聯(lián)考)某同學做電學實驗(電源內(nèi)阻r不能忽略)，通過改變滑動變阻器電阻大小，觀察到電壓表和電流表的讀數(shù)同時變大，則他所連接的電路可能是圖1中的(　　) 圖1 4．(2013·福州模擬)將電阻R1和R2分別接到同一電池組的兩極時消耗的電功率相同。電池組向兩個電阻供電時的電流分別是I1和I2，電池組內(nèi)阻消耗的功率分別是P1′和P2′，電池組的效率分別是η1和η2，電阻兩端的電壓分別是U1和U2。若已知電流I1<I2，則有(　　) A．R1<R2 B．U1<U2 C．η1>η2 D．P1′>P2′ 二、雙項選擇題 5．(2013·北京海淀期末)一個微型吸塵器的直流電動機的額定電壓為U，額定電流為I，線圈電阻為R，將它接在電動勢為E，內(nèi)阻為r的直流電源的兩極間，電動機恰好能正常工作，則(　　) A．電動機消耗的總功率為UI B．電動機消耗的熱功率為 C．電源的輸出功率為EI D．電源的效率為1－ 6．(2012·海南模擬)如圖2所示，電動勢為E、內(nèi)阻為r的電池與定值電阻R0、滑動變阻器R串聯(lián)，已知R0＝r，滑動變阻器的最大阻值是2r。當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，下列說法中正確的是(　　) 圖2 A．電路中的電流變大 B．電源的輸出功率先變大后變小 C．滑動變阻器消耗的功率變小 D．定值電阻R0上消耗的功率先變大后變小 7．(2012·北京西城期末)電源、開關S、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖3所示的電路，電容器的兩平行板水平放置。當開關S閉合，并且無光照射光敏電阻R2時，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點。當用強光照射光敏電阻R2時，光敏電阻的阻值變小，則(　　) 圖3 A．液滴向下運動 B．液滴向上運動 C．電容器所帶電荷量減少 D．電容器兩極板間電壓變大 8．如圖4所示的電路中，由于某一電阻發(fā)生短路或斷路，使A燈變暗，B燈變亮，則故障可能是(　　) 圖4 A．R1短路 B．R2斷路 C．R3斷路 D．R4短路 9.有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖5中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)。設踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為0～3 A，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說法正確的是(　　) 圖5 A．該秤能測量的最大體重是1 400 N B．該秤能測量的最大體重是1 300 N C．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375 A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400 A處 三、計算題 10.如圖6所示，電源電動勢E＝10 V，內(nèi)阻r＝1 Ω，R1＝3 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF。 圖6 (1)閉合開關S，求穩(wěn)定后通過R1的電流； (2)然后將開關S斷開，求電容器兩端的電壓變化量和流過R1的總電量； (3)如果把R2換成一個可變電阻，其阻值可以在0～10 Ω范圍變化，求開關閉合并且電路穩(wěn)定時，R2消耗的最大電功率。 11．(2012·北京海淀期末)在如圖7所示的電路中，兩平行正對金屬板A、B水平放置，兩板間的距離d＝4.0 cm。電源電動勢E＝400 V，內(nèi)電阻r＝20 Ω，電阻R1＝1 980 Ω。閉合開關S，待電路穩(wěn)定后，將一帶正電的小球(可視為質(zhì)點)從B板上的小孔以初速度v0＝1.0 m/s豎直向上射入兩板間，小球恰好能到達A板。若小球所帶電荷量q＝1.0×10－7 C，質(zhì)量m＝2.0×10－4 kg，不考慮空氣阻力，忽略射入小球?qū)﹄娐返挠绊?，取g＝10 m/s2。求： 圖7 (1)A、B兩金屬板間的電壓的大小U； (2)滑動變阻器消耗的電功率P滑； (3)電源的效率η。 12. (2012·上海虹口期末)如圖8所示的電路中，所用電源的電動勢E＝4 V，內(nèi)電阻r＝1.0 Ω，電阻R1可調(diào)。現(xiàn)將R1調(diào)到3 Ω后固定。已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求： 圖8 (1)開關S斷開和接通時，通過R1的電流分別為多大？ (2)為了使A、B之間電路的電功率在開關S接通時能達到最大值，應將R1的阻值調(diào)到多大？這時A、B間消耗的最大電功率是多少？ 答 案 課時跟蹤檢測(三十) 1．選B　當外電路斷路時，I＝0，U外＝E＝3 V；接上8 Ω負載時，I′＝＝ A＝0.3 A， 則r＝＝＝ Ω＝2 Ω。 2．選C　因R的變化，才使I發(fā)生了改變，故不能用U外＝IR來分析U外隨I的變化情況。由閉合電路歐姆定律知，U外＝E－Ir，E、r為定值，故U外隨I的增大而減小，A、B錯，C對；對于P＝IU外，I增大，R減小，若R<r，由輸出功率P隨外電阻變化曲線可知，R減小，P減小，故D錯。 3．選C　A、B、D圖中電路的電壓表讀數(shù)變大，表示電源(或等效電源)的路端電壓變大，則內(nèi)電壓變小，電流表的讀數(shù)一定減小，與題目已知條件相矛盾，可排除。C圖中電壓表示數(shù)為定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律可以判斷電流、電壓可以同時增大，選項C正確。 4．選C　根據(jù)題意畫出電源及電阻R1、R2的U－I圖象，由圖象不難得出R1>R2，U1>U2，由P內(nèi)＝I2r知，P1′<P2′，η1>η2，選項C正確。 5．選AD　電動機不是純電阻用電器，電動機消耗的總功率為UI，選項A正確；電動機消耗的熱功率為I2R，選項B錯誤；電源的輸出功率為UI，選項C錯誤；電源的效率為＝，選項D正確。 6．選AC　當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，外電路電阻減小，電路中的電流變大，電源的輸出功率變大，選項A正確B錯誤；把定值電阻R0看成電源內(nèi)阻，當滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動時，滑動變阻器消耗的功率變小，定值電阻R0上消耗的功率變大，選項C正確D錯誤。 7．選BD　當用強光照射光敏電阻R2時，光敏電阻的阻值變小，電流增大，電容器兩極板間電壓變大，電容器所帶電荷量增大，液滴所受電場力增大，液滴向上運動，選項B、D正確。 8．選BC　由于A燈串聯(lián)于干路中，且故障發(fā)生后A燈變暗，可知電路中總電流變小，即電路總電阻變大，由此推知，故障應為某一電阻斷路，排除選項A、D。若R2斷路，R1和B燈所在支路的電壓增大，而R2的斷路又使B燈分配的電壓增大，故B燈變亮，推理結(jié)果與現(xiàn)象相符，故選項B對；若R3斷路，也必引起與之并聯(lián)的支路(即R1所在支路)中電流增大，燈B中分得電流也變大，B燈變亮，故選項C也對。 9．選AC　電路中允許的最大電流為3 A，因此根據(jù)閉合電路歐姆定律，壓力傳感器的最小電阻應滿足R＋2 Ω＝ Ω，R最小為2 Ω，代入R＝30－0.02F，求出最大F＝1 400 N，A項正確，B項錯誤；當F＝0時，R＝30 Ω，這時電路中的電流I＝ A＝0.375 A，C項正確，D項錯誤。 10．解析：(1)穩(wěn)定時，電容看做斷開狀態(tài)，電路中的電流：I＝＝ A＝1 A (2)S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時，電容器兩端的電壓： U＝IR2＝1×6 V＝6 V 斷開后，電容器兩端的電壓為10 V 所以ΔU＝4 V 流過R1的總電量為： ΔQ＝ΔU·C＝4×30×10－6 C＝1.2×10－4 C (3)當R2＝R1＋r＝4 Ω時，R2消耗的電功率最大，P2＝E2/4(R1＋r)＝6.25 W 答案：(1)1 A　(2)4 V　1.2×10－4 C　(3)6.25 W 11．解析：(1)小球從B板上的小孔射入恰好到達A板的過程中，在電場力和重力的作用下做勻減速直線運動，設A、B兩極板間電壓為U，根據(jù)動能定理有 －qU－mgd＝0－mv02 解得U＝200 V (2)設此時滑動變阻器接入電路中的電阻值為R滑，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電路中的電流I＝ 根據(jù)部分電路歐姆定律可知U＝IR滑 解得R滑＝2.0×103 Ω 滑動變阻器消耗的電功率P滑＝＝20 W (3)電源的效率 η＝＝＝99.5% 答案：(1)200 V　(2)20 W　(3)99.5% 12．解析：(1)開關S斷開時，I1＝＝ A＝0.4 A； 開關接通時，R2、R3并聯(lián)的總電阻R23＝＝2 Ω， I1′＝＝ A＝0.667 A (2)開關接通時，A、B之間的總電阻R23＝2 Ω為定值，所以，只有當R1＝0時，總電流最大，A、B之間的電功率才最大。 I總＝＝ A＝ A PAB＝I總2RAB＝2×2 W＝3.556 W 答案：(1)0.4 A　0.667 A　(2)0 3．556 W