12.2闭合电路欧姆定律 课时提升练(word版含答案)

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名称 12.2闭合电路欧姆定律 课时提升练(word版含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 07:56:58

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12.2闭合电路欧姆定律 课时提升练(解析版)
一、选择题
1.图甲所示的电路中,所用电源内电阻r=0.5Ω,定值电阻R2=4Ω。实验时调节电阻R1,的阻值,得到多组电压和电流的数据,用这些数据在坐标纸上描点,并做出U-I图如图乙所示。将R1连入电路的阻值调至最大时,对应图乙中的A点。下列说法正确的是(  )
A.A点对应外电路的总电阻为20Ω
B.电源电动势E=3V
C.B点对应外电路的总功率为0.3W
D.R1=5Ω时,R1消耗的功率最大
2.在如图所示电路中,电源电动势为E、内阻为r,电阻、为定值电阻,为滑动变阻器,A、B为电容器的两个极板。当滑动变阻器的触头处于某位置时,A、B两板间的带电油滴静止不动,则下列说法正确的是(  )
A.仅把R1的触头向右滑动时,电流表读数减小,油滴向下运动
B.仅把R1的触头向右滑动时,电流表读数增大,油滴向上运动
C.仅把两极板A、B间距离增大,油滴向下运动,电流表读数不变
D.仅把两极板A、B间正对面积减小,油滴向下运动,电流表读数不变
3.如图所示的电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电压表的示数增大,电流表的示数减小
B.电压表的示数减小,电流表的示数增大
C.电源的输出功率增大
D.电源的总功率减小
4.下列关于电源的说法中错误的是( )
A.电源是将其他形式的能转化为电能的装置
B.电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷,维持一定的电势差
C.与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的
D.在电源内部正电荷由负极流向正极,负电荷由正极流向负极
5.在如图所示电路中,开关S闭合后,若将滑片P向上滑动,则(  )
A.灯泡L变亮 B.电容器C所带电荷量减小
C.电源内部发热功率减小 D.R2两端的电压减小
6.如图所示的电路中,平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片向左移动,则(  )
A.电容器中的电场强度将增大 B.电容器上的电荷量将增大
C.电容器的电容将减小 D.液滴将向下运动
7.2021 年10月港珠澳大桥正式开通三周年,大桥主桥部分由海底隧道和桥梁构成,该大桥的照明电路可简化为如图所示的电路,其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源,隧道灯每天24小时照明,其电阻为R1,桥梁灯只在晚上照明,其电阻为R2,则(  )
A.L1是桥梁灯,L2是隧道灯
B.白天电压表的示数为
C.夜间开关K闭合,电压表示数变大
D.夜间开关K闭合,太阳能电池供电系统消耗的电功率增大
8.某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,以下说法错误的是(  )
A.电源的工作效率变高 B.路端电压变小
C.电路的总电流变大 D.电源的总功率变大
9.如图所示,直线A、B分别为电源a,b的路端电压与干路电流关系的图像,直线C为一电阻R的两端电压与电流关系的图像。若将这个电阻R分别接到a、b两电源上,下列说法正确的是(  )
A.电源b的内阻较大
B.R接到a电源上时,电源的效率较高
C.R接到a电源上时,电源内阻消耗的功率较大
D.R接到b电源上时,电源的输出功率较大
10.某电路中有一块锂电池,在电路闭合后,电池内部锂离子()从负极向正极运动,下面说法正确的是(  )
A.电池正在充电 B.电池正在放电
C.电势能逐渐减少 D.电池内部电场力对做正功
11.在如图所示的电路中,定值电阻R1=3Ω、R2=2Ω、R3=1Ω、R4=3Ω,电容器的电容C=4μF,电源的电动势E=10V,内阻不计。闭合开关S1、S2,电路稳定后,则(  )
A.a、b两点的电势差Uab=3.5V
B.电容器所带电荷量为1.4×10﹣6C
C.断开开关S2,稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比将发生变化
D.断开开关S2,稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为2.4×10﹣5C
12.如图所示,电键K接通时,A、B两灯均正常发光,后因电路出现了故障,A、B两灯均熄灭,用理想电压表测电压Uab=0,Ubc=0,Ucd=4V,Uad=4V,由此可知电路中发生断路的地方是(  )
A.A灯 B.B灯
C.变阻器 D.A、B两灯同时断路
13.新冠疫情期间,额温枪广泛应用于各种场所。如图所示某种额温枪以2节干电池为电源,工作电流为5mA,能通过传感器检测人体向外辐射的红外线,根据红外线能量的强弱快速准确且无接触的测量体温,那么关于该额温枪的说法中正确的是(  )
A.额温枪工作时,电路中每通过1C电荷,每节电池都能把1.5J化学能转化为电能
B.额温枪工作时,电池组两极间的电压为3V
C.额温枪工作时,电源的输出功率等于15mW
D.额温枪工作时,电池组的电动势是3V
14.在如图所示的图象中,直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线II为某一电阻R的图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图像可知(  )
A.电源的电动势为3V,内阻为0.5Ω B.电阻R的阻值为2Ω
C.电源的输出功率为4W D.电源的效率为50%
15.如图,电源电动势为E、内阻为r,电路中R1、R2均为电阻箱,平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S1、S2,电路达到稳定时,一带电油滴悬浮在两板之间静止不动。下列说法正确的是(  )
A.只增大R2的阻值,油滴仍能静止不动
B.只断开电键S1,油滴仍能静止不动
C.只增大电容器C两板间的距离,油滴将向下加速运动
D.保持电键S1、S2均闭合,在减小R1阻值的过程中,将有电流向右通过R2
二、解答题
16.实验小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试,电路中为滑动变阻器,。实验时,他们调节滑动变阻器的阻值,得到了各组电压表和电流表的数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出图像如图乙所示,已知电压表和电流表都是理想电表。
(1)求电源的电动势和内阻;
(2)图线从A状态变化到B状态的过程中,滑动变阻器阻值的变化范围;
(3)当的阻值为多大时,消耗的功率最大?最大功率为多少?
17.现将标有“3V,3W”的直流电动机,串联一个滑动变阻器接在电动势为E=4.0V、内阻为r=0.40的电源的两端,如图所示。已知电动机线圈的电阻R0=0.10Ω,不计其它电阻。
(1)若滑动变阻器接入电路的阻值R1=3.5Ω,电动机卡住不转,求此时电路中的电流I1;
(2)若要使直流电动机正常工作,求滑动变阻器接入电路的阻值R2应为多少;
(3)调节滑动变阻器接入电路的阻值,回路中的电流I及电源的输出功率P随之改变。
a. 请从理论上推导P与I的关系式,并在图中定性画出P-I图像;
b. 求该电源对外电路能够输出的最大功率Pm。
参考答案
1.D
【详解】
A.由闭合电路欧姆定律
可得
电路中电压表示数R1两端电压,RA是电流表内阻,带入数据可得
电源工作状态是A点时,由
外电路总电阻为R1+R2+rA=24.5Ω,故A错误;
B.由
将A点数据,带入可得
E=2.5V
故B错误;
C.B点时,此时外电路总功率
故C错误;
D.由
知当电路外电阻等于电源内阻 ,输出功率有最大值;将R2、电流表都等效串联到电源内部,则R1成了等效后的外电阻,当R1==5Ω时,R1消耗的功率最大,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】
AB.从题图中可知电容器两板间的电压等于路端电压,电流表测量干路电流,若仅把R1的触头向右滑动时,R1连入电路的电阻增大,则电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得干路电流减小,路端电压增大,所以电流表示数减小,电容器两端的电压增大,根据公式
可得两极板间的电场强度增大,所以油滴受到的电场力增大,故向上运动,故AB错误;
C.仅把两极板A、B间距离增大,因为两极板间的电压不变,根据公式
可得电容器两极板间的电场强度减小,油滴受到的电场力减小,向下运动,电流表的示数不变,故C正确;
D.仅把两极板A、B间正对面积减小,由于两极板间的电压不变,距离不变,所以两极板间的电场强度不变,故油滴仍处于静止状态,电流表示数不变,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】
ABD.在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中,R0接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,总电流减小,电源的总功率减小;电源内电压减小,路端电压增大,即电压表示数增大;R1两端电压减小,R2两端电压增大,通过R2的电流增大,即电流表示数增大。综上所述可知AB错误,D正确;
C.设电路的外电阻为R,则电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时,P最大;当R<r时,P随R的增大而增大;当R>r时,P随R的增大而减小。由于不知道开始时R与r的关系,所以电源的输出功率不一定增大,故C错误。
故选D。
4.C
【详解】
A.电源是将其他形式的能转化为电能的装置,选项A正确,不符合题意;
B.电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷,维持一定的电势差,选项B正确,不符合题意;
C.导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,故C错误,符合题意;
D.在电源内部,在非静电力作用下,负电荷从电源正极流向负极(或正电荷从负极流向正极),故D正确,不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】
滑片上移时滑动变阻器接入电阻减小,则总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流增大,由
可知,路端电压减小,根据
知两端电压增大,由串联电路规律可知,并联部分电压减小,灯泡变暗,由
可知,电容器C所带电量减小,由
可知,电源内部消耗的功率增大,故B正确,ACD错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,总电流减小,两端电压U减小,则电容器两极板间电压减小,根据
电容器中的电场强度将减小,A错误;
B.根据
由于电容器两极板间电压减小,电容器上的电荷量将减少,B错误;
C.根据
所以电容器的电容将保持不变,C错误;
D.开始时,带电液滴正好处于静止状态,有
则当电容器两极板间电压减小时,液滴受到的电场力小于重力,液滴将向下运动, D正确。
故选D。
7.D
【详解】
A.根据电路图,L124小时发光,是隧道灯,开关闭合后L2才发光,L2是桥梁灯,A错误;
B.白天开关断开,根据闭合电路欧姆定律
根据欧姆定律
解得
B错误;
C.夜间开关K闭合,外电路电阻变小,总电流增大,内电压增大,外电路电压减小,电压表示数变小,C错误;
D.夜间开关K闭合,外电路电阻变小,总电流增大,电路消耗的总功率IE增大,D正确。
故选D。
8.A
【详解】
A.开关S闭合,电机工作,外电路总电阻减小,路端电压变小,由电源的工作效率
可知,电源的工作效率变低,故A错误,符合题意;
BCD.开关S闭合,电机工作,外电路总电阻减小,电路的总电流变大,路端电压变小,电源的总功率变大,故BCD正确,不符合题意。
故选A。
9.C
【详解】
A.电源的U-I图像的斜率等于电源的内阻,可知电源a的内阻较大,选项A错误;
B.电源的效率
因电源a的内阻较大,则R接到a电源上时,电源的效率较低,选项B错误;
C.电阻的U-I图像与电源的U-I图像的交点为电路的工作点,根据
P=I2r
可知,R接到a电源上时,电源内阻消耗的功率较大,选项C正确;
D.根据
P=IU
可知,R接到a电源上时,电源的输出功率较大,选项D错误。
故选C。
10.B
【详解】
A B.由于电路是闭合的,在电池内部,正电荷从负极到正极运动,则电池外部电流方向是从正极到负极,表明电池正在放电,B正确,A错误;
C.越靠近正极电势越高,正电荷电势能越大,C错误
D.在向正极运动过程中所受电场力方向指向负极,电场力对做负功,D错误。
故选B。
11.D
【详解】
A.闭合两个开关,电路稳定后,R1与R2串联,R3与R4串联,R1、R2与R3、R4之间为并联,则R1两端的电压为
即a点电势比电源正极电势低6V,R3两端的电压为
即b点电势比电源正极电势低2.5V,可知b点电势比a点电势高,则a、b两点电势差为
A错误;
B.电容器两端电压为
可求得电容器所带电荷量为
B错误;
C.断开开关S2,电路稳定后,R1与R2断路,R3与R4串联,电容器两端的电压等于R3所分的电压,由于电源内阻不计,可见断开S2前后,流过R3的电流相同,均为
C错误;
D.断开开关S2,电路稳定后,a点电势比b点电势高,此时电容器上极板带正电,所带电荷量为
根据对A选项的分析可知,断开S2之前,电容器上极板带负电,则稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为
D正确。
故选D。
12.C
【详解】
该电路为串联电路,闭合开关后,两灯泡都不发光,说明电路有断路;用理想电压表测电压Ucd=4V,Uad=4V;因为Ucd=4V,即为电源电压,因此cd之间的变阻器出现断路现象,其它部分接触良好,故C正确;ABD错误。
故选C。
13.AD
【详解】
A.每节干电池的电动势为1.5V,所以额温枪工作时,电路中每通过1C电荷,每节电池都能把1.5J化学能转化为电能,A正确;
B.额温枪工作时,电池组两极间的电压为路端电压,小于电源的电动势,所以电池组两极间的电压小于3V,B错误;
C.额温枪工作时,电源的总功率为
电源的输出功率小于15mW,C错误;
D.两节干电池的电动势为3V,所以额温枪工作时,电池组的电动势是3V,D正确。
故选AD。
14.AC
【详解】
A.根据电源的伏安特性曲线,图像I纵轴的截距表示电源的电动势,斜率的绝对值表示电源的内阻,则有

故A正确;
B.直线II的斜率表示电阻R的阻值,为
故B错误;
C.通过两图线交点坐标,可求得电源的输出功率为
故C正确;
D.电源的效率为
故D错误。
故选AC。
15.AC
【详解】
A.电容器充满电后处于断路状态,流过的电流为0,只增大的阻值,电容器两板间电压不变,油滴仍能静止不动,故A正确;
B.只断开电键,电容器将会在短时间内放完电,油滴将下落,故B错误;
C.电容器两板间电压不变,距离增大则场强减小,油滴将向下加速运动,故C正确;
D.保持电键、均闭合,减小的阻值,电容器两端电压变小,电荷量减小,通过的为放电电流,向左,故D错误。
故选AC。
16.(1);;(2);(3),
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律可知
解得
(2)由图像可知,在A点
在B点
所以滑动变阻器的阻值范围为
(3)根据公式
当时,消耗功率最大
17.(1)1A;(2)0.6Ω;(3)a.P=EI-I2r,图像见解析;b.
【详解】
(1)当电动机卡住不转时,可视为纯电阻元件,此时电路中的电流为
(2)当电动机正常工作时,电路中的电流为
根据闭合电路欧姆定律可得
解得
(3)a.根据能量守恒定律,电源非静电力做的功等于内外电路中电能转化为其他形式能的总合,即

P=EI-I2r
根据数学知识可得P-I图像为开口向下的抛物线,如图所示。
b.根据数学知识可知,当时,该电源对外电路能够输出的功率最大,为