选修3-1 第二章 恒定电流 7.闭合电路欧姆定律 课时练习

第二章 第7节
1．关于闭合电路，下列说法正确的是
(　　)
A．电源短路时，放电电流为无限大
B．电源短路时，内电压等于电源电动势
C．用电器增加时，路端电压一定增大
D．把电压表直接和电源连接时，电压表的示数总小于电源电动势
答案：BD
2．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是
(　　)
A．1 Ω　　　　　　　 B．2 Ω
C．4 Ω D．6 Ω
解析：选C.由()2R1＝()2R2，代入数据解得r＝4 Ω，选项C正确．
3．如图2－7－15所示的是两个闭合电路中两个电源的U－I图象，下列说法中正确的是
(　　)
图2－7－15
A．电动势E1＝E2，内阻r1＜r2
B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2
D．当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大
解析：选ACD.电源的电动势和内阻的测定可以通过U－I图线来完成，由图线可知，E1＝E2，两电源的短路电流I1＞I2(图线的横截距)，故内阻r＝E/I，r1＜r2，选项A、C正确．因图线1的斜率小于图线2的斜率，由图线可以得到ΔU＝rΔI?ΔU2＞ΔU1，选项D正确．
4．(2010年武强高二检测)如图2－7－16所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是
(　　)
图2－7－16
A．电流表坏了或未接好
B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路
C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通
D．电流表和灯L1、L2都坏了
答案：B
5．如图2－7－17所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.2 Ω，标有“8 V,16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的输出功率为
(　　)
图2－7－17
A．16 W B．440 W
C．80 W D．400 W
答案：C
6．(2010年洛阳高二检测)如图2－7－18是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的电阻随温度升高而减小，a、b接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比
(　　)
图2－7－18
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小
C．I变大，U变小 D．I变小，U变大
解析：选C.当出现火情时R2减小，导致整个电路中干路电流增加，内电压增加，由U＝E－U内减小，UR1增加，则R2、R3并联电压减小，通过R3的电流减小，R2的电流增加，故电流表示数I增大，C选项正确．
7．(2009年高考全国卷Ⅱ)图2－7－19甲为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V．则该电路可能为图乙中的
(　　)
图2－7－19
解析：选B.由U－I图线的斜率及截距可得该电源E＝6 V，r＝0.5 Ω.当U＝4.8 V时，I＝＝2.4 A，R＝U/I＝2 Ω，B对．
8．(2009年高考广东卷)如图2－7－20所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是
(　　)
图2－7－20
A．电源输出功率减小　　　 B．L1上消耗的功率增大
C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大
解析：选C.电源不计内阻，其输出电压等于电动势．当闭合S2时，电路的外电阻R变小，电路总电流变大，故C正确；电源的输出功率P出＝，所以电源输出功率应该变大，A错误；因并联部分两端的电压U并＝E－UR1，又闭合S2时UR1变大，所以U并变小，L1上消耗的功率变小，通过R3的电流也是变小的，故B、D错误．
9．如图2－7－21所示，在A、B两点间接一电动势为4 V，内阻为1 Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3的阻值均为4 Ω，电容器的电容为30 μF，电流表的内阻不计，求：
图2－7－21
(1)电流表的读数；
(2)电容器所带的电荷量；
(3)断开电源后，通过R2的电荷量．
解析：(1)由于R1、R2被短路，接入电路的有效电阻仅有R3，则I＝＝ A＝0.8 A.
(2)电容器C两端电压与R3两端电压相同，故电容器电荷量
Q＝C·I·R3＝30×10－6×0.8×4 C
＝9.6×10－5 C.
(3)断开电源，R1和R2并联，与R3、C构成放电回路，故通过R2的电荷量
Q2＝＝ C＝4.8×10－5 C.
答案：(1)0.8 A　(2)9.6×10－5 C　(3)4.8×10－5C
10.如图2－7－22所示电路，变阻器R1最大值为4 Ω，此时它的有效阻值为2 Ω，定值电阻R2＝6 Ω，电源内阻r＝1 Ω.当开关S闭合时，电源的总功率为16 W，输出功率为12 W，这时灯正常发光．求：
图2－7－22
(1)电灯的电阻．
(2)当开关S断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑片应移至什么位置？并求出此时电源的输出功率及电源的效率．
解析：(1)电源内部的热功率P内＝P总－P出＝I2r，
则干路中的电流
I＝ ＝  A＝2 A，
又P总＝EI，E＝＝ V＝8 V
路端电压U＝E－Ir＝(8－2×1) V＝6 V，通过R2的电流I2＝＝1 A
则通过灯的电流I1＝I－I2＝1 A，
由I1＝得
RL＝－R1＝ Ω－2 Ω＝4 Ω.
(2)S断开时，使灯正常发光则：
I1＝，
R1′＝－RL－r＝ Ω－4 Ω－1 Ω＝3 Ω
P出′＝I(RL＋R1′)＝12×(4＋3)W＝7 W
P总′＝I1E＝1×8 W＝8 W
电源效率η＝×100%＝×100%＝87.5%.
答案：(1)4 Ω　(2)3 Ω　7 W　87.5%
11．(2010年山东茌平一中模拟)在图2－7－23甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的．求：
　　　　　　 甲　　　　　　　　　　乙
　　　　　　　 图2－7－23
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器R3的最大值．
解析：(1)由闭合电路欧姆定律得：
E＝U＋Ir
将图象中A、B两点的电压和电流代入得：
E＝16＋0.2 r　E＝4＋0.8 r
解得E＝20 V，r＝20 Ω.
(2)当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：
R2＝＝ Ω＝5 Ω.
(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大．设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐标求出：
R＝＝ Ω＝80 Ω.
又R＝＋R2，代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3＝300 Ω.
答案：(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω
12.如图2－7－24中，电流表的读数I＝0.75 A，电压表读数为U＝2 V．某一电阻烧断后，电流表的读数变为I′＝0.8 A，电压表的读数U′＝3.2 V．已知R3＝4 Ω，试判断发生故障的电阻值是多少？电源电动势为多少？
图2－7－24
解析：电流表读数增大，电压表有读数，只能是R1断路．
R1断路后，电压表测电源路端电压．
R2＝＝ Ω＝4 Ω.
此时有E＝I′(R2＋r)①
R1断路前：R2两端电压U2＝I2R2＝0.75×4 V＝3 V，R3两端的电压U3＝U2－U＝3 V－2 V＝1 V，R3及R1中电流I1＝＝ A＝0.25 A.
∴R1＝＝ Ω＝8 Ω
此时干路中电流I总＝I1＋I2＝1 A
∴E＝I总r＋3②
由①②得　E＝4 V，r＝1 Ω.
答案：8 Ω　4 V