高中物理 浙江专用 选修3-1闭合电路欧姆定律测试题（第二期）+Word版含解析

高中物理 浙江专用 选修3-1
闭合电路欧姆定律测试题（第二期）
1.如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,小灯泡L标有“2 V　4 W”,当调节可变电阻R使小灯泡恰好正常发光时,下列说法正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
/
A.流过小灯泡的电流I=1 A
B.电源的路端电压为4 V
C.可变电阻R此时的阻值为2 Ω
D.可变电阻R此时消耗的功率为2 W
答案　B　小灯泡正常发光,则流过小灯泡的电流I=
??
??
=2 A,选项A错误;电源的路端电压U端=E-Ir=4 V,选项B正确;可变电阻R此时的阻值为R=
??
端
-
??
灯
??
=1 Ω,选项C错误;可变电阻R此时消耗的功率为P'=I2R=4 W,选项D错误。
2.有一个电动势为3 V、内阻为1 Ω的电源。下列电阻与其连接后,使电阻的功率大于2 W,且使该电源的效率大于50%的是(　　)
A.0.5 Ω B.1 Ω C.1.5 Ω D.2 Ω
答案　C　电阻功率P=I2R=
??
??+??
2
R,当P=2 W时,代入数据解得R1=0.5 Ω,R2=2 Ω,功率大于2 W,则0.5 Ω??
出
??
总
=
????
??(??+??)
=
??
??+??
,因为η=50%,所以R>1 Ω,综合可得1 Ω3.如图所示,电源的电动势为E、内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r。在滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是(　　)
/
A.电压表的示数变大
B.电流表的示数变小
C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小
答案　C　等效电路图如图所示。滑片从a端滑向b端,滑动变阻器接入电路的阻值RPb减小,由“串反并同”原则有,电压表示数减小,电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大,A、B、D错误;把电阻R当做电源内电阻(等效电源),则R内=2r,RPb减小,且RPb<2r,等效电源的输出功率减小,即滑动变阻器消耗的功率减小,C正确。
/
4.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。当开关S闭合后,电压表的读数为1 V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8 V,则电池的电动势等于(　　)
/
A.1 V B.1.2 V C.2 V D.4 V
答案　C　当S闭合时,I=
??
??
1
=
1
1
A=1 A,故有E=I(1.5 Ω+r);当S断开时,I'=
??'
??
1
=0.8 A,故有E=I'(2+r),解得E=2.0 V,C正确。
5.在如图所示电路中E为电源,其电动势E=9.0 V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其最大电阻R=30 Ω;L为一小灯泡,其额定电压U=6.0 V,额定功率P=1.8 W;S为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B端,现在接通开关S,然后将触头缓慢地向A端滑动,当到达某一位置C时,小灯泡刚好正常发光。则C、B之间的电阻应为(　　)
/
A.10 Ω B.20 Ω C.15 Ω D.5 Ω
答案　B　本题中小灯泡刚好正常发光,说明此时通过小灯泡的电流为额定电流I额=
??
??
=
1.8
6.0
A=0.3 A,两端电压为额定电压U额=6.0 V,而小灯泡和滑动变阻器串联,则通过变阻器的电流与通过小灯泡的电流相等,RAC=
??-
??
额
??
额
=10 Ω,RCB=R-RAC=20 Ω,B项正确。
6.巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测输电线路中的强电流,其原理利用了巨磁电阻效应。巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻在一定磁场作用下随磁感应强度B的增加而急剧减小的特性。如图所示检测电路,设输电线路电流为I(不是GMR中的电流),GMR为巨磁电阻,R1、R2为定值电阻,已知输电线路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比,下列有关说法正确的是(　　)
/
A.如果I增大,电压表V1示数减小,电压表V2示数减小
B.如果I增大,电流表A示数减小,电压表V1示数增大
C.如果I减小,电压表V1示数增大,电压表V2示数增大
D.如果I减小,电流表A示数减小,电压表V2示数减小
答案　D　如果I增大,磁感应强度增加,则巨磁电阻的电阻值减小,根据闭合电路欧姆定律,可知电路中的电流I0增加,路端电压U1=E-I0r减小,电阻R2两端的电压U2=I0R2增大,即电压表V1示数减小,电压表V2示数增大,电流表A示数增大,故A、B错误;如果I减小,巨磁电阻的电阻值增大,根据闭合电路欧姆定律,可知电路中的电流I0减小,路端电压U1=E-I0r增大,电阻R2两端的电压U2=I0R2减小,即电压表V1示数增大,电压表V2示数减小,电流表A示数减小,故C错误,D正确。
7.在如图所示的电路中,闭合开关S后,L1、L2两灯泡都正常发光,后来由于某种故障使L2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是(　　)
/
A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路
C.电阻R2短路 D.电容器被击穿短路
答案　D　若L1灯丝烧断,则总电阻增大,总电流减小,L2两端电压减小,L2变暗,选项A错误;若R2断路,则总电阻增大,电压表读数增大,总电流减小,L1与R1并联部分两端的电压减小,故L2两端的电压增大,L2变亮,选项B错误;若电阻R2短路,则通过L2的电流为零,L2不亮,选项C错误;若电容器被击穿短路,则电路总电阻减小,路端电压减小,总电流增大,L2变亮,D正确。
8.在如图所示的电路中,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动,则(　　)
/
A.灯泡L变暗
B.电源内部消耗的功率先变大后变小
C.电容器C上的电荷量增加
D.流过R1的电流方向由左向右
答案　D　滑片右移,接入电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,总电流增大,故灯泡L变亮,A项错;电源内部消耗的电功率P=I2r,随电流的增大,电源内部消耗的功率一直变大,B项错;由U=IR可知,灯泡两端电压和电源内电压均增大,所以滑动变阻器两端电压减小,故与之并联的电容器两端电压减小,由Q=CU可知,电容器C上的电荷量减小,C项错;电容器带电荷量减少,故电容器处于放电状态,流过R1的电流方向由左向右,D项正确。
9.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻,R4为光敏电阻(光敏电阻被光照射时阻值变小),C为电容器。闭合开关S,电路稳定后,用光照射R4,下列说法正确的是(　　)
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A.电压表示数增大
B.电源的效率增大
C.电容器所带电荷量增加
D.R2消耗的功率减小
答案　C　分析电路可知,当用光照射R4时,R4阻值减小,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,电压表示数减小,A错误;电源效率η=
????
????
=
??
外
??
外
+r
=
1
1+
??
??
外
随外电路电阻阻值的减小而减小,B错误;分析可知R2两端电压即电容器两端电压增大,则R2消耗的功率增大、电容器所带电荷量增加,C正确、D错误。
B组　提升题组
1.如图所示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的定值电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大
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小关系为R1=R2=r,则在滑动触头从a端移动到b端的过程中,下列描述中正确的是(　　)
A.电路中的总电流先增大后减小
B.电路的路端电压先增大后减小
C.电源的输出功率先增大后减小
D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大
答案　B　当滑动触头从a→b移动时,R1左右两部分并联的总电阻先增大后减小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流是先减小后增大,故A错误;路端电压U=E-Ir,因为总电流先减小后增大,所以路端电压先增大后减小,故B正确;当R外=r的时候电源的输出功率最大,可知当滑片在a端或者b端时,外电路总电阻R外=r,此时电源的输出功率最大,所以输出功率是先减小后增大的,故C错误;将R2看成电源的内阻,等效电源的内阻为2r,显然外电阻小于内电阻,外电阻先增大后减小,等效电源的输出功率,即R1上消耗的功率先增大后减小,故D错误。
2.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电表为理想电表,灯泡L和电阻R阻值均恒定,在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,下列说法正确的是(　　)
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A.灯泡消耗的功率逐渐增大
B.电压表、电流表示数均减小
C.电源消耗的总功率增大,热功率减小
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变
答案　D　在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,滑动变阻器连入电路的有效电阻逐渐增大,由“串反并同”原则知灯泡消耗的功率逐渐减小,电压表示数增大,电流表示数减小,A、B错;由P总=EI及P热=I2r知电源消耗的总功率、热功率均减小,C错;将灯泡电阻与定值电阻R并联的总阻值归为电源内阻,则电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值为等效电源的内阻,是定值,D对。
3.图甲中R1为定值电阻,R2为滑动变阻器(允许通过的最大电流为5 A)。闭合开关S后,移动滑片P时,ab两端电压U和通过电路的电流I之间的关系如图乙;R2消耗的功率P与电流I的关系如图丙,则下列说法中错误的是(　　)
/
/
A.电源电压为50 V
B.R1的阻值为5 Ω
C.当R2的功率为120 W时,电路消耗的总功率为200 W
D.滑动变阻器连入电路的阻值范围为4~45 Ω
答案　D　由电路图可知,两电阻串联接入电路,ab两端电压是滑动变阻器两端电压。
(1)当开关断开时,电路中的电流为0,由图乙可知ab两端的电压即电源的电压U=50 V,故A正确;
(2)由图丙可知,当R2的功率为120 W时,电路中的电流I=4 A,由图乙可知,此时Uab=30 V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U-Uab=50 V-30 V=20 V,
由I=
??
??
可得,R1的阻值:
R1=
??
1
??
=
20V
4A
=5 Ω,故B正确;
电路消耗的总功率:
P=UI=50 V×4 A=200 W,故C正确;
(3)由图乙所示图像可知:I1=1 A时U2=45 V,I2=5 A时U2'=25 V,
则滑动变阻器接入电路中的最大和最小电阻分别为:
R最大=
??
2
??
1
=
45V
1A
=45 Ω,R最小=
??
2
'
??
2
=
25V
5A
=5 Ω,
则滑动变阻器连入电路的阻值范围是5~45 Ω,故D错误。
4.如图所示,平行金属板中带电质点P原处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻r相等。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时　(　　)
/
A.电压表读数增大
B.电流表读数减小
C.电源的输出功率逐渐增大
D.质点P将向上运动
答案　C　质点P处于静止状态,其所受向上的电场力等于向下的重力,当R4的滑片向b端移动时,R4接入电路的电阻减小,则外电路总电阻减小,干路电流I增大,电容器两板间电压等于R3两端的电压,由闭合电路欧姆定律知R3两端电压U3=E-I(r+R1)减小,则电容器两板间场强减小,质点P所受的电场力减小,所以质点P将向下运动,D错误。电流表读数IA=I-I3,I增大,I3减小,则IA增大,B错误。R4两端的电压U4=U3-IAR2,U3减小,IA增大,则U4减小,电压表读数减小,A错误。因为R1=r,则R外>r,当R外减小时,电源的输出功率逐渐增大,故C项正确。
5.如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(　　)
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A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
答案　A　由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小,则R总减小,由I=
??
??
总
+r
可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小。由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2减小,由I2=
??
2
??
2
可知电流表示数减小,故A正确。
6.如图所示,当R1的触头向右移动时,电压表V1和电压表V2的示数的变化为ΔU1和ΔU2(均取绝对值),则ΔU1和ΔU2的大小关系为(　　)
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A.ΔU1>ΔU2
B.ΔU1=ΔU2
C.ΔU1<ΔU2
D.条件不足,无法确定ΔU1和ΔU2的大小关系
答案　A　对于确定的电源来说,E、r是不变的,故电路中的一部分电压增加必有另一部分电压减小,且增加值与减小值在数值上相等。当R1的触头向右移动时,接入电路中的电阻减小,故电路中的电流增大致使(R2+r)上的电压增加(ΔU2+ΔUr),R1上的电压减小ΔU1,则ΔU2+ΔUr=ΔU1,A项正确,其他选项错误。
7.(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是(　　)
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A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率
B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率
C.当R2=0时,R1获得最大功率
D.当R2=0时,电源的输出功率最大
答案　AC　在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1+r)的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲),R2的电功率是等效电源的输出功率,显然当R2=R1+r时,R2获得的电功率最大,选项A正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值电阻,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,等效电源内阻最小(等于r)(如图乙),R1获得的电功率最大,故选项B错误,C正确;讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电阻,内电阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的大小关系,所以当 R2=0 时,电源输出功率不一定最大,故选项D错误。
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