高中物理教科版选修3-1 闭合电路欧姆定律的综合应用 假期作业 Word版含解析

　闭合电路欧姆定律的综合应用
一、选择题
1．(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能发光，把滑动变阻器的滑片向右移动一点，下列判断正确的是(　　)
A．电容器C的电荷量将增大
B．R0上有自右向左的电流
C．灯泡L亮度变暗
D．电路稳定后电源的输出功率变小
解析：滑动变阻器的滑片向右移动一点，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端电压UR＝E－I(r＋RL)，干路电流减小，灯泡L亮度变暗，C选项正确；UR增大，电容器电压增大，充电，电荷量将增大，R0上有自左向右的电流，A选项正确，B选项错误；无法判断电源的内阻与外电路总电阻的大小关系，无法确定电源的输出功率的变化情况，D选项错误．
答案：AC
2．(2018·北京市海淀区期末)如图所示直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡L1的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是(　　)
A．此电源的内阻为 Ω
B．灯泡L1的额定电压为3 V，额定功率为6 W
C．把灯泡L1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻，电源的输出功率将变小
D．由于小灯泡L1的U-I图线是一条曲线，所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用
解析：电源的U-I直线与灯泡伏安特性曲线的交点表示该灯泡与该电源连接时的正常工作状态，即小灯泡额定电压为3 V，额定电流为2 A，额定功率为6 W，B选项正确；直线A的斜率表示电源的内阻，r＝＝0.5 Ω，A选项错误；根据欧姆定律可知，灯泡L1的电阻R1＝ Ω，电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，换成一个1 Ω的定值电阻，电源的输出功率将变大，C选项错误；灯泡是纯电阻元件，欧姆定律适用，D选项错误．
答案：B
3．(多选)如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是(　　)
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
解析：在U-I图象中两图象的交点坐标为(I0，U0)，说明两电源的外电阻相等，A选项正确；图象与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，图象的斜率大小表示电源内电阻的大小，由图象可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；图象甲的斜率大小大于图象乙的斜率大小，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见C选项正确，D选项错误；电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻比乙的大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，B选项错误．
答案：AC
4．(2018·江西一模)如图所示的电路中，R1是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小；R2、R3、R4是定值电阻，当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电，当用强光照射R1且电路稳定时，与无光照射时比较，下列说法中正确的是(　　)
A．电容器C的下极板带正电
B．R2两端电压降低
C．通过 R4的电流变大，电源提供的总功率变小
D．R3两端的电压变小，电源的路端电压变小
解析：当用强光照射R1时，R1电阻减小，两端电压降低，电阻R2上电压升高，故电容器C的上极板电势升高，带正电，A、B选项错误；干路电流增大，路端电压减小，电阻R4两端电压减小，通过它的电流减小，C选项错误；电阻R3两端电压减小，D选项正确．
答案：D
5．(多选)电源的电动势和内阻都保持一定，现用两个不同的电压表先后直接接到电源的两极上，电压表Ⅰ的读数是U1，电压表Ⅱ的读数是U2，已知电压表的内阻依次是R1、R2，且R1＞R2，那么由于两电压表内阻不同，将是(　　)
A．U1一定小于U2
B．U1一定大于U2
C．若将两个电压表并联接在电源的两极时，读数一定不同
D．若将两个电压表串联后接在电源的两极时，两电压表读数之和一定大于U1
解析：根据闭合电路欧姆定律可知，I＝，由于R1>R2，则接电压表I时电路中电流较小，内电压较小，路端电压较大，电压表示数较大，U1一定大于U2，A选项错误，B选项正确；根据并联规律可知，将两电压表并联接在电源的两极时，两电压表的示数相等，C选项错误；若将两电压表串联后接在电源的两极时，总电阻增大，电路中电流较小，内电压减小，路端电压增大，两电压表读数之和一定大于U1，D选项正确．
答案：BD
6．(2018·张家口市期中)图示电路中，电源的电动势E＝6 V，内阻不计，闭合开关S后，某时刻电路出现故障，此时理想电压表的示数U＝6 V，可知该故障可能为(　　)
A．小灯泡L断路
B．电阻R1或R2短路
C．小灯泡L和电阻R1都断路
D．电阻R1或R2断路
解析：理想电压表的示数等于电源电动势，说明电阻R1或R2断路，电压表测量电源的路端电压，D选项正确；如果小灯泡L断路，则没有闭合回路，电压表示数为零，A、B、C选项错误．
答案：D
7．(2018·峨山县期末)如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合电键，小灯泡能正常发光．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则(　　)
A．电源的输出功率一定增大
B．灯泡亮度逐渐变暗
C.与均保持不变
D．当电路稳定后，断开电键，小灯泡立刻熄灭
解析：将滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路的电阻减小，由于电源的内阻与外电阻的大小关系未知，电源的输出功率不一定增大，A选项错误；干路电流增大，通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，B选项错误；电压表V1测量定值电阻R两端电压，故＝R，恒定不变，电压表V2测量路端电压，故＝r，恒定不变，C选项正确；当电路稳定后，断开电键，电容器通过灯泡和变阻器放电，小灯泡不会立即熄灭，D选项错误．
答案：C
8．(多选)(2018·长春市南关区期中)如图所示，U-I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是(　　)
A．在b点时，电源的总功率最大
B．在b点时，电源的输出功率最大
C．从a到b时，β角增大，电源的总功率变小，输出功率减小
D．从b到c时，β角增大，电源的效率变大，输出功率减小
解析：分析图象可知，在b点时，α＝β，定值电阻R和电源的内电阻r相等，此时电源的输出功率最大，A选项错误，B选项正确；从a到b时，β角增大，电源的输出功率逐渐变大，C选项错误；从b到c时，β角增大，电源的输出功率逐渐变小，外电阻逐渐增大，电源的效率η＝×100%＝×100%，逐渐增大，D选项正确．
答案：BD
二、非选择题
9．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω， R2的阻值未知，R3是一个滑动变阻器，在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两个不同端点时分别得到的．求：
(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可得
E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r
联立解得E＝20 V，r＝20 Ω.
(2)当R3的滑键自左向右滑时，R3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大．由此可知，图线上的A、B两点是滑片分别位于最左端和最右端时所得到的．当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路总电阻即为R2，故由B点的U、I值可求出R2.
R2＝＝＝5 Ω.
(3)当滑键在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路总电阻，再根据串、并联电路的规律可求出R3的最大值．
R总＝＝＝80 Ω，又R总＝＋R2
代入数值解得滑动变阻器的最大值R3＝300 Ω.
答案：(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω