高中物理教科版 能力提升作业 第七章 2 第2节　闭合电路欧姆定律 Word版含解析

【随堂检测】
1．(多选)(2019·金华基础测试)手电筒中的干电池的电动势为1.5 V，用它给某小灯泡供电时，电流为0.3 A，在某次接通开关的10 s时间内，下列说法正确的是(　　)
A．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池强
B．干电池在10 s内将4.5 J的化学能转化为电能
C．电路中每通过1 C的电量，电源把1.5 J的化学能转化为电能
D．该干电池外接电阻越大，输出功率越大
解析：选BC.电动势越大则将其他形式的能转化为电能的本领越大，故A错误；由W＝EIt可知，10 s内转化的电能W＝1.5×0.3×10 J＝4.5 J，故B正确；由W＝Eq可知，电路中每通过1 C的电量，电源把1.5 J的化学能转化为电能，C正确；电源的输出功率取决于内外电阻的关系，因本题中不明确二者关系，故无法确定功率变化，故D错误．
2.(多选)如图所示为某一电源的U－I曲线，由图可知(　　)
A．电源电动势为2 V
B．电源内电阻为 Ω
C．电源短路时电流为6 A
D．若将该电源与一个阻值为1.8 Ω的电阻串联起来使用，此电阻消耗的功率为1.8 W
解析：选AD.由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir得知，当I＝0时，U＝E，由图读出电动势E＝2 V．电源的内阻r＝ Ω＝0.2 Ω，故A正确，B错误．电源短路时电流I短＝＝10 A，故C错误．若将该电源与一个阻值为1.8 Ω的电阻串联，电路中电流为I＝＝1 A，则电源的输出功率即电阻消耗的功率为P＝I2R＝1.8 W，故D正确．
3．(2019·浙江名校联考)巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理是巨磁电阻效应．巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R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示数增大
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示数增大，电压表V2示数减小
解析：选A.巨磁电阻的电阻值随着外电流的增大而减小，如果I增大，巨磁电阻的电阻值减小，根据闭合电路欧姆定律，电流I′增大，路端电压U1＝E－I′r减小，电阻R2两端的电压U2＝I′R2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正确，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，电流I′减小，路端电压U1＝E－I′r增大，电阻R2两端的电压U2＝I′R2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、D错误．
4．(2019·绍兴月考)用电压表检查如图所示电路中的故障，测得Uad＝5.0 V，Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，Uab＝5.0 V，则此故障可能是(　　)
A．L断路　　　　　　　　 B．R断路
C．R′断路 D．S断路
解析：选B.可按以下表格逐项分析
现象
结论
答案
Uad＝5.0 V
dcba间断路，其余电路接通
综上所述，故障为R断路，B选项正确
Ucd＝0 V
灯L短路或其余电路某处断路
Ubc＝0 V
电阻R′短路或其余电路某处断路
Uab＝5.0 V
滑动变阻器R断路，其余电路接通
5.(2019·浙江9＋1联盟测试)如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A．V的读数变大，A的读数变小
B．V的读数变大，A的读数变大
C．V的读数变小，A的读数变小
D．V的读数变小，A的读数变大
解析：选B.S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大；而R1两端的电压减小，故R3两端的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，A的读数变大，故B正确．
【课后达标检测】
一、选择题
1．某同学将标称值为“220 V，100 W”的灯泡A和标称值为“220 V，40 W”的灯泡B串联接入电路，发现灯泡B反而比灯泡A更亮，如图所示．对该现象的分析正确的是(　　)
A．流过灯泡B的电流较灯泡A更大
B．加在灯泡B两端的电压较灯泡A更高
C．灯泡B的电阻较灯泡A更小，所以流过电流更大
D．这种现象不正常，可能标称值有误
答案：B
2．(2019·丽水质检)将一电源电动势为E，内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是(　　)
A．由U外＝IR可知，外电压随I的增大而增大
B．由U内＝Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大
C．由U外＝E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小
D．由P＝IU外可知，电源的输出功率P随输出电流I的增大而增大
答案：C
3.如图所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，闭合电键后发现电动机转速较慢．经检测，电动机性能完好；用电压表测a、b间电压，只有0.6 V；断开电键S，测a、b间电压接近1.5 V，由此判断，电动机转动较慢的原因是(　　)
A．开关S接触不良
B．电动机两端接线接触不良
C．电动机两端接线短路
D．电池过旧，内阻过大
答案：D
4．(2019·嘉兴基础测试)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知错误的是(　　)
A．反映Pr变化的图线是c
B．电源电动势为8 V
C．电源内阻为2 Ω
D．当电流为0.5 A时，外电路的电阻为6 Ω
解析：选B.电源的总功率PE＝IE，功率与电流成正比，由Pr＝I2r知电源内部的发热功率与电流的平方成正比，A正确．电流为2 A时电源的总功率与电源内阻发热功率相等，可得出电源电动势为4 V，内阻为2 Ω，当电流为0.5 A时，根据闭合电路欧姆定律可得出外电路的电阻为6 Ω，B错误，C、D正确．
5．(2019·浙江七市联考)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
解析：选C.由闭合电路欧姆定律得I＝，η＝×100%＞50%，P＝I2R＞2 W，即R＞2 W，得 Ω＜R＜2 Ω，要使电源的效率大于50%，应使R＞r＝1 Ω，故选项C正确．
6.如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内电阻为r，滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到Rmax，定值电阻R1的阻值rA．当R＝R1－r时，R1消耗的功率最大
B．R消耗的最大功率可能为
C．当R＝0时，R1消耗的功率最大
D．外电路消耗的最大功率为
解析：选A.因为r7．(2019·宁波联考)氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器不同的电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标．已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是(　　)
A．U越大，表示ρ越大，ρ与U成正比
B．U越大，表示ρ越小，ρ与U成反比
C．U越大，表示ρ越大，但ρ与U不成正、反比关系
D．U越大，表示ρ越小，但ρ与U不成正、反比关系
解析：选C.根据题意，设氧化锡传感器的电阻为R1＝，电源的电动势为E，内阻为r，电压表的示数U＝，ρ越大，U越大，但U与ρ既不成正比也不成反比，选项C正确．
8．(2019·浙江名校联盟统考)如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F.调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是(　　)
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
解析：选B.保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，R0两端的电压减小，即平行板电容器的两个极板的电压U减小，带电小球受到的电场力F电＝qE＝q减小，悬线的拉力为F＝将减小，选项B正确，A错误．保持R2不变，缓慢增大R1时，R0两端的电压不变，F电不变，悬线的拉力为F不变，C、D错误．
9．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是(　　)
A．该秤能测量的最大体重是1 400 N
B．该秤能测量的最大体重是1 300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.4 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.3 A处
解析：选A.由E＝I(r＋R)可得R最小值为R＝2 Ω.由R＝30－0.02F可得F最大值为1 400 N，选项A正确、B错误；该秤零刻度线为F＝0，R＝30 Ω，对应电流I＝＝0.375 A，选项C、D错误．
10．(2019·温州质检)如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，设两个电源的内阻分别为ra和rb，若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上，通过R0的电流分别为Ia和Ib，则下列不正确的是(　　)
A．ra>rb
B．Ia>Ib
C．R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低
D．R0接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低
解析：选D.在电源路端电压与电流的关系图象中斜率表示电源内阻，ra>rb，A正确．在图象中作出定值电阻R0的伏安特性曲线，与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点，Ia>Ib，B正确．R0接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低，R0接到b电源上，电源的输出功率较小，但电源的效率较高，C正确，D错误．
二、非选择题
11.(2019·浙江十校联考)如图所示的电路中，输入电压UAB＝200 V，可变电阻的总阻值R0＝150 Ω，允许通过的电流为 4 A，求：
(1)当输出端a、b开路时Uab的值；
(2)当输出端接入R＝40 Ω的负载时，Uab的可能变化范围．
解析：(1)a、b开路时，Uab＝UAB＝200 V.
(2)画出变阻器的等效电路图如图所示，当滑动触头向下方移动，下方部分电流达到临界状态，即为4 A时，下方部分电阻R0下＝ Ω＝50 Ω，上方部分电阻为100 Ω，此时Uab＝×200 V≈57.1 V．当滑动触头向上方移动，上方部分电流达到临界状态，即为4 A时，同理可知，上方部分的电阻R0上＝ Ω＝10 Ω，此时Uab＝×200 V＝160 V.
答案：(1)200 V　(2)57.1 V≤Uab≤160 V
12．(2019·浙江猜题卷)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器的最大阻值．
解析：(1)题图乙中AB延长线，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝＝20 Ω.
(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，得R2＝＝5 Ω.
(3)当P滑到R3的左端时，由图乙知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A，
所以R外＝＝80 Ω
因为R外＝＋R2，
所以滑动变阻器的最大阻值为：R3＝300 Ω.
答案：见解析