2019-2020学年高中物理人教版选修3-1同步作业与测评:2.7 闭合电路的欧姆定律 Word版含解析.pdf
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1、第 7 节 闭合电路的欧姆定律 对应学生用书 P49 1.闭合电路的电流跟电源的电动势成电动势, 直线在横轴上的截距表示短路 10 电流 I 。 E r 对应学生用书 P49 考点一 闭合电路欧姆定律的理解和简单应用 1.一太阳能电池板,测得它的开路电压为 800 mV,短路电流为 40 mA。若将 该电池板与一阻值为 20 的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( ) A0.10 V B0.20 V C0.30 V D0.40 V 答案 D 解析 由已知条件得:E800 mV, 又因 I短 ,所以 r 20 , E r E I短 800 103 40 103 所以 UIRR20 mV400
2、mV0.40 V,D 正确。 E Rr 800 2020 2 如图所示电路中, 电源电动势 E12 V, 内阻 r2 , R14 , R26 , R33 。 (1)若在 C、D 间连一个理想电压表,其读数是多少? (2)若在 C、D 间连一个理想电流表,其读数是多少? 答案 (1)6 V (2)1 A 解析 (1)若在 C、D 间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有 I1 A1 A。 E R1R2r 12 462 理想电压表读数为 UVI1R26 V。 (2)若在 C、D 间连一个理想电流表,这时电阻 R2与 R3并联,并联电阻大小 R23 2 。 R2R3 R2R3 6 3 63 根据
3、闭合电路欧姆定律,有 I2 A1.5 A。 E R1R23r 12 422 理想电流表读数为 I A1 A。 R23I2 R3 2 1.5 3 考点二 路端电压与负载的关系 3.如图所示,当开关 S 断开时,电压表示数为 3 V,当开关 S 闭合时,电压表 示数为 1.8 V,则外电阻 R 与电源内阻 r 之比为( ) A53 B35 C23 D32 答案 D 解析 S 断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即 : E3 V。S 闭合时,U 外1.8 V, 所以 U内EU外1.2 V。 因 U外IR, U内Ir, 所以 RrU外U 内1.81.232,D 正确。 4在如图所示电路中,电源的电动
4、势 E9.0 V,内阻可忽略不计;AB 为滑 动变阻器, 其最大阻值R30 ; L为一小灯泡, 其额定电压U6.0 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,小灯泡恰好正常发光。则 C、B 之间的电阻应为( ) A10 B20 C15 D5 答案 B 解析 本题中小灯泡恰好正常发光,说明此时通过小灯泡的电流达到额定电 流 I额 A0.3 A,电路是串联电路,则 RAC 10 P额 U额 1.8 6.0 EU额 I额 9.06.0 0.3 ,所以 RCBRRAC20 ,B 正确。 5(
5、多选)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,当滑动变阻器 R4的滑片向 b 端移动时,则( ) A电压表读数减小 B电流表读数减小 C质点 P 将向下运动 DR3上消耗的功率逐渐增大 答案 AC 解析 由图可知,R2与滑动变阻器 R4串联后与 R3并联,再与 R1串联连接在 电源两端,电容器与 R3并联,当滑片向 b 移动时,滑动变阻器接入电阻减小,则 电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知干路电流增大,内电压增大路端电 压减小,R1两端的电压增大,故并联部分的电压减小,由欧姆定律可知流过 R3的 电流减小,则流过 R2和 R4支路的电流增大
6、,故电流表示数增大,B 错误;因并联 部分电压减小,而 R2中电压增大,故电压表示数减小,A 正确;因电容器两端电 压减小, 故带电质点受到的向上电场力减小, 则重力大于电场力, 质点向下运动, C 正确;因 R3两端的电压减小,由 P可知,R3上消耗的功率减小,D 错误。 U2 R 考点三 电源的 UI 图象 6 (多选)如图所示, 直线 A 为某电源的 UI 图线, 曲线 B 为某小灯泡 L1的 UI 图线的一部分,用该电源和小灯泡 L1组成闭合电路时,灯泡恰好能正常发光,则 下列说法中正确的是( ) A此电源的内阻为 2 3 B灯泡 L1的额定功率为 6 W C把灯泡 L1换成“3 V
7、20 W”的灯泡 L2,电源的输出功率将变小 D此时电源的效率为 75% 答案 BD 解析 由图读出电源的电动势为 E4 V, 图线 A 的斜率大小表示电源的内阻, 则 r 0.5 ,A 错误;灯泡与电源连接时,A、B 两图线的交点表示灯泡 41 6 的工作状态,则知其电压 U13 V,I12 A,则灯泡 L1的额定电压为 3 V,功率 为 PU1I16 W,B 正确;把灯泡 L1换成“3 V 20 W”的灯泡 L2,由 P知: U2 R 灯泡 L2正常工作时的电阻为 R20.45 ,灯泡 L1的电阻为 R1 U2 2 P2 32 20 U1 I1 3 2 1.5 , 把灯泡 L1换成 “3
8、V 20 W” 的灯泡 L2时, 输出电压小于 3 V, 灯泡 L2 的电阻小于 0.45 ,更接近电源的内阻,电源的输出功率将变大,C 错误 ; 电源的 效率为 100%100% 100%75%,D 正确。 UI EI U1 E 3 4 对应学生用书 P50 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,电压表的示数等于电源电动势 答案 B 解析 电源短路时,R0,放电电流 I ,U内E,A 错误,B 正确;当并 E r 联用电器增加时, 并联电阻变小, 电路中的电流变
9、大, 内电压变大, 路端电压变小, C 错误 ; 当电压表直接和电源连接时, 电压表不视为理想电表时, 电路中有微小电流, 内电路有一定的电势降落,D 错误。 2(多选)如图所示,用两节干电池点亮几个小灯泡,当逐一闭合开关,接入 灯泡增多时,以下说法正确的是( ) A灯少时各灯较亮,灯多时各灯较暗 B各灯两端电压在灯多时较低 C通过电池的电流在灯多时较大 D电池输出功率灯多时较大 答案 ABC 解析 由于电灯并联在电路中,所以接入电路的电灯越多,总电阻越小,电 路的总电流越大,电源的内电压越大,路端电压越低,流过每个灯的电流越小, 每个电灯越暗,A、B、C 正确 ; 当 R外r 时,电池输出功
10、率最大,由于 r 未知,D 错误。 3(多选)学生为“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的 装置,其原理可简化如图,拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接, 该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处,在零刻度的两 侧分别标上对应的正、负加速度值,当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正。 这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中,下列说法中正确的 是( ) A飞船在竖直减速上升的过程中,处于失重状态,电压表的示数为负 B飞船在竖直减速返回地面的过程中,处于超重状态,电压表的示数为正 C飞船在圆轨道上运行时,电压表的示数为零 D飞船在圆轨道上运行时,
11、电压表的示数为负 答案 ABD 解析 飞船在竖直减速上升的过程中,加速度方向竖直向下,由牛顿第二定 律得知,飞船处于失重状态。此时电压表的示数为负,A 正确;飞船在竖直减速 返回地面的过程中,加速度方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,处于超重状态, 电压表的示数为正,B 正确 ; 飞船在圆轨道上运行时,加速度方向竖直向下,电压 表的示数为负,C 错误,D 正确。 4如图所示,一电荷量 q3104 C 带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放 置足够大的平行金属板中的 O 点。S 合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹 角37。已知两板相距d0.1 m,电源电动势E12 V,内阻r2 ,电阻R14 ,
12、R2 R3R412 。g 取 10 m/s2,sin370.6,cos370.8。求: (1)电源的输出功率; (2)两板间的电场强度的大小; (3)小球的质量。 答案 (1)10 W (2)100 N/C (3)4103 kg 解析 (1)R2与 R3并联后的电阻值 R236 , R2R3 R2R3 由闭合电路欧姆定律得 : I1 A, 电源的输出功率为 P出IEI2r E R1R23r 10 W。 (2)电容器两板间的电压 UCI(R1R23), 电容器两板间的电场强度 E1100 N/C。 UC d IR1R23 d (3)小球处于静止状态,所受电场力为 F,由平衡条件得 : Fmgta
13、n,又有 F qE1,所以 m, qE1 gtan 解得 m4103 kg。 跟踪训练 闭合电路欧姆定律的应用 对应学生用书 P51 1在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警 装置, 电路如图所示, M 是贴在针口处的传感器, 接触到药液时其电阻 RM发生变化, 导致 S 两端电压 U 增大,装置发出警报,此时( ) ARM变大,且 R 越大,U 增大越明显 BRM变大,且 R 越小,U 增大越明显 CRM变小,且 R 越大,U 增大越明显 DRM变小,且 R 越小,U 增大越明显 答案 C 解析 传感器 M 与 R 并联,再与 S 串联,S 两端电压 U 增大,说明
14、线路电流 增大, 总电阻变小, 传感器的电阻RM变小 ; 传感器电阻RM与R的并联值R并 RMR RMR , 显然 R 越大, RM变化相同值时, R并变化越大, 此时干路电流变化越大, U RM RM R 1 增大越明显,C 正确。 2(多选)如图所示的电路中,电源的内阻 r0,R1和 R2是两个定值电阻。当 滑动变阻器 R 的滑片向 a 移动时,电路中的电流 I1、I2的变化情况是( ) AI1不变 BI1变小 CI2变大 DI2变小 答案 BC 解析 当滑动变阻器 R 的滑片向 a 移动时,滑动变阻器连入电路的电阻变小, 整个回路的总电阻变小,干路电流 I变大,路端电压 UEIr 变小,
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