课后分级演练(二十四) 闭合电路欧姆定律及其应用
【A级——基础练】
1.(2017·宁德质检)电阻R1和R2分别标有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω 0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A．1.5 W C．5.0 W
B．3.0 W D．6.0 W
解析：A 由题意可知，两电阻串联后能通过的最大电流为I＝0.5 A，则电路允许消耗的最大电功率为P＝I (R1＋R2)＝1.5 W，A正确．
2.(多选)一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2
＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则( )
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V
解析：AC 当cd端短路时，R2与R3并联再与R1串联，ab之间的等效电阻为40 Ω，A正确；同理可得B错误；当ab两端接通测试电源时，R1、R3串联，R2无效，cd两端的电压就等于R3分得的电压，可以求得为80 V，C正确；同理可得D错误．
3.两个定值电阻R1、R2串联接在U稳定于12 V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端，如图所示，电压表示数为8 V，如果把它改接在R2的两端，则电压表的示数将( )
A．小于4 V
C．大于4 V而小于8 V
B．等于4 V D．等于或大于8 V
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解析：A 当电压表并联在R1两端时，ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab，Rab 4.(2017·山东威海检测)如图所示是某直流电路中电压随电流 变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上的电压随电流变化的情况，下列说法正确的是( ) A．阴影部分的面积表示电源的输出功率 B．阴影部分的面积表示电源的内阻消耗的功率 C．当满足α＝β时，电源的效率最高 D．当满足α＝β时，电源的效率小于50% 解析：A 根据闭合电路的欧姆定律和U－I图象特点可知，阴影部分的面积表示负载电阻消耗的功率，即电源的输出功率，A正确，B错误；当满足α＝β时，电源内阻等于负载电阻，电源的效率为50%，输出功率最大，C、D错误． 5．现有甲、乙两个电源，电动势E相同，内阻不同，分别为r甲和r乙． 用这两个电源 分别给定值电阻供电，已知R＝r甲>r乙，则将R先后接在这两个电源上的情况相比较，下列说法正确的是( ) A．接在甲电源上时，定值电阻R上的电流较大 B．接在甲电源上时，电源输出功率较大 C．接在甲电源上时，电源消耗的功率较大 D．接在乙电源上时，定值电阻R上的电压较小 解析：C 根据闭合电路欧姆定律I＝ ER＋r，因为R＝r甲>r乙，所以，R接在乙电源上时， 定值电阻R上的电流较大，定值电阻两端的电压U＝IR，因为接在乙电源上时电流较大，所以接在乙电源上时，定值电阻R的电压较大，电源的输出功率P输出 ＝IR，电流越大，输出 2 功率越大，故接在乙电源上时，电源的输出功率较大，A、B、D错误．电源内阻消耗的功率 E2 P＝Ir＝()r＝，则当R＝r时，P最大，则知接在电源甲上时，电源内阻2R＋r?R－r? ＋4Rr2 E2 消耗的功率最大，C正确． 6.如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头，闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将( ) A．由少变多 C．先增多后减少 B．由多变少 D．先减少后增多 解析：D 因圆环的两部分电阻并联，则当两部分电阻相等时，并联阻值最大，则当触点P由m点经n点移到q点的过程中，电路总电阻先变大后变小，由闭合电路欧姆定律得知，电路中电流先变小后变大，R的电压先变小后变大，对于电容器，其电压等于R两端的电压，则由Q＝CU，可知电容器的电荷量先减少后增多，D正确． 7．(2017·重庆高三一诊)利用如图所示的电路可测量待测电阻Rx的阻值．定值电阻R1、 R2阻值已知，闭合开关S，调节电阻箱接入电路阻值为R3时，电流表示数为零，则Rx阻值等 于( ) A．R2 C. B.D. R1R2 R3R3R2 R1 R1R3 R2 解析：D 由并联电路电压相等可得 I1(R1＋R2)＝I2(Rx＋R3)① 由题知?表示数为0，说明?两端电势相等， 即I1R1＝I2R3② 由①②可得 R3R2 Rx＝，故选D. R1 8．(多选)(2017·连云港模拟)用标有“6 V,3 W”的灯泡L1、“6 V,6 W”的灯泡L2与理想电压表和理想电流表连接成如图甲所示的实验电路，其中电源电动势E＝9 V．图乙是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线．当其中一个灯泡正常发光时( ) A．电流表的示数为1 A C．电路输出功率为4 W B．电压表的示数约为6 V D．电源内阻为2 Ω 解析：CD 两个灯泡串联，所以电流相等．L1的额定电流为I1＝＝0.5 A，L2的额定电流为I2＝＝1 A，所以只有L1正常发光，电路中电流为0.5 A，选项A错误；从题图乙中可以看出，电流为0.5 A时，两灯的电压分别为6 V和2 V，由串联分压原理知，L1两端电压为6 V，L2两端电压为2 V，电压表示数为2 V，选项B错误；电路输出功率为P＝UI＝(2＋6)×0.5 W＝4 W，选项C正确；电源内阻r＝ P1U1 P2U2 E－U＝2 Ω，选项D正确． I9.(2017·辽宁省大连市重点中学联考)如图所示的部分电路 中，已知I＝3 A，I1＝2 A，R1＝10 Ω，R2＝5 Ω，R3＝30 Ω，则通过电流表的电流大小和方向是( ) A．0.5 A，向右 C．1 A，向右 B．0.5 A，向左 D．1 A，向左 解析：A 对于稳恒电路中的某一节点，流入的电流总和一定等于流出的电流总和，对于节点c，已知流入的电流I＝3 A，流出的电流I1＝2 A，则还有1 A的电流要流出节点c，由此可知经过R2的电流I2＝1 A向右．根据欧姆定律，U1＝I1R1＝20 V，U2＝I2R2＝5 V，电压等于电势之差，U1＝φc－φa，U2＝φc－φb，两式相减可得φb－φa＝15 V，即b点电势比 a点高15 V，则通过R3的电流I3＝ φb－φ aR3 ＝0.5 A，方向向上，对于节点b，流入的电流 I2＝1 A，流出的电流I3＝0.5 A，则还有0.5 A的电流流出b点，因此可判断流过电流表的 电流为0.5 A，向右．A正确． 10.(2017·邯郸模拟)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将向上运动 D．R3上消耗的功率逐渐增大 解析：A 由题图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b端移动时，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，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；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，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大，故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，故A正确；因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力， U2 合力向下，电荷向下运动，故C错误；因R3两端的电压减小，由P＝可知，R3上消耗的功 R率减小，故D错误． 【B级——提升练】 11．在图甲所示电路中，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，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随干路电流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，则( ) A．电源的电动势为20 V、内电阻为20 Ω B．定值电阻R2的阻值为5 Ω C．定值电阻R2消耗的最大功率为16 W D．滑动变阻器R3的最大阻值为300 Ω 解析：ABD 取UA＝16 V、IA＝0.2 A，UB＝4 V，IB＝0.8 A，利用E＝U＋Ir，解得：E＝20 V，r＝20 Ω，A正确；当滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电阻为R2且对应图中B点，则R2＝＝ UB4 Ω＝5 Ω，此时R2上功率最大，P2＝UBIB＝3.2 W，故B正确， IB0.8 UA16 C错误；当滑片位于R3最左端时，R3最大，此时外电阻为R＝＝ Ω＝80 Ω.又因为RIA0.2 ＝ R1R3 ＋R2，解得R3＝300 Ω，D正确． R1＋R3 12.在如图所示电路中，已知电表均为理想仪表，且小灯泡的电阻小于 电源的内阻，电流表A、电压表V1、电压表V2的读数分别为I、U1和U2，P为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球，细线与竖直方向间的夹角为θ，则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中，电流表A、电压表V1、电压表V2读数变化量大小分别是ΔI、ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是( ) A．ΔU2大于ΔU1 B．灯泡变亮、细线与竖直方向间的夹角θ变大 C．电源的输出功率变大 U2ΔU2D.变大、变大 IΔI解析：C 滑动变阻器电阻增大，总电流减小，R1电压减小，R2电压增大，而U外又增大，明显R2电压增大要超过R1电压减小，则A错误．U外增大，即灯泡两端电压增大，灯泡变亮； R1电压减小，即电容器两端电压变小，细线与竖直方向间的夹角θ变小，则B错误．小灯 泡的电阻小于电源的内阻，那么再并联R1、R2就更小了，因外电阻等于内电阻时，P出最大， U2ΔU2 所以当外电阻小于内电阻时，外电阻增大，P出增大，则C正确.为外电阻，变大，为 IΔI内电阻，不变，则D错误．