人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律综合与测试优秀习题课件ppt

第十二章电能　能量守恒定律

习题课:闭合电路欧姆定律的应用

课后篇巩固提升

基础巩固

1.

欧姆表电路及刻度盘如图所示,现因表头损坏,换用一个新表头。甲表头满偏电流为原来表头的2倍,内阻与原表头相同;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为(　　)

A.100 Ω,100 Ω B.200 Ω,100 Ω

C.50 Ω,100 Ω D.100 Ω,200 Ω

解析由欧姆表改装原理及闭合电路欧姆定律可得,甲表头满偏电流为原表头的2倍,内阻与原表头相同,在电动势不变的情况下,其中值电阻变为原来的,即50 Ω;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,在电动势不变的情况下,其中值电阻不变,即100 Ω,

则C正确,A、B、D错误。

答案C

2.(多选)(2020云南楚雄高二上学期期末)如图所示,电源电动势为E、内阻为r,电流表、电压表均为理想电表,当开关闭合后,三个小灯泡均能正常发光,当滑动变阻器的触头P向右移动时,关于灯泡的亮度和电表示数变化情况,下列说法正确的是(小灯泡不会烧坏)(　　)

A.L1变亮,L2变暗,L3变暗

B.L1变暗,L2变暗,L3变亮

C.电流表A的示数变大,电压表V的示数变小

D.电流表A的示数变小,电压表V的示数变大

解析滑动变阻器滑片P向右移动,阻值增大,总阻值增大,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,路端电压增大,故电流表示数变小,电压表示数变大,故C错误,D正确;干路电流减小,则灯泡L1两端电压减小,变暗,路端电压增大,则并联电路电压增大,灯泡L3两端电压增大,变亮,流过灯泡L2的电流减小,变暗,故A错误,B正确。

答案BD

3.

如图所示的U-I图像中,Ⅰ是电源的路端电压随电流变化的图线,Ⅱ是某电阻两端的电压随电流变化的图线,该电源向该电阻供电时,电阻消耗的功率和电源的效率分别为(　　)

A.4 W和33.3% B.2 W和66.7%

C.2 W和33.3% D.4 W和66.7%

解析由图像可知,电阻的阻值大小为R= Ω=1 Ω,电源的电动势大小为E=3 V,内阻为r=0.5 Ω,电源的效率η=×100%=66.7%,电阻消耗的功率P=IU=2×2 W=4 W,故选项D正确。

答案D

4.(2020重庆高二上学期期末)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池,R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆挡为“×100 Ω”。

图(a)

图(b)

(1)图(a)中的B端与　　　　(填“红”或“黑”)色表笔相连接; 

(2)关于R6的使用,下列说法正确的是　　　　(填正确答案标号); 

A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

C.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

(3)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为　　　　　　　 mA;若此时B端是与“3”相连的,则读数为　　　　　　　 kΩ。 

解析(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,红表笔与内置电源负极相连,由题中电路图可知,B端与红表笔相连;

(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流挡时也不需要实行调节,故C正确,A、B错误;

(3)若与1连接,则量程为2.5 mA,由图示表盘可知,其分度值为0.05 mA,读数为1.48 mA;选择开关接3时为欧姆挡,读数为1 100 Ω=1.1 kΩ。

答案(1)红　(2)C　(3)1.48 mA　1.1 kΩ

5.

如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P随电流I变化的图线,曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1 A,那么AB线段表示的功率为(　　)

A.1 W B.6 W C.2 W D.2.5 W

解析由题图可以看出,在C点,电源的总功率等于电源内部的热功率,所以电源的电动势为E=3 V,短路电流为I=3 A,所以电源的内阻为r==1 Ω。题图上AB线段表示的功率为PAB=P总-I2r=(1×3-12×1) W=2 W。故正确选项为C。

答案C

6.

如图所示电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω。

(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?

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= A=1 A。

理想电压表读数为UV=I1R2=6 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= Ω=2 Ω

根据闭合电路欧姆定律,有

I2= A=1.5 A

U2=E-I2(r+R1)=3 V

理想电流表读数为I'==1 A。

答案(1)6 V　(2)1 A

能力提升

1.(2020四川内江高二上学期期末)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为其内阻,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表。当开关S闭合后,若将照射R3的光的强度减弱,则下列说法中正确的是(　　)

A.电压表的示数变小

B.通过R2的电流变小

C.小灯泡消耗的功率变大

D.电源的内电压变大

解析光敏电阻光照减弱,则光敏电阻的阻值增大,电路中的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中电流减小,故R1两端的电压减小,故A正确;因电路中电流减小,故电源内阻的电压减小,路端电压增大,同时R1两端的电压减小,故并联电路部分电压增大,则流过R2的电流增大,故B、D错误;由并联电路的电流规律可知,总电流减小,流过支路R2的电流增大,所以流过灯泡的电流一定减小,故由P=I2R可知,小灯泡消耗的功率变小,故C错误。

答案A

2.(多选)(2020四川德阳高二上学期期末)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,r<R1,C为电容器,电流表和电压表都为理想电表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是              (　　)

A.电压表示数变大

B.电流表示数变小

C.电源的输出功率增大

D.电容器C所带电荷量增多

解析滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I增大,电阻R1两端电压增大,则电压表示数变大,A正确;电阻R2两端的电压:U2=E-I(R1+r),I增大,则U2变小,流过R2的电流减小,则流过电流表的电流增大,则电流表示数变大,故B错误;因为r<R1,故当外电路总电阻减小时,内外电阻更加接近,电源的输出功率增大,C正确;由于U2变小,电容器板间电压变小,其带电荷量减小,故D错误。

答案AC

3.

欧姆表的工作原理图如图所示。

(1)若表头的满偏电流为Ig=500 μA,干电池的电动势为1.5 V,求灵敏电流表的电流刻度值为50 μA、250 μA 时对应的欧姆表的电阻值。

(2)求表针偏转到灵敏电流表满刻度的时,待测电阻的电阻值。

解析(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”。由闭合电路的欧姆定律得,调零时:Ig=,所以欧姆表的总内阻R内=Rg+r+R0==3 000 Ω。测量电阻Rx时:I=,Rx=-R内,当I=50 μA时,Rx=Ω-3 000 Ω=3×104 Ω-3×103 Ω=2.7×104 Ω。同理可求出电流为250 μA时,对应的电阻为3×103 Ω。

(2)当表针偏转到满刻度的处时,

Rx'=-R内= Ω-3 000 Ω=6 000 Ω。

答案(1)2.7×104 Ω　3×103 Ω　(2)6 000 Ω

4.

如图所示的电路中,R1=3 Ω,R2=6 Ω,R3=1.5 Ω,C=20 μF。当开关S断开时,电源所释放的总功率为2 W;当开关S闭合时,电源所释放的总功率为4 W,求:

(1)电源的电动势和内电阻。

(2)闭合S时,电源的输出功率。

(3)S断开和闭合时,电容器所带的电荷量各是多少。

解析(1)S断开时外电路R2、R3串联

E=I1(R2+R3)+I1r ①

P1=EI1 ②

S闭合时外电路R1、R2并联后与R3串联

R外'=R3+

代入数据R外'= Ω=3.5 Ω③

对闭合电路E=I2R外'+I2r ④

P2=EI2 ⑤

由①②③④⑤可得

(2)闭合S时,电源的输出功率

P=R外'=12×3.5 W=3.5 W

(3)S断开时

Q1=CUR2=20×10-6×0.5×6 C=6×10-5 C

S闭合,电容器两端的电势差为零,则Q2=0

答案(1)4 V　0.5 Ω　(2)3.5 W　(3)6×10-5 C　0

5.(2020云南楚雄高二上学期期末)如图所示,R1=R3=2R2=2R4,开关S闭合时,间距为d平行板电容器C的正中间有一质量为m,带电荷量为q的小球恰好处于静止状态;现将开关S断开,小球将向电容器某一个极板运动,不计电源内阻,求:

(1)电源的电动势大小;

(2)小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。

解析(1)开关S闭合时,R1、R3并联与R4串联,(R2中没有电流通过)UC=U4=E

对带电小球有:mg=

得:E=

(2)开关S断开后,R1、R4串联,则UC'=

小球向下运动与下极板相碰前瞬间,由动能定理得

mg·-q·mv2

解得:v=

答案(1)　(2)