2022版高考物理一轮复习训练：第8章 第2讲 闭合电路的欧姆定律　电功与电热

www.ks5u.com第2讲　闭合电路的欧姆定律　电功与电热

知识巩固练习

1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此(　　)

A．电动势是一种非静电力

B．电动势越大，表明电源储存的电能越多

C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映

D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压

【答案】C

【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多．故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．

2．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变．某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则(　　)

A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗

B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大

C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮

D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大

【答案】C

【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D 错误．

3．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这一故障的原因可能是(　　)

A．电阻R1断路 B．电阻R2短路

C．灯L1两接线柱间短路  D．电阻R2断路

【答案】D

【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2变暗，A错误．若电阻R2短路，灯L2将不亮，B错误．若灯L1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C错误．若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，D正确．

4．(2021年济宁检测)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

【答案】B

【解析】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．把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，故B正确．

5．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R.将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作．则(　　)

A．电动机消耗的总功率为I2R

B．电动机消耗的热功率为

C．电源的输出功率为EI

D．电源的效率为1－

【答案】D

【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A错误．电动机消耗的热功率为I2R，B错误．电源的输出功率为UI，C错误．电源的效率为＝，D正确．

6．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线．曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2,3.5)、Q(6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是(　　)

A．电源1与电源2的内阻之比是3∶2

B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1

C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2

D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10

【答案】AB

【解析】根据图像可知，E1＝E2＝10 V，r1＝ Ω，r2＝ Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，A、B正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P1＝18.2 W和P2＝30 W，小灯泡的电阻分别为R1＝ Ω，R2＝ Ω，故C、D错误．

7．(多选)(2021年信阳质检)如图所示，电源电动势为E，内阻为r.闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI.电流表的示数为I时，电容器的带电量为Q.则在这个过程中，下列图像正确的是(　　)

A　　　　　B　　　　　C　　　　 D

【答案】BD

【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E－I(R1＋r)得ΔU＝ΔI(R1＋r)，解得＝R1＋r不变，故A错误，B正确．在滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I增大，电阻R1两端电压增大．根据Q＝UC＝CR1I可知，Q－I图像是过原点的倾斜直线．故C错误，D正确．

综合提升练习

8．(多选)如图所示的电路中，电源内阻忽略不计．闭合开关S，电压表示数为U，电流表示数为I.在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中(　　)

A．U先变大后变小

B．I先变小后变大

C．U与I比值先变大后变小

D．U变化量与I变化量比值等于R3

【答案】BC

【解析】据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数总是不变，故A错误．滑片滑动过程中，电阻R1的阻值先增大后减小，电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故B、C正确．由于电压表示数没有变化，D错误．

9．(多选)如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，下列说法正确的有(　　)

A．路端电压为10 V

B．电源的总功率为10 W

C．a、b间电压的大小为5 V

D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A

【答案】AC

【解析】由题图知，外电路的总电阻为10 Ω，回路的总电阻为12 Ω.由全电路欧姆定律可知I＝＝1 A，所以路端电压UR＝IR＝10 V，A正确．电源的总功率P＝IE＝12 W，B错误．由串并联电路特点得a、b的电流均为0.5 A，所以Ua b＝0.5×(15－5) V＝5 V，C正确．a、b间用导线连接后，根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω，回路的总电阻为9.5 Ω，D错误．

10．某地要把河水抽高20 m使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380 V，此时输入电动机的电功率为19 kW，电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m3，重力加速度g取10 m/s2.求：

(1)电动机内阻消耗的热功率；

(2)将蓄水池蓄入864 m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)．

【答案】(1)1×103 W　(2)2×104 s

【解析】(1)设电动机的电功率为P，则P＝UI.

设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则Pr＝I2r，

代入数据解得Pr＝1×103 W.

(2)设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t.已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则M＝ρV.

设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，则

ΔEp＝Mgh.

设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－Pr.

根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp.

代入数据解得t＝2×104 s．