人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律复习练习题

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(时间：60分钟)
知识点一 闭合电路欧姆定律的理解
1．(2012·哈尔滨高二检测)用E表示电源电动势，U表示路端电压，Ur表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示电源内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是( )．
A．Ur＝IR B．Ur＝E－U
C．U＝E＋Ir D．U＝eq \f(RE,R＋r)
解析 因为不知道外电阻是纯电阻电路还是非纯电阻电路，所以I＝eq \f(E,R＋r)不一定成立，Ur＝E－U一定成立，故D错误、B正确；Ur＝Ir，A错误；U＝E－Ir，C错误．
答案 B
2.
图2－7－8
如图2－7－8所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.5 Ω，标有“8 V、16 W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机绕线的电阻R0＝1 Ω，求：
(1)电源的总功率；
(2)电动机的输出功率．
解析 (1)L正常发光，路端电压等于灯泡额定电压8 V.
内电压U内＝(10－8)V＝2 V，
则总电流I＝eq \f(U内,r)＝4 A，
电源总功率为P电＝IE＝4×10 W＝40 W.
(2)流经电动机的电流IM＝I－eq \f(P,U)＝2 A.
输入电动机的总功率P电动机＝UIM＝8×2 W＝16 W.
电动机内阻消耗功率P内＝Ieq \\al(2,M)R0＝4×1 W＝4 W.
故电动机输出功率P出＝(16－4)W＝12 W.
答案 (1)40 W (2)12 W
知识点二 闭合电路中的电功和电热
3．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是( )．
A．1 Ω B．2 Ω
C．4 Ω D．6 Ω
解析 由eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,R1＋r)))2R1＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(E,R2＋r)))2R2，代入数据解得r＝4 Ω，选项C正确．
答案 C
4.
图2－7－9
如图2－7－9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输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C．当满足α＝β时，电源效率最高
D．当满足α＝β时，电源效率小于50%
解析 根据闭合电路的欧姆定律和U­I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．
答案 A
知识点三 含容电路
图2－7－10
5．在如图2－7－10所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是( )．
A．灯泡L变亮
B．电源的输出功率变小
C．电容器C上电荷量减少
D．电流表读数变小，电压表读数变大
解析 将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡变暗，A选项错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C选项错误、D选项正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则外电路电阻比r大得越多，输出功率越小， B选项正确．
答案 BD
图2－7－11
6．在如图2－7－11所示的电路中，电源电动势E＝3.0 V，内电阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF，电容器原来不带电．求接通开关S后流过R4的总电荷量．
解析 由电阻的串、并联公式得闭合电路的总电阻R总＝eq \f(R1R2＋R3,R1＋R2＋R3)＋r，由欧姆定律得通过电源的电流I＝eq \f(E,R总)，电源的路端电压U＝E－Ir，R3两端的电压U′＝eq \f(R3,R2＋R3)U.通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量Q＝CU′.
由以上各式并代入数据解得Q＝2.0×10－4 C.
答案 2.0×10－4 C
知识点四 电路动态分析
图2－7－12
7．(2012·德州高二检测)如图2－7－12所示，当滑动变阻器的滑动片P向上端移动时，判断电路中的电压表、电流表的示数如何变化？
解析 P向上端移动，R3的有效电阻增大，外电阻R外增大，干路电流I减小，路端电压U增大，判断出V1示数增大．由I减小，知内电压U内和R1的端电压UR1减小，由U外增大知R2和R3并联的电压U2增大，判断出V2示数增大．由V2示数增大知通过R2的电流I2增大，而干路电流I减小，所以R3中的电流减小，即A示数减小．
答案 V1示数增大，V2示数增大，A示数减小．
图2－7－13
8．(2012·上海高二检测)如图2－7－13所示电路中，电源电动势为12 V，内电阻不能忽略．闭合S后，调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU＝2 V，在这一过程中( )．
A．通过R1的电流增大，增大量为eq \f(ΔU,R1)
B．通过R2的电流减小，减小量小于eq \f(ΔU,R2)
C．R2两端的电压减小，减小量为ΔU
D．路端电压增大，增大量为ΔU
解析 由电阻的定义知R1＝eq \f(U,I)＝eq \f(ΔU,ΔI)，所以ΔI＝eq \f(ΔU,R1)，即通过R1的电流增大量为eq \f(ΔU,R1)，A正确；R1两端的电压增大，R2和r的电压减小，两者减小的电压之和为ΔU＝2 V，所以R2两端的电压减小量小于ΔU，故B正确、C错误；因为R1两端的电压增大量为ΔU，R2两端的电压减小量小于ΔU，路端电压等于两者变化之和，故应小于ΔU，D错误．
答案 AB
图2－7－14
9．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图2－7－14所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了( )．
A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W
解析 电动机未启动时，U灯＝E－I1r＝(12.5－10×0.05)V＝12 V，电灯功率P灯＝U灯I1＝120 W．电动机启动时，U灯′＝E－I2r＝(12.5－58×0.05)V＝9.6 V，设电灯阻值不变，由P＝eq \f(U2,R)，可得P′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(U灯′,U灯)))2×P灯＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(9.6,12)))2×120 W＝76.8 W，电功率的减少量ΔP＝P－P′＝(120－76.8)W＝43.2 W.
答案 B
图2－7－15
10．如图2－7－15所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升．已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则( )．
A．电源内阻r＝eq \f(E,I)－R
B．电源内阻r＝eq \f(E,I)－eq \f(mgv,I2)－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
解析 本题主要考查学生对欧姆定律适用范围、电功和电热的区别，要求学生熟练掌握欧姆定律，电功率及焦耳定律的应用．由于电动机是非纯电阻元件，欧姆定律不再适用，电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋eq \f(mgv,I)，又由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir，解得：r＝eq \f(E,I)－eq \f(mgv,I2)－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝eq \f(E,R＋r)，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以选项B、C正确．
答案 BC