高中物理人教版 (新课标)选修34 串联电路和并联电路课时训练

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修34 串联电路和并联电路课时训练，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分．每小题只有一个选项正确)
1．一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为( )
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω
C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
解析：当外电路断路时，I＝0，U外＝E＝3 V；接上8 Ω负载时，I′＝eq \f(U外′,R)＝eq \f(2.4,8) A＝0.3 A，
则r＝eq \f(U内,I′)＝eq \f(E－U外′,I′)＝eq \f(3－2.4,0.3) Ω＝2 Ω.
答案：B
2．如图1所示为“热得快”热水器的电路图和示意图．现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮．用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220 V，指示灯两端的电压为220 V．那么该热水器的故障在于( )
图1
A．连接热水器和电源之间的导线断开
B．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路
C．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁
D．同时发生了以上各种情况
解析：因为UAB＝220 V，U灯＝220 V，说明热水器与电源连接完好没有断路，AB间即电阻丝与指示灯均无短路现象，而是AB段和灯有断路现象，即选项C正确．
答案：C
3．如图2所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω.下列说法中正确的是( )
A．当S断开时，UAC＝0
B．当S闭合时，UAC＝9 V 图2
C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0
D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0
解析：当S断开时，AC两端电压即为电源电压为9 V，因无电流通过R，故UAB＝0，BC两端电压也为电源电压，即UBC＝9 V，故A、D错；当S闭合时，UAB＝UAC＝eq \f(R,R＋r)E＝7.5 V，此时BC间为一根连通的导线，故UBC＝0，故B错，C对．
答案：C
4．(2011·阳江模拟)在如图3所示的电路中，电源电动势为E，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，在这一过程中( )
A．通过R1的电流增大，增量为ΔU/R1
B．R2两端的电压减小，减小量为ΔU 图3
C．通过R2的电流减小，减小量小于ΔU/R2
D．路端电压增大，增大量为ΔU
解析：“调整R的阻值，使电压表的示数增大ΔU”，那一定是R变大了，并联电路的电阻变大，根据串联电路中电压和电阻成正比，电压表的示数变大了．由于总电阻变大，所以总电流变小，内电压和R2两端电压都变小，减小量之和为ΔU.
答案：A
5．如图4所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则( )
A．电容器中的电场强度将增大
B．电容器所带的电荷量将减少 图4
C．电容器的电容将减小
D．液滴将向上运动
解析：电容器和电阻R2并联，两端电压与R2两端电压相等，当滑片P向左移动时电路电阻增大，总电流减小，R2两端电压减小，电容器中场强减小，A项错；液滴受电场力减小，故液滴向下运动，D项错误；由Q＝CU知，电容器所带的电荷量减少，B项正确；电容器的电容与两端电压及所带电荷量无关，故C错．
答案：B
6．如图5所示，电键K闭合，电流表、电压表均为理想电表，若电阻R1断路，则下列说法中正确的是( )
A．电流表示数变小
B．电压表示数变大 图5
C．电源内电路消耗的功率变大
D．R3消耗的功率变小
解析：电阻R1断路，回路总电阻增大，干路电流减小，U内减小，U外增大，I增大，电流表示数变大，电压表示数也变大，故A错，B对；同理UR3也增大，故选项D错误；由P内＝I2r，得C错误．
答案：B
7．如图6所示，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时( )
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．小灯泡L变亮
C．电容器C两板间的场强变小
D．电源的总功率变大 图6
解析：滑片P向左移动，R的实用阻值增大，由闭合电路欧姆定律知，电流表示数变小，小灯泡L变暗，UL变小，因路端电压随电流减小而增大，故电压表示数变大，变阻器R两端电压增大，电容器C两板间的场强变大，而由P总＝IE可知，电源的总功率变小，综上所述，只有A正确．
答案：A
8．如图7甲所示，R为电阻箱(0～99.9 Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻，(1)断开K2，闭合K1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－eq \f(1,I)图线，(2)断开K2，闭合K1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0 A；保持电阻箱的位置不变，断开K1，闭合K2，此时电流表的示数为I2＝0.8 A，据以上数据可知( )
图7
A．电源电动势为3.0 V
B．电源内阻为2 Ω
C．Rx的阻值为0.5 Ω
D．K1断开、K2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小
解析：由I＝eq \f(E,R＋r)得R＝eq \f(E,I)－r则R－eq \f(1,I)图象的斜率k＝E＝2.0 V，A选项错误，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5 Ω，B选项错误，K2断开，K1闭合时，R＋r＝eq \f(E,I1)；K1断开，K2闭合时，Rx＋R＋r＝eq \f(E,I2)，所以，Rx＝eq \f(E,I2)－eq \f(E,I1)＝0.5 Ω，C选项正确，因Rx＝r，所以，电路中的外电阻大于内阻，随着R的减小，电源输出功率将增大，R＝0时，电源输出功率最大，D选项错误．
答案：C
9．如图8所示的电路中，灯泡A和B原来都是正常发光．忽然灯泡B比原来变暗了些，而灯泡A比原来变亮了些，则电路中出现断路故障的是(设只有一处出现了故障)( ) 图8
A．R2 B．R3
C．R1 D．灯B
解析：依题意，整个电路只有一处发生了断路，下面分别对不同区域进行讨论：
①若R1断路．电路中总电阻变大，电流变小，路端电压升高，A、B两灯均变亮，不合题意．
②若R3断路．B与R3并联，该段电路中电阻变大，电压升高，B中的电流增大，B灯变亮，不合题意．
③若R2断路，A与R2并联，这段电路中电阻变大，使总电阻变大，总电流变小，各部分电压降变小，A灯两端电压升高，A中电流增大，A灯变亮；因B灯两端电压减小，B灯中电流变小，B灯变暗，与题中条件相符．
④若B灯断路，则B灯不能发光，不合题意．
答案：A
二、非选择题(本题包括3小题，共46分)
10．(15分)(2011·金华模拟)如图9所示，R3＝6 Ω，电源内阻r为1 Ω，当S合上且R2为2 Ω时，电源的总功率为16 W，而电源的输出功率为12 W，灯泡正常发光，求：
(1)电灯的电阻及功率； 图9
(2)S断开时，为使灯泡正常发光，R2的阻值应调到多少欧？
解析： (1)由P总＝IE，P总＝P输＋I2r可得：
I＝2 A，E＝8 V
电源的路端电压
U＝E－Ir＝6 V，
IR3＝eq \f(U,R3)＝1 A
又U灯＝U－I灯·R2，I灯＝I－IR3
可得：I灯＝1 A，U灯＝4 V
所以：R灯＝eq \f(U灯,I灯)＝4 Ω
P灯＝I灯U灯＝4 W
(2)S断开时，灯泡正常发光时，电路中的总电流为
I灯＝1 A，由I灯＝eq \f(E,r＋R2′＋R灯)
可得：R2′＝3 Ω.
答案：(1)4 Ω 4 W (2)3 Ω
11．(15分)如图10所示，电路中接一电动势为4 V、内电阻为2 Ω的直流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4 Ω，电容器的电容为30 μF，电流表的内阻不计，当电路稳定后，
(1)求电流表的读数；
(2)求电容器所带的电荷量； 图10
(3)如果断开电源，求通过R2的电荷量．
解析：(1)因电流表的内阻不计，故R1、R2被Ⓐ短路
电流表的示数I＝eq \f(E,r＋R4＋R3)＝0.4 A.
(2)电容器C上的电压与R3的电压相等，
故UC＝IR3＝1.6 V，
Q＝CUC＝30×10－6×1.6＝4.8×10－5 C.
(3)断开电源后，电容器上的电量Q全部放掉，此过程中，R1与R2并联，且电阻相等，故通过R2的电荷量QR2＝eq \f(Q,2)＝2.4×10－5 C.
答案：(1)0.4 A (2)4.8×10－5 C (3)2.4×10－5 C
12．(16分)图11甲所示为一个电灯两端电压与通过它的电流的变化关系曲线．由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故，参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻，线路提供电压不变)：
图11
(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电压恒定为12 V的电路上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻；
(2)如图乙所示，将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联，接在电压恒定为8 V的电路上，求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率．
解析：(1)由于三个电灯完全相同，所以每个电灯两端的电压为：UL＝eq \f(12,3) V＝4 V
结合图象可得当UL＝4 V时，IL＝0.4 A
故每个电灯的电阻为：R＝eq \f(UL,IL)＝eq \f(4,0.4) Ω＝10 Ω.
(2)设此时电灯两端的电压为U′，流过每个电灯的电流为I，由闭合电路欧姆定律得E＝U′＋2IR0
代入数据得U′＝8－20I
在图甲上画出此直线如图所示．
可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A)，即流过电灯的电流为0.3 A，则流过电流表的电流为
IA＝2I＝0.6 A
每个灯的功率为：P＝UI＝2×0.3 W＝0.6 W.
答案：(1)0.4 A 10 Ω (2)0.6 A 0.6 W