1、温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价 十五闭合电路的分析(40分钟100分)(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.在如图所示的电路中,电源两端A、B间的电压恒定不变,开始时S断开,电容器上充有电荷。闭合S后,以下判断正确的是()A.C1所带电量增大,C2所带电量减小B.C1所带电量减小,C2所带电量增大C.C1、C2所带电量均减小D.C1、C2所带电量均增大【解析】选C。闭合S前,两电阻中无电流通过,其上电压为零,故两电容器两端电压均等于电源A、B间的电压;闭合S后
2、,两电容器分别并联在两电阻上,根据串联分压规律可知,此时电容器两极板间电压均小于A、B间电压,由Q=CU可知,两电容器所带电量均减小,C正确。2.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。当R3的滑片P向右移动时,下列说法中正确的是()A.R1的功率P1必然减小B.R2的功率P2必然变大C.电源总功率必然增加D.电源热功率必然减小【解析】选D。P向右移动时,R3增大。因此电路的总电阻R增大,由I=知,I减小,由U=E-Ir知路端电压U增大。所以由部分电路欧姆定律知,I1增大,则I2减小,因而可得P1增大,P2减小,则A、B错误;P总=EI,由于总电流减小,电源
3、的总功率减小,电源内部消耗的热功率减小,故C错误,D正确。【补偿训练】在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表的读数为I,电压表的读数为U,当R5的滑动触头向图中a端移动时()A.I变大,U变小B.I变大,U变大C.I变小,U变大D.I变小,U变小【解析】选D。当R5的滑动触头向图中a端移动时,R5接入电路的电阻变小,外电路的总电阻就变小,总电流变大,路端电压变小即电压表的读数U变小;由于总电流变大,使得R1、R3两端电压都变大,而路端电压又变小,因此,R2和R4串联两端电压变小,则电流表的读数I变小,故选D。3.如图所示电路
4、的电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表V的示数减小U(电压表为理想电表),在这个过程中()A.通过R1的电流减小,减少量一定等于B.R2两端的电压增大,增加量一定等于UC.路端电压减小,减少量一定等于UD.通过R2的电流增大,增加量等于【解析】选A。由R1=知,当电压减小U时,通过R1的电流减小,故A正确;由闭合电路欧姆定律知,当电压减小U时,则U2+U内增大U,所以R2两端的电压增加量小于U,路端电压减小量小于U,通过R2的电流增加量小于,故D错误。4.如图所示,电源电动势为E,内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器,R0为定值电阻,R1为光敏电阻(其电阻随
5、光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是()A.只逐渐增大R1的光照强度,电阻R0消耗的电功率变大,电阻R3中有向下的电流B.只调节电阻R3的滑片P2向上端移动时,电源消耗的功率变大,电阻R3中有向上的电流C.只调节电阻R2的滑片P1向下端移动时,电压表示数变大,带电微粒向下运动D.若断开开关S,带电微粒向下运动【解析】选D。只逐渐增大R1的光照强度,R1的阻值减小,外电路总电阻减小,总电流增大,电阻R0消耗的电功率变大,滑动变阻器的电压变大,电容器两端的电压增大,电容器两极板带的电荷量变大,所以电阻R3中有向上的电流,故选项A错误;电路稳定
6、时,电容器相当于开关断开,只调节电阻R3的滑片P2向上端移动时,对电路没有影响,故选项B错误;只调节电阻R2的滑片P1向下端移动时,电容器并联部分的电阻变大,所以电容器两端的电压变大,由E=可知电场力变大,带电微粒向上运动,故选项C错误;若断开开关S,电容器处于放电状态,电荷量变小,板间场强减小,带电微粒所受的电场力减小,将向下运动,故选项D正确。5.如图所示的电路中,电压表和电流表均是理想电表,当滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离后,下列说法中正确的是()A.电压表示数减小B.电流表示数增大C.R0的功率减小D.电源的功率增大【解析】选C。根据串、并联电路的特点可知,当滑片P向左移动一小段
7、距离后,整个闭合回路的总电阻增大,利用闭合电路的欧姆定律I=可判断I减小,因U=E-Ir,所以电压表示数增大,A、B错误;R0与其并联的滑动变阻器的总电阻减小,而干路电流I减小,所以R0两端的电压U0减小,根据P=,可知R0的功率减小,C正确;因P总=EI,干路电流减小,可判断电源的总功率减小,D错误。6.阻值相等的四个电阻R、电容器C及电池E(内阻可忽略)接成如图所示的电路。保持S1闭合,开关S2断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S2,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.53B.21C.12D.13【解析】选A。电池E的内阻可忽略不计,保持开关S1闭
8、合、S2断开且电流稳定时,电容器的电压为:U1=2R=,再闭合开关S2时,电容器的电压为:U2=R=,由Q=CU得:C相同,则有:Q1Q2=U1U2=53,故A正确,B、C、D错误。二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(12分)甲同学要把一个量程为200A的直流电流计G,改装成量度范围是04V的直流电压表。(1)她按如图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg,其中电阻R0约为1k。为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用,电阻器R1应选用,电阻器R2应选用(选填器材前的字母)。A.电源(电动势1.5V)B.电源(电动势
9、6V)C.电阻箱(0999.9)D.滑动变阻器(0500)E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(05.1k)F.电位器(051k)(2)该同学在开关断开情况下,检查电路连接无误后,将R2的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是:,最后记录R1的阻值并整理好器材。(请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母)A.闭合S1B.闭合S2C.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度D.调节R2的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半E.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度的一半F.调节R1的阻值,使电流计指针偏转到满刻度(3)如果所得的R1的阻值为300.0,则上图中被测电流计的内阻rg的测量
10、值为,该测量值(选填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。【解析】(1)考虑到减小误差,电源应选电动势较大的B。R1要选能读出接入电路的电阻值的电阻箱C。R2在电路中是限流连接,应选用总阻值大于30k的电位器F。(2)电流半偏法的具体操作顺序是:a.S1断开,S2闭合;b.调节R2,使电流计指针满偏;c.闭合S1;d.保持R2不变,调节R1,使电流计指针半偏;e.读出R1,即为电流计内阻值。(3)根据半偏法原理,rg=R1=300。由于闭合S1后,干路电流会略微变大,故半偏时,流过R1的电流略大于电流计的电流,故R1的阻值略小于电流计的内阻。答案:(1)BCF(2)BCAE(3)300略小于
11、8.(12分)在图甲所示电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100,R2的阻值未知,R3是一滑动变阻器,当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两点是滑片在滑动变阻器上的两个不同端点时分别得到的。求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)定值电阻R2的阻值;(3)滑动变阻器R3的最大值。【解析】(1)由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir将图像中A、B两点的电压和电流代入得E=16+0.2rE=4+0.8r解得E=20V,r=20。(2)当R3的滑片滑到最右端时,R3、R1均被短路,此时外电路电阻等于R2,且对应于图线上B点,故由B点的
12、U、I值可求出R2的阻值为R2=5。(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时,R3阻值最大。设此时外电路总电阻为R,由图像中A点坐标求出R=80。R=+R2,代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3=300。答案:(1)20V20(2)5(3)300(15分钟40分)9.(6分)(多选)在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片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】选B、D。将滑动变阻器的滑片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L变暗,A错误
13、;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,则当P向左移动一段距离后,外电路电阻比r大得更多,电源的输出功率变小,B正确;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错误,D正确。【补偿训练】(多选)如图所示电路中,电源内阻忽略不计。闭合开关,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【解析】选B、C。不计电源内阻,电路的路端电压等于电源电动势,A选项错误;滑动变阻器的上半部分和下半部分并
14、联,在滑片由a端滑到b端的过程中,该并联值先变大再变小,电压表示数U和电流表示数I的比值为该并联值和电阻R2之和,C选项正确;根据电阻的变化可判断电路中电流先变小再变大,B选项正确;U的变化量与I变化量比值等于R2支路总电阻,D选项错误。10.(6分)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间距离d=40cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1,电阻R=15。闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q=110-2C,质量为m=210-2kg,不考虑空气阻力。那么,要使小球恰能到达A板,滑动变阻器接入电路的阻值和此时电
15、源的输出功率为(取g=10m/s2)()A.8、23WB.32、8WC.8、15WD.32、23W【解析】选A。带电小球从B到A根据动能定理有-mgd-qUP=0-m,解得UP=8V,根据闭合电路欧姆定律有UP=E-I(r+R),代入数据得I=1A,此时滑动变阻器接入电路的阻值RP=8,电源输出功率P出=I2(R+RP)=23W,选项A正确。11.(6分)竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用绝缘线悬挂了一个带负电的小球,将平行金属板按如图所示的电路连接,开关闭合后绝缘线与左极板间的夹角为。当滑动变阻器R的滑片在a位置时,电流表的读数为I1,夹角为1;当滑片在b位置时,电流表的读数为I2,夹角
16、为2,则()A.12,I12,I1I2C.1=2,I1=I2D.12,I1=I2【解析】A。在滑动变阻器的滑片由a位置滑到b位置的过程中,电路中总电阻减小,平行金属板两端的电压增大,小球受到的电场力增大,因此夹角增大,即12;电路中的总电阻减小,总电流增大,即I1I2,故A正确。12.(10分)实验室有一种灵敏电流计G,满偏刻度为30格。某兴趣小组想要较精确地测出它的满偏电流Ig和内阻Rg,实验室中可供利用的器材有:待测灵敏电流计G1、G2电流表A:(量程为1mA、内阻约为100)定值电阻R1:(阻值为400)定值电阻R2:(阻值为600)电阻箱R:(09999.9,最小调节量0.1)滑动变阻
17、器R3:(最大电阻2000,额定电流1.5A)直流电源:电动势1.5V,内阻不计;开关一个,导线若干。该小组设计的实验电路图如图,连接好电路,并进行下列操作。(1)闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表示数适当。(2)若灵敏电流计G2中的电流由b流向a,再调节电阻箱,使电阻箱R的阻值(选填“增大”或“减小”),直到G2中的电流为0。(3)读出电阻箱连入电路的电阻为1200,电流表的示数为0.6mA,灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处,则灵敏电流计满偏电流Ig=mA,内阻Rg=。【解析】若灵敏电流计G2中的电流由b流向a,说明b点电势较高。再调节电阻箱,使电阻箱R的阻值减小,升高a点电势,直到G
18、2中的电流为0。读出电阻箱连入电路的电阻为1200,电流表的示数为0.6mA,灵敏电流计G1的指针指在20格的刻度处,即,由欧姆定律和串联电路并联电路规律得,(Rg+1200)=(0.610-3-Ig)(400+600),1200=(0.610-3-Ig)600,联立解得:灵敏电流计满偏电流Ig=300mA,内阻Rg=800答案:(2)减小(3)30080013.(12分)在如图所示的电路中,定值电阻R1=7、R2=3、R3=1、R4=4、R5=5,电容器的电容C=2F,电源的电动势为E=20V,忽略电源的内阻。若将开关S闭合,求:(1)电容器所带的电荷量;(2)如果在工作的过程中R2烧断,流
19、过R5的电荷量。【解析】(1)由电路图可知UR1UR2=R1R2=73且UR1+UR2=20V解得:UR1=14V,UR2=6V同理可得:UR3=4V,UR4=16V假设d点为零电势点,则d=0则有UR2=a-d=6VUR4=b-d=16V因此a=6V,b=16V由于b点电势高,则电容器的下极板带正电,所以Uba=b-a=10V则电容器所带的电荷量为Q=CUba=210-610C=210-5C。(2)若R2断路则有Uab=UR3=4V则电容器所带的电荷量为Q=CUab=210-64C=810-6C此时下极板带负电,则流过R5的电荷量为Q=Q+Q=2.810-5C。答案:(1)210-5C(2)2.810-5C关闭Word文档返回原板块
