1、2012版高三物理一轮复习 闭合电路的欧姆定律1.如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同.在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,则( )A.电压表的示数变大B.电池内部消耗的功率变大C.电阻R2两端的电压变大D.电池的效率变大解析:本题考查电路的动态分析,与一般的题目不同的是由于题目中各电阻均已知,所以可通过计算求解.设R1=R2=R3=R,开关S1在位置1时,电路的总电阻为(R+r),当切换到2位置时,电路的总电阻为(R+r),所以总电阻变小,总电流增大,路端电压U=E-Ir将变小,A项错误.电源内耗功率P=I2r将变大,B
2、项正确;当开关位于1时, R2两端的电压为答案:B2.如图(1)所示,电压表V1V2串联接入电路中时,示数分别为6 V和4 V,当只有电压表V2接入电路中时,如图(2)所示,示数为9 V,电源的电动势为( )A.9.8 VB.10 VC.10.8 VD.11.2 V解析:根据闭合电路欧姆定律,电源两端的路端电压:U=E-Ir得:10=E-r,9=E-r,可知C选项正确.答案:C3.用电压表检查如图所示的电路中的故障,测量Uad=5.0 V,Uab=0,Ubc=5.0 V,Ucd=0,则电路故障可能是( )A.滑动变阻器R1断路 B.电容器C被击穿C.电阻R2断路 D.电感线圈L断路解析:判断电
3、路故障的最常用的一种方法是使用电压表,电压表在使用时“只要电压表的正负接线柱能与电源的正负极接通,同时与电压表并联的部分电路没有短路现象发生时,电压表就会有示数”.由题意Uad=Ubc=5.0 V可知abcd间为通路,AC错误;若电容器C被击穿,则bc两点间电压将为零,B错误;故正确答案为D.答案:D4.如图所示,滑动变阻器的滑片P向A端滑动,则( )A.电源总功率增大B.灯泡L1变亮C.灯泡L2变暗D.灯泡L3变亮解析:等效电路如图.P向A端滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路总电阻R减小,即L1L2变亮,L3变暗,总功率变大,故AB正确.答案:AB5.如图所示,电阻R1=20 ,电
4、动机线圈电阻R2=10 .当开关S断开时.电流表的示数为0.5 A;当开关S闭合后,电动机转起来,电路两端电压不变.电流表显示的电流I或电路消耗的电功率P应是( )A.I=1.5 A B.I1.5 AC.P=15 W D.P15 W解析:开关S断开时,电流表示数为0.5 A,则U=I1R1=10 V;合上S后,电动机接入电路,因电动机为非纯电阻用电器,故I2fracUR_2=1 A,电路总功率P总=UI总=U(I1+I2)10(1+0.5) W=15 W.则AB均错.D项对.答案:D6.图为大型电子地磅电路图,电源电动势为E,内阻不计.不称物体时,滑片P在A端,滑动变阻器接入电路的有效电阻最大
5、,电流较小;称重物时,在压力作用下使滑片P下滑,滑动变阻器有效电阻变小,电流变大.这样把电流对应的重力值刻在刻度盘上,就可以读出被称物体的重力值.若滑动变阻器上AB间距离为L,最大阻值等于定值电阻阻值R0,已知两弹簧的总弹力与形变量成正比,比例系数为k,则所称重物的重力G与电流的大小I的关系为( )A.G=2kL- B.G=kLC.G=+kL D.G=kIL解析:由于滑片P的移动,所以接入电路的电阻随重物的增加而减小,设所称重物的重力为G时,弹簧压缩x(AP=x),则电路中的总电阻为R0+R0,由欧姆定律可得E=I(R0+R0),由胡克定律得G=kx由两式解得G=2kL-,故选项A正确.答案:
6、A7.在如图所示的电路中,开关S1S2S3S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,板间悬浮着一油滴P.断开哪一个开关后P会向下运动( )A.S1 B.S2 C.S3 D.S4解析:四个开关均闭合时,油滴悬浮于平行板电容器的极板间,油滴所受合外力为零,说明油滴除受重力外必受电场力的作用,且大小与重力相等,方向与重力相反.若断开某个开关后,油滴向下运动,必是电场力减小,电容器极板间电压减小所致.从电路连接形式可看出,电阻R1R2并联后与电容器C串联.故电容器C实质上是并联在电阻R3两端.因R1R2的电阻相对于电容器而言可忽略,断开S1不会使电容器两板间的电压发生变化;断开S4,电容器两板间的电
7、压保持不变;断开S2,因电源内阻远小于电容器的电阻,电容器两板间电压反而会升高;只有断开S3时,电容器通过R3放电,使电容器两板间的电压降低,P才会向下运动.答案:C8.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图象如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图象上的两点,相应状态下电源的效率分别为a、b.由图可知a、b的值分别为( )解析:本题主要考查电源效率的理解与计算.在闭合电路中,电源的效率也是外电压与电动势之比,也等于外电阻与总电阻之比.设图中每一小格数值为k,由图象知,电源的电动势为6kV,a和b对应的外电压分别是4kV和
8、2kV,由此知D项正确.答案:D9.图中图线表示某电池组的输出电压-电流关系,图线表示其输出功率-电流关系.该电池组的内阻为_.当电池组的输出功率为120 W时,电池组的输出电压是_V.解析:图线为路端电压和电流的关系,其直线的斜率即为电源的内阻,即r=5 ;由图线可以看出当输出功率为120 W时其电流为4 A,由P=UI知U=P/I=30 V.答案:5 3010.如图所示,电源电动势E=4.0 V,电源内电阻r=0.50 ,电阻器R2=18 ,安培表A1的读数为0.50 A,安培表A2的读数为0.30 A,伏特表V的读数为3.0 V,求:R1R3R4的阻值各多大?(不计各电表内阻的影响)解析
9、:先把题图所示电路中的安培表短路伏特表断路,根据节点跨接法画出图甲所示的简化电路结构,再把各电表填到其对应的位置改画成图乙所示的电路图.由图甲可以看出R3和R4串联后再和R1R2并联接在电源两端.由图乙可以看出安培表A1示数为通过R2上的电流I2和通过R3上的电流I3之和;安培表A2量的是通过R3R4上的电流(I3=I4);伏特表量的是R3两端的电压.由欧姆定律得R3=10 ,通过R2上的电流I2=0.50 A-0.30 A=0.20 A,电源的端电压U=U1=U2=I2R2=0.2018 V=3.6 V由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir电路的总电流I=A=0.80 AR1上的电流为I1=I-(
10、I2+I3)=0.30 AR1= =12 R4两端的电压U4=U-U3=3.6 V-3.0 V=0.60 VR4 =2.0 解得R1R3R4的阻值分别为12 ,10 和2.0 .答案:12 10 2.0 11.如图所示的电路中,电源的电动势E=3.0 V,内阻r=1.0 ;电阻R1=10 ,R2=10 ,R3=30 ,R4=35 ;电容器的电容C=100 F.电容器原来不带电.求接通电键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为R=+r由欧姆定律得,通过电源的电流I=电源的路端电压U=E-Ir电阻R3两端的电压UU通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量Q=CU由以上各
11、式并代入数据解得Q=2.010-4 C答案:2.010-4 C12.如图所示的电路中,两平行金属板AB水平放置,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,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=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=110-2 C,质量为m=210-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时,电源的输出功率是多大?(取g=10 m/s2)解析:(1)小球进入板间后,受重力和电场力的作用,且到A板时速度为零.设两极间电压为UAB,由动能定理得 (2)电源的输出功率P出=I2(R+R滑)=23 W.答案:(1)8 (2)23 W