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2020-2021学年新教材高中物理 素养培优课练习3 闭合电路欧姆定律的综合应用(含解析)新人教版必修第三册.doc

1、素养培优课练习(三)闭合电路欧姆定律的综合应用(教师用书独具)(建议用时:25分钟)1欧姆表电路及刻度盘如图所示,现因表头损坏,换用一个新表头。甲表头满偏电流为原来表头的2倍,内阻与原表头相同;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为()A100 ,100 B200 ,100 C50 ,100 D100 ,200 C由欧姆表改装原理及闭合电路的欧姆定律可得,甲表头满偏电流为原表头的2倍,内阻与原表头相同,在电动势不变的情况下,其中值电阻变为原来的,即50 ;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,在电动势不变的情况下,其中值电阻不

2、变,即100 ,故C正确,A、B、D错误。2如图所示,电源电动势E10 V,内阻r0.2 ,标有“8 V 16 W”的灯泡L恰好正常发光,电动机线圈电阻R00.15 ,则电源的输出功率为 ()A16 WB440 WC80 WD400 WC电路的总电流I A10 A,则电源的输出功率为PIU额108 W80 W,C错误。3如图所示,电源电动势为E,内阻为r。当逐一闭合开关,接入灯泡增多时,以下说法不正确的是()A灯少时灯泡较亮,灯多时灯泡较暗B灯多时各灯两端的电压较低C灯多时通过电源的电流较大D灯多时通过各灯的电流较大D随着接入灯泡增多,外电路的总电阻减小,由闭合电路的欧姆定律I得,干路电流增大

3、,由UEIr知,路端电压U减小,则各灯两端的电压降低,电流减小,亮度变暗,选项A、B、C正确,选项D错误。D符合题意。4如图所示,电路中电源的电动势为E,内电阻为r,开关S闭合后,当滑动变阻器R的滑片P向右移动的过程中,三盏规格相同的小灯泡L1、L2、L3的亮度变化情况是()A灯L1、L2变亮,灯L3变暗B灯L2、L3变亮,灯L1变暗C灯L1、L3变暗,灯L2变亮D灯L2、L3变暗,灯L1变亮C变阻器与灯L1串联后与灯L2并联,再与灯L3串联。将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律得知:干路电流I减小,则通过L3的电流减小,L3变

4、暗,L3两端电压和内阻所占电压都减小,则并联部分电压增大,所以流过灯L2的电流变大,L2变亮,I1II2,I减小,I2增大,则I1减小,灯L1变暗。故C正确。 5有一个电动势为3 V、内阻为1 的电源。下列电阻与其连接后,电阻的功率大于2 W,且该电源的效率大于50%的是()A0.5 B1 C1.5 D2 C当内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,最大功率P W2.25 W,此时电源的效率100%50%,而外电阻越大,电源效率越大,故外电阻应大于1 ;由R2 W,解得R2 或R0.5 ,要使电阻功率大于2 W,则电阻应小于2 且大于0.5 ,C正确。6如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率

5、P随电流I变化的图线,曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率P随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1 A,那么AB线段表示的功率为()A1 WB6 WC2 W D2.5 WC由题图不难看出,在C点,电源的总功率等于电源内部的热功率,所以电源的电动势为E3 V,短路电流为I3 A,所以电源的内阻为r1 。题图上AB线段表示的功率为PABP总I2r(13121) W2 W。故选项 C正确。7(多选)在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中,关于各电表示数的变化,下列判断中正确的是 ()A电压表V的示数变大B电流表A2的示数变小C电流表A1

6、的示数变小D电流表A的示数变大AB当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,则总电阻增大;由闭合电路的欧姆定律可知,电路中总电流减小,则可知电流表A的示数变小,则由UEIr可知,路端电压增大,电压表V的示数变大,故A正确,D错误;因路端电压增大,R1中电流增大,电流表A1的示数变大,故C错误;因总电流减小,而R1中电流增大,则R2中电流减小,电流表A2的示数变小,故B正确。8如图所示电路中,定值电阻R2r(r为电源内阻),滑动变阻器的最大阻值为R1且R1R2r。在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中,以下说法正确的是()A电源的输出功率变小BR2消耗的功率先变大后变小C滑动变阻器消

7、耗的功率先变大后变小D以上说法都不对C滑片向右移动,滑动变阻器接入电路部分电阻变小,电路中的电流变大,通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大,这两个电阻是定值电阻,消耗的功率变大,在滑片滑动的过程中内阻始终小于外电阻,所以电源的输出功率增大。考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分,当滑动变阻器的阻值等于2r时,消耗的功率最大,当滑动变阻器阻值小于2r时,消耗的功率变小。故C正确。9如图所示,电源电动势E30 V,内阻r1 ,灯泡上标有“6 V 12 W”字样,直流电动机线圈电阻R2 ,若灯泡恰好能正常发光,求电动机输出的机械功率。解析因灯泡正常发光,所以I A2 AU内Ir2

8、1 V2 V所以电动机电压为UMEU内U30 V2 V6 V22 V电动机输出的机械功率为P机UMII2R222 W222 W36 W。答案36 W(建议用时:15分钟)10硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,下列相关叙述说法正确的是 ()A此时硅光电池的内阻为12.5 B此时硅光电池的输出功率为0.2 WC此时硅光电池的总功率为0.72 WD此时硅光电池的输出效率为40%C由闭合电路的欧姆定律得UEIr,当I0时,EU,由a与纵轴的

9、交点读出电动势为E3.6 V。根据两图线交点处的状态可知,将它们组成闭合回路时路端电压为U2 V,回路中的电流为I0.2 A,则电池的内阻为r 8 ,A错误;电池的输出功率为P出UI0.4 W,B错误;此时硅光电池的总功率为P总EI3.60.2 W0.72 W,C正确;此时硅光电池的输出效率为100%100%55.6%,D错误。11如图所示电路中,电源的电动势为E,内阻为r,各电阻阻值如图所示,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程 中,下列说法正确的是()A电压表的读数U先减小后增大B电流表的读数I先增大后减小C电压表读数U与电流表读数I的比值不变D电压表读数的变化量U与电流表读数的变化量

10、I的比值不变D对电路图分析可知,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,外电路总电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,总电流先减小后增大,A、B错误;电压表读数U与电流表读数I的比值是反映外电路电阻的,当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,外电路电阻先增大后减小,而电压表读数的变化量U与电流表读数的变化量I的比值反映电源内阻,不发生变化,C错误,D正确。12如图所示的电路中,R13 ,R26 ,R31.5 ,C20 F。当开关S断开时,电源所释放的总功率为2 W;当开关S闭合时,电源所释放的总功率为4W,求:(1)电源的电动势和内电阻;(2)闭合S时,电源的输出功率;(3)S断开和

11、闭合时,电容器所带的电荷量各是多少。解析(1)S断开时外电路R2、R3串联EI1(R2R3)I1rP1EI1S闭合时外电路R1、R2并联后与R3串联R外R3代入数据R外3.5 对闭合电路EI2R外I2rP2EI2由可得(2)闭合S时,电源的输出功率PIR外123.5 W3.5 W。(3)S断开时Q1CUR2201060.56 C6105 CS闭合,电容器两端的电势差为零,则Q20。答案(1)4 V0.5 (2)3.5 W(3)6105 C013如图所示的电路中,所用电源的电动势E4 V,内电阻r1 ,电阻R1可调。现将R1调到3 后固定。已知R26 ,R33 ,求:(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?解析(1)开关S断开时,I1 A0.4 A开关接通时,R2、R3并联的总电阻R232 I1 A0.667 A。(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R232 为定值,所以,只有当R10时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。IAAPABI2R232 W3.556W。答案(1)0.4 A0.667 A(2)03.556 W

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