1、素养培优集训(四)闭合电路欧姆定律的应用一、选择题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，其中值电阻不变，即100 ，故C正确，A、B、
2、D错误。2(多选)(2020河北石家庄期中)如图所示，a表示某电源路端电压随电流变化的图线，b表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断正确的是()A阴影部分的面积表示电源内阻消耗的功率B阴影部分的面积表示电源的输出功率C当时，电源的输出功率最大D当时，电源的效率最高BC阴影部分的面积表示外电阻消耗的功率或电源的输出功率，A错误，B正确；当时，外电阻的阻值R与电源内阻r相等(注意、正切值并不等于阻值大小)，此时电源的输出功率最大，此时效率为100%50%，故C正确，D错误。3将一个电源与一个电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是()
3、A电源的电动势为45 VB电源的内阻为5 C电源最大输出功率可能大于45 WD电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%B当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由题图可知，电源的内阻为5 ，故B正确；由Pmax可知，E30 V；故A错误；由题图可知，电源的输出功率最大为45 W，故C错误；根据效率公式可得：100%，最大功率时内外电阻相等，所以效率为50%，故D错误。4如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F。调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是()A保持
4、R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小B当电路接通后，对小球受力分析：小球受重力、电场力和悬线的拉力F三个力的作用，其中重力为恒力。 当电路稳定后，R1中没有电流，两端等电势，因此电容器两极板电压等于R0两端电压。当R2不变，R1变化时，电容器两极板电压不变，板间电场强度不变，小球所受电场力不变，F不变，C、D错误；若保持R1不变，缓慢增大R2，R0两端电压减小，电容器两端电压减小，内部电场强度减弱，小球受到的电场力减小，F变小，故A错误，B正确。5(多选)(2021南京模拟)如
5、图所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，内阻不计。下列说法正确的是()A开关S断开时，a、b两点电势相等B开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC开关S断开时，C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D不论开关S断开还是闭合，C1带的电荷量总比C2带的电荷量大BCS断开时，外电路处于断路状态，两电阻中无电流通过，电阻两端电势相等，由图知a点电势与电源负极电势相等，而b点电势与电源正极电势相等，A错误；S断开时，两电容器两端电压都等于电源电动势，而C1C2，由QCU知此时Q1Q2。当S闭合时，稳定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流I2 A，此
6、时两电阻两端电压分别为U1IR16 V、U2IR212 V，则此时两电容器所带电荷量分别为Q1C1U13.6105 C、Q2C2U23.6105 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷量也减小，故B、C正确，D错误。6(2020河北大名一中月考)图为多用电表欧姆挡原理的示意图，其中表头的满偏电流为300 A，内阻rg100 ，调零电阻的最大阻值为50 k，串联的固定电阻R050 ，电源的电动势E1.5 V，电源内阻r1 ，用它测量电阻Rx，能较准确测量的阻值范围是()A30 k80 kB3 k8 kC300 k800 kD3 000 k8 000 kB题图为多用电表欧姆挡的原理
7、图，欧姆挡测电阻利用的是闭合电路的欧姆定律，有Ix，可见Ix与Rx是一一对应的关系。先在表头上刻下Ix对应的Rx值，我们就可以用它测电阻了，但是Ix与Rx并不是线性关系，在中值电阻附近时测量值是比较准确的。本题中，当电流表半偏时，Ig，所以R中 5 k，选项B正确。7如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率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
8、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。8(多选)如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动，若滑动变阻器的滑片向下滑动，则()AL变亮BL变暗C油滴向上运动 D油滴向下运动BD滑动变阻器的滑片向下滑动，使得电路的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流I增大，L两端的电压UEIr减小，L变暗，B正确；电容器两端的电压与L两端电压相等，则油滴受到向上的静电力减小，油滴向下运动，D正确。9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
9、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，
10、C正确；此时硅光电池的输出效率为100%100%55.6%，D错误。10(2021襄阳四中月考)如图1所示，R为电阻箱，A为理想电流表，电源的电动势为E，内阻为r。图2为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像，其中功率P0分别对应电流I1、I2，外电路电阻R1、R2。下列关系式中正确的是()图1图2AI1I2BI1I2CDB由闭合电路的欧姆定律得UEIr，输出功率为PUIEII2r，故有EI1IrEI2Ir，整理得I1I2，故A错误，B正确；根据电功率表达式得P0IR1IR2，且I1，I2，代入整理得R1R2r2，故C、D错误。二、非选择题11欧姆表的原理如图所示。其中，电源的电动势为E、内
11、阻为r，表头G的满偏电流为Ig、内阻为Rg。(1)图中的A端应与_(选填“红”或“黑”)色表笔相连接；(2)测量电阻前，将红、黑色表笔短接，调节可变电阻使通过表头G的电流达到Ig，此时可变电阻接入电路的阻值R0_；(3)测量电阻时，若表头G的示数为I，则被测电阻的阻值Rx_。(2)(3)中的空均用E、r、Ig、Rg、I表示解析(1)欧姆表内部电源的正极应与黑表笔相连接，因此题图中的A端应与黑色表笔相连接。(2)当通过表头G的电流为Ig时，由闭合电路欧姆定律有Ig，解得R0(rRg)。(3)当表头G的示数为I时，由闭合电路欧姆定律有I，解得Rx(rRgR0)。答案(1)黑(2)(rRg)(3)1
12、2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
13、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 W3.556 W。答案(1)0.4 A0.667 A(2)03.556 W