1、课时素养评价十五闭合电路欧姆定律(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于电动势,下列说法中正确的是()A.电源单位时间向外提供的电能越多,表明电动势越大B.电动势大,说明单位电荷在电路中流动时,电源对外提供的电能本领大C.一个电动势为1.5V的电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电路,就有1.5J的化学能转变成电能D.电源内部,电流由负极流向正极,表明内部由负极到正极,电势降低【解析】选C。根据电源向外提供的电能W=EIt可知:电源向外提供的电能不仅与电动势有关,还与电流和时间有关,故A错误;电源是把其他形式的能转化为电能的装置,而电动势表征电源把其他形式的能转
2、化为电能的本领大小,电动势越大,这种转化本领越大,故B错误;一个电动势为1.5V的电池接入电路时,若有1C的电荷量通过电路,就有W=Uq=1.51J=1.5J的化学能转变成电能,故C正确;电源内部,电流由负极流向正极,电势升高,故D错误。2.一火警报警装置的一部分电路示意图如图所示,其中R2的电阻随温度升高而减小,a、b接报警器;当R2所在处出现火情时,电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比()A.I变大,U变大B.I变小,U变小C.I变大,U变小D.I变小,U变大【解析】选C。当出现火情时R2减小,导致整个电路中干路电流增加,内电压增加,U=E-U内减小,UR1增加,则R2、R3并
3、联电压减小,通过R3的电流减小,R2的电流增加,故电流表示数I增大,则C正确,A、B、D错误。3.有两个相同的电阻R,串联起来接在电动势为E的电源上,电路中的电流为I;将它们并联起来接在同一电源上,此时流过电源的电流为,则电源的内阻为()A.RB.C.4RD.【解析】选C。由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E=I(2R+r),E=I,由以上两式可得r=4R。则C正确,A、B、D错误。4.如图所示,当开关S断开时,理想电压表示数为3V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8V,则外电阻R与电源内阻r之比为()A.53B.35C.23D.32【解析】选D。S断开时,电压表的示数等于电源的
4、电动势,即:E=3V。S闭合时,U外=1.8V,所以U内=E-U外=1.2V。因U外=IR,U内=Ir,所以Rr=U外U内=1.81.2=32。则D正确,A、B、C错误。5.在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻RM发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时()A.RM变大,且R越大,U增大越明显B.RM变大,且R越小,U增大越明显C.RM变小,且R越大,U增大越明显D.RM变小,且R越小,U增大越明显【解析】选C。当RM变大时,回路的总电阻R总变大,根据I总=,得干路中的电流变小,S两端的电压U=
5、I总RS变小,故选项A、B错误;当RM变小时,回路的总电阻R总=+RS变小,根据I总=,得干路中的电流变大,S两端的电压U=I总RS变大,而且R越大,RM变小时,对回路的总电阻变化的影响越明显,故选项C正确,选项D错误。6.如图所示的电路中,电源电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=Uad=6V,Ucd=Ubc=0,经检查,各段导线以及导线与各元件的连接处良好,由此可判定()A.开关S处接触不良B.L1的灯丝烧断了C.L2的灯丝烧断了D.变阻器R断路【解析】选B。Uab有示数,则说明开关S接触良好,A错误;Uad有示数,则说明灯泡L1之外电路无断路
6、,C、D错误;Ucd=Ubc=0,则说明灯泡L1断路,故B正确。【补偿训练】如图所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是()A.电流表坏了或未接好B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C.灯L2的灯丝断开或灯座未接通D.电流表和灯L1、L2都坏了【解析】选B。因电压表有示数,则说明电流表与灯泡L2没有断路,可能是从点a经过灯L1到点b的电路中有断路。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)如图所示,电源电动势为6V,内阻为1,R1=5,R2=10,滑动变阻器R3阻值变化
7、范围为010,求电路中的总电流变化范围。【解析】当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大。R外=R1=5,I=A=1A。当R3阻值为10时,外电阻最大,电流最小。R并=5,R外=R1+R并=10I=A0.55A。答案:0.551A8.(14分)如图所示,电灯L的规格为“4V1W”,滑动变阻器R的总电阻为50。当滑片P滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A。由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数变为0.5A,电压表示数为10V。若导线连接完好,电路中各处接触良好。试问:(1)发生的故障是短路还是断路?发生在何处?(2)发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为
8、多大?(3)电源的电动势和内电阻为多大?【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)如果某用电器被短路,则它两端的电压为零。(2)如果电路中某处断路(且只有一处),则断路处电压不为零,这是解决电路故障问题的主要依据。【解析】(1)电路发生故障后,电流表读数增大,路端电压U端=U2=I2R2也增大,因此外电路总电阻增大,在外电路某处一定发生了断路。由于电流表有读数,R2不可能断路,电压表也有读数,滑动变阻器R也不可能断路,因此,只可能是电灯L发生断路。(2)L断路后,外电路只有R2,因此无电流流过R,电压表示数即为路端电压,U2=U端=10V,R2=20。L未断路时恰好正常发光,UL=4V,IL=
9、0.25A,U端=U2=I2R2=0.4520V=9V,R=20。(3)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,故障前E=9V+(0.45A+0.25A)r,故障后E=10V+0.5Ar,得r=5,E=12.5V。答案:见解析【总结提升】闭合电路动态分析问题的一般思路(1)分析电路,明确各部分电路的串、并联关系及电流表或电压表的测量对象。(2)由局部电阻变化判断总电阻的变化。(3)由I=判断总电流的变化。(4)据U=E-Ir判断路端电压的变化。(5)由欧姆定律及串、并联电路的规律判断各部分的电路电压及电流的变化。【补偿训练】在如图所示的电路中,R1=2,R2=R3=4,当电键S接a时,R2上消耗的电
10、功率为4W,当电键S接b时,电压表示数为4.5V,试求:(1)当电键S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压。(2)电源的电动势和内电阻。(3)当电键S接c时,通过R2的电流。【解析】(1)S接a时,R1被短路,外电阻为R2,根据电功率公式P=I2R,可得通过电源的电流I1=1A电源两端的电压U1=4V(2)S接a时,有E=U1+I1r=4+rS接b时,R1和R2串联,R外=R1+R2=6通过电源的电流I2=0.75A这时有:E=U2+I2r=4.5+0.75r联立式得:E=6V,r=2(3)当S接c时,R2、R3并联的总电阻R23=2R总=R1+r+R23=6总电流I3=1A通过R2的电流I
11、=I3=0.5A答案:(1)1A4V(2)6V2(3)0.5A(15分钟40分)9.(6分)如图所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是()A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小【解析】选D。由题图可知,电灯均为并联;当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,电灯两端的电压变小,故D正确,A、B、C错误
12、。10.(6分)(多选)如图所示,R是光敏电阻(随光照强度增大,电阻减小),当它受到的光照强度增大时()A.灯泡L变暗B.光敏电阻R上的电压增大C.电压表V的读数减小D.电容器C的带电荷量增大【解析】选C、D。光照强度增大时,R的阻值减小,闭合电路的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律知I=增大,灯泡L变亮,选项A错误;光敏电阻R上的电压UR=E-I(r+R灯)减小,选项B错误;电压表V的读数U=E-Ir减小,选项C正确;电容器C两端的电压等于灯泡两端的电压,灯泡两端的电压UL=IR灯增大,所以电容器C的带电荷量Q=CUL增大,选项D正确。11.(6分)(多选)如图所示电路中,电源电动势为E、内阻
13、为r,电阻R2、R3为定值电阻,R1为滑动变阻器,A、B为电容器的两个极板,当滑动变阻器R1处于某位置时,A、B两板间的带电油滴静止不动,则下列说法中正确的是()A.仅把R1的触头向右滑动时,电流表读数减小,油滴向下运动B.仅把R1的触头向右滑动时,电流表读数减小,油滴向上运动C.仅把两极板A、B间距离增大,油滴向下运动,电流表读数不变D.仅把两极板A、B间相对面积减小,油滴向下运动,电流表读数不变【解析】选B、C。仅把R1的触头向右滑动时,R1增大,外电路总电阻增大,干路电流减小,路端电压增大,则电流表读数减小,由E=分析可知,板间场强增大,油滴所受电场力增大,则油滴向上运动,故A错误,B正
14、确。仅把两极板A、B间距离d增大,电容器的电压不变,由E=分析可知,板间场强减小,油滴所受电场力减小,则油滴向下运动,而电路其他部分不变,电流表读数不变,故C正确。仅把两极板A、B间相对面积减小,U和d不变,则板间场强不变,油滴所受电场力不变,则油滴仍保持静止,电流表读数不变,故D错误。【总结提升】含电容器电路问题的解题技巧(1)电路稳定时电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,在电容器处的电路看作是断路,画等效电路时,可以先把它去掉。(2)若要求解电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上,求出电容器两端的电压,根据Q=CU计算。(3)电路稳定时电容器所在支路上电阻两端无电压,该电阻相当于导
15、线。(4)当电容器与电阻并联后接入电路时,电容器两端的电压与并联电阻两端的电压相等。(5)电路中的电流、电压变化时,将会引起电容器的充、放电,如果电容器两端的电压升高,电容器将充电,反之,电容器将放电。通过与电容器串联的电阻的电量等于电容器带电量的变化量。12.(22分)如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4V,内电阻r=1,电阻R1可调。现将R1调到3后固定。已知R2=6,R3=3,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
16、=A=0.4A开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23=2I1=A=0.667A。(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=2为定值,所以,只有当R1=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大。I=A=APAB=I2R23=()22W=3.556W。答案:(1)0.4A0.667A(2)03.556W【补偿训练】如图所示的电路中,电源电动势E=10V,电阻R1=2.5,R2=3,当电阻箱Rx调到3时,电流表的示数为2A。(电流表为理想电流表)求:(1)电源的内电阻。(2)调节电阻箱,使电流表的示数为1.6A,计算电阻R2消耗的电功率。【解析】(1)当电阻箱Rx调到3时,外电阻的混联值R=R1+=4,由闭合电路的欧姆定律I=得电源的内电阻r=-R=-4=1。(2)当电流表的示数为1.6A时,电阻R2两端的电压U=E-I(R1+r)=10V-1.6(2.5+1)V=4.4V。故电阻R2消耗的电功率P=W6.45W。答案:(1)1(2)6.45W关闭Word文档返回原板块
