(新課標(biāo))2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)36 閉合電路歐姆定律(含解析)新人教版
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1、閉合電路歐姆定律 一、選擇題 1.(多選)關(guān)于電動(dòng)勢及閉合電路的歐姆定律,下列說法正確的是( ) A.電源電動(dòng)勢越大,電源所能提供的電能就越多 B.電源電動(dòng)勢等于路端電壓 C.外電路的電阻越大,路端電壓就越大 D.路端電壓增大時(shí),電源的輸出功率可能減小 答案 CD 解析 電源電動(dòng)勢越大、電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越強(qiáng),不是提供的電能多,A項(xiàng)錯(cuò);電動(dòng)勢等于電路斷開時(shí)電壓,B項(xiàng)錯(cuò);由U=得C項(xiàng)正確;由P輸出=IE-I2r和U=得,U越大,R越大,I越小,P輸出不一定增加,也不一定減小,D項(xiàng)正確. 2.(2018·長春一模)(多選)如圖所示的電路中,開關(guān)S接通后,三個(gè)規(guī)格
2、相同的電流表均有讀數(shù).若電流表A3斷開后,A1、A2讀數(shù)均不超量程,則A3斷開后( ) A.A1讀數(shù)變大 B.A2讀數(shù)變大 C.A1讀數(shù)變小 D.A2讀數(shù)變小 答案 BC 解析 把電流表當(dāng)成電阻分析,若電流表A3斷開后,電路中總電阻增大,干路電流減小,所以A1讀數(shù)變??;根據(jù)歐姆定律,A1和電源內(nèi)電壓都減小,A2兩端的電壓增大,由歐姆定律得到A2的電流變大,所以A2讀數(shù)變大,故B、C兩項(xiàng)正確,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤. 3.(2018·天津二模)在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢為E,其內(nèi)阻為r,L1、L2、L3為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變),P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,S1、S2為單刀開關(guān).
3、S1閉合,則下列說法中正確的是( ) A.將S2閉合,小燈泡L1變暗 B.將S2閉合,小燈泡L2變暗 C.在S2處于閉合狀態(tài)下,向右滑動(dòng)觸頭P,小燈泡L3變暗 D.在S2處于閉合狀態(tài)下,向右滑動(dòng)觸頭P,小燈泡L2變亮 答案 A 解析 A項(xiàng),將S2閉合,總電阻減小、總電流增大、L2變亮;內(nèi)電壓增大、路端電壓減小,L2兩端電壓增大、則L1兩端電壓減小,故小燈泡L1變暗,故A項(xiàng)正確、B項(xiàng)錯(cuò)誤;C、D兩項(xiàng),在S2處于閉合狀態(tài)下,向右滑動(dòng)觸頭P,總電阻增大、總電流減小、內(nèi)電壓和L2兩端電壓減小,L2變暗;則L3兩端電壓增大,故L3變亮,故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤. 4.如圖所示,直線a為某電源
4、的路端電壓隨干路電流的變化圖線,直線b為某一電阻R兩端的電壓隨電流的變化圖線,把該電源和該電阻組成閉合電路,則電源的內(nèi)功率和路端電壓分別為( ) A.4 W,2 V B.2 W,1 V C.2 W,2 V D.4 W,3 V 答案 C 解析 由交點(diǎn)坐標(biāo)知路端電壓U=2 V,工作電流為I=2 A,則輸出功率為P出=UI=2×2 W=4 W, 而電源的電動(dòng)勢為E=3 V,那么電源的內(nèi)阻消耗的功率為P內(nèi)=EI-UI=3×2 W-2×2 W=2 W,故C項(xiàng)正確,A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤. 5.(2018·鎮(zhèn)江一模)如圖所示,電路中R1、R2均為可變電阻,電源內(nèi)阻不能忽略,
5、平行板電容器C的極板水平放置.閉合開關(guān)S,電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí),帶電油滴懸浮在兩板之間靜止不動(dòng).則下列操作能使油滴向上運(yùn)動(dòng)的是( ) A.增大R1的阻值 B.增大R2的阻值 C.增大兩板間的距離 D.?dāng)嚅_開關(guān)S 答案 A 解析 開始時(shí)油滴靜止,則重力與電場力相互平衡,電場力向上;A項(xiàng),增大R1的阻值,則路端電壓增大,電容器兩端電壓增大,板間場強(qiáng)增大,故電場力增大,油滴將向上運(yùn)動(dòng),故A項(xiàng)正確;B項(xiàng),R2與電容器串聯(lián),視為導(dǎo)線,故對電容器的電壓沒有影響,油滴不動(dòng);故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),增大兩板間距離時(shí),電壓不變,d增大,故電場強(qiáng)度減小,因此油滴將向下運(yùn)動(dòng),故C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),斷開開關(guān)S,
6、電容器放電,則電場強(qiáng)度減小,故油滴向下運(yùn)動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 6.(2018·海南)(多選)如圖,三個(gè)電阻R1、R2、R3的阻值均為R,電源的內(nèi)阻r<R,c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn).閉合開關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng),下列說法正確的是( ) A.R2消耗的功率變小 B.R3消耗的功率變大 C.電源輸出的功率變大 D.電源內(nèi)阻消耗的功率變大 答案 CD 解析 A、B、D三項(xiàng),c為滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn),滑動(dòng)觸頭在此點(diǎn)時(shí),總電阻最大,將滑動(dòng)變阻器的滑片由c點(diǎn)向a端滑動(dòng),總電阻減小,總電流增大,R1和電源內(nèi)阻分的電壓增大,電源內(nèi)阻消耗的功率變大,并聯(lián)電路電壓減小,R3所在之路電阻增大,電
7、壓減小,故電流減小,R3消耗的功率減小,而R2的電流增大,故R2功率增大,故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.C項(xiàng),電源輸出的功率P在r=R外時(shí)最大,電源的內(nèi)阻r<R外,R外減小時(shí),電源輸出功率增大,故C項(xiàng)正確. 7.(2018·海淀區(qū)二模)電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r.對一個(gè)電路有兩種特殊情況:當(dāng)外電路斷開時(shí),電源兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢;當(dāng)外電路短路時(shí),短路電流等于電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的比值.現(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢為E、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為R的定值電阻,將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源,這兩種連接方式構(gòu)成的等效電源分別如圖甲和乙中虛線框所示.設(shè)新的等效電源的電動(dòng)勢為E′,內(nèi)電
8、阻為r′.試根據(jù)以上信息,判斷下列說法中正確的是( ) A.甲圖中的E′=E,r′=R+r B.甲圖中的E′=E,r′=R+r C.乙圖中的E′=E,r′= D.乙圖中的E′=E,r′= 答案 D 解析 A、B兩項(xiàng),甲圖中的E′=E,r′=R+r.故A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤.C、D兩項(xiàng),乙圖中的E′等于MN間的電壓,則有E′=E,內(nèi)電阻r′等于R與r并聯(lián)的阻值,即有r′=,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. 8.(2018·湖南模擬)(多選)如圖所示,直線Ⅰ、Ⅱ分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流的變化的特性圖線,曲線Ⅲ是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線,如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)連接,
9、則下列說法正確的是( ) A.電源1與電源2的內(nèi)阻之比是11∶7 B.電源1與電源2的電動(dòng)勢之比是1∶1 C.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡的電阻之比是1∶2 D.在這兩種連接狀態(tài)下,小燈泡消耗的功率之比是1∶2 答案 ABD 解析 A項(xiàng),U-I圖像的斜率的絕對值表示內(nèi)電阻,根據(jù)電源U-I圖線,r1= Ω,r2= Ω,則r1∶r2=11∶7,故A項(xiàng)正確.B項(xiàng),U-I圖像的縱軸截距表示電動(dòng)勢,故E1=E2=10 V,故B項(xiàng)正確.C、D兩項(xiàng),燈泡伏安特性曲線與電源外特性曲線的交點(diǎn)即為燈泡與電源連接時(shí)的工作狀態(tài),則連接電源Ⅰ時(shí),U1=3 V,I1=5 A,故P1=U1I1=15 W,R
10、1== Ω,連接電源Ⅱ時(shí),U2=5 V,I2=6 A,故P2=U2I2=30 W,R2== Ω,故P1∶P2=1∶2,R1∶R2=18∶25,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. 9.(2018·西安模擬)如圖所示的電路中,燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的,現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些,燈泡B比原來變亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是( ) A.R3斷路 B.R2斷路 C.R1短路 D.R1、R2同時(shí)短路 答案 B 解析 由電路圖可知,通過燈泡A的電流等于通過燈泡B的電流與通過R2的電流之和.燈泡A比原來變暗了些,燈泡B比原來變亮了些,說明通過燈泡B的電流變大,而通過燈泡A的電流變小,
11、結(jié)合電路分析可知R2斷路,所以B項(xiàng)正確.R3斷路或R1短路都會(huì)使兩燈泡都比原來變亮;R1、R2同時(shí)短路會(huì)使燈泡A比原來變亮,燈泡B熄滅. 10.(2018·衡水三模)如圖所示的電路中,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,圖中R0是光敏電阻,R1是定值電阻,A是理想電流表,C是兩板帶有絕緣柄可以移動(dòng)的電容器.兩個(gè)開關(guān)均未閉合時(shí).質(zhì)量為m,帶電量為+q的小球豎直懸掛在電容器中處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)在只閉合開關(guān)S2,下列說法正確的是( ) A.帶電小球向右偏離豎直方向,保持光強(qiáng)不變將滑片P左移時(shí)偏角增大 B.若滑片P不動(dòng),增大光強(qiáng)時(shí)電流表的示數(shù)增大,C上的電荷量增大 C.若滑片P不動(dòng),減小光強(qiáng)時(shí)電源
12、的供電效率增大 D.閉合開關(guān)S1或減小板間正對面積時(shí),電容器中的帶電小球偏離豎直方向的角度都是減小的 答案 C 解析 A項(xiàng),S1斷開,那么,電容器C兩端的電壓為路端電壓;保持光強(qiáng)不變,那么,電路電流不變,路端電壓不變,那么,帶電小球偏角不變,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),若滑片P不動(dòng),增大光強(qiáng)時(shí),光敏電阻的電阻值減小,那么電流增大,電流表示數(shù)增大,內(nèi)阻上的電壓降增大,故路端電壓U減小,C上的電荷量Q=CU減小,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),若滑片P不動(dòng),減小光強(qiáng)時(shí),光敏電阻的電阻值增大,那么電流減小,則電源的內(nèi)耗減小,故供電效率增大,故C項(xiàng)正確;D項(xiàng),閉合開關(guān)S1,電流增大,那么路端電壓減小;電容器兩端電壓為光
13、敏電阻兩端電壓,比路端電壓小,故電容器兩端電壓減小,場強(qiáng)E=減小,故電場力減小,角度減??; 減小板間正對面積時(shí),電容器兩板的電壓不變,仍為路端電壓,那么場強(qiáng)不變,電場力不變,角度不變,故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 11.(2018·全國一模)(多選)如圖甲所示,電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R=6 Ω的定值電阻、滑動(dòng)變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路,已知滑動(dòng)變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示.下列說法正確的是( ) A.電源的電動(dòng)勢E= V,內(nèi)阻r=4 Ω B.圖乙中Rx=25 Ω C.定值電阻R消耗的最大功率為0.96 W D.調(diào)整滑動(dòng)變阻器RP的阻值可以得到該電源的
14、最大輸出功率為1 W 答案 BC 解析 A項(xiàng),由圖乙知,當(dāng)RP=R+r=10 Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,R=6 Ω,可得內(nèi)阻r=4 Ω,最大功率P==0.4 W,解得E=4 V,故A項(xiàng)錯(cuò)誤.B項(xiàng),滑動(dòng)變阻器的阻值為4 Ω與阻值為Rx時(shí)消耗的功率相等,有4Rx=(R+r)2,解得Rx=25 Ω,故B項(xiàng)正確.C項(xiàng),當(dāng)回路中電流最大時(shí),定值電阻R消耗的功率最大,故最大功率為Pmax=()2R=0.96 W,故C項(xiàng)正確.D項(xiàng),當(dāng)外電路電阻與內(nèi)阻相等時(shí),電源的輸出功率最大.本題中定值電阻R的阻值大于內(nèi)阻的阻值,故滑動(dòng)變阻器RP的阻值為0時(shí),電源的輸出功率最大,最大功率為P出max=()2R=0
15、.96 W,故D項(xiàng)錯(cuò)誤. 12.(2018·全國二模)如圖所示,電源電動(dòng)勢為4 V,內(nèi)阻r=1 Ω,電阻R1=3 Ω,R2=R3=4 Ω,R4=8 Ω,電容器C=6.0 μF,閉合S電路達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后,電容器極板所帶電量為( ) A.1.5×10-5 C B.3.010-5 C C.2.0×10-5 C D.2.1×10-5 C 答案 A 解析 由圖可知,電阻R2和R3串聯(lián)后總電阻為8 Ω與電阻R4并聯(lián),則可知并聯(lián)后的總電阻R234為4 Ω,再與R1串聯(lián),據(jù)此可知整個(gè)外電路的電阻R=R1+R234=7 Ω,據(jù)閉合電路歐姆定律可知,I== A=0.5 A,所以R1兩端電壓U
16、1=IR1=0.5×3 V=1.5 V,R234兩端電壓U′=IR234=0.5×4 V=2 V,則電阻R2兩端電壓U2=·U′=·2 V=1 V,所以電容器兩端電壓UC=U1+U2=2.5 V,所以此時(shí)電容器所帶電荷量Q=CUC=6.0×10-6×2.5 C=1.5×10-5 C. 所以B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤,A項(xiàng)正確. 二、非選擇題 13.如圖所示,在測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,接通開關(guān),電壓表有讀數(shù),電流表示數(shù)為零.改變變阻器滑片的位置,電流表也沒有反應(yīng).用多用表電壓檔檢查電路,把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正接線柱(b點(diǎn))和負(fù)接線柱(c點(diǎn)),多用表電壓擋的示數(shù)均為
17、零;用黑表筆分別接觸d點(diǎn)、e點(diǎn),多用表電壓擋的示數(shù)均和電壓表示數(shù)相等.檢查各接線柱選擇均正確且接觸良好,則電路中發(fā)生故障的原因是________.故障排除后,根據(jù)得出的數(shù)據(jù)作出的U-I圖像,如圖所示,由圖像得出電池的電動(dòng)勢E=________ V,內(nèi)電阻r=________ Ω. 答案 dc線段斷路 E=3.0 V r=2.0 Ω 解析 接通開關(guān),電壓表有讀數(shù),電流表示數(shù)為零.說明電路斷路;把紅表筆接到電池的正極,黑表筆分別接觸電流表的正接線柱(b點(diǎn))和負(fù)接線柱(c點(diǎn)),多用表電壓擋的示數(shù)均為零,說明ab,bc線段正常,用黑表筆分別接觸d點(diǎn)、e點(diǎn),多用表電壓擋的示數(shù)均和電壓表示數(shù)相等.
18、說明多用表電壓擋測量的是電源兩端電壓,所以電路中發(fā)生故障的原因是dc線段斷路.U-I圖像的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢, 故E=3.0 V,內(nèi)阻等于圖線的斜率絕對值,故r=||=2.0 Ω. 14.(2018·重慶模擬)如圖所示,電源電動(dòng)勢E=27 V,內(nèi)阻r=2 Ω,固定電阻R2=4 Ω,R1為光敏電阻.C為平行板電容器,其電容C=3 pF,虛線到兩極板距離相等,極板長L=0.2 m,間距d=1.0×10-2 m.P為一圓盤,由形狀相同透光率不同的二個(gè)扇形a、b構(gòu)成,它可繞AA′軸轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)細(xì)光束通過扇形a、b照射光敏電阻R1時(shí),R1的阻值分別為12 Ω、3 Ω.有帶電量為q=-1.0×10-
19、4 C微粒沿圖中虛線以速度v0=10 m/s連續(xù)射入C的電場中.假設(shè)照在R1上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R1阻值立即有相應(yīng)的改變.重力加速度為g=10 m/s2. (1)求細(xì)光束通過a照射到R1上時(shí),電容器所帶的電量; (2)細(xì)光束通過a照射到R1上時(shí),帶電微粒剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),求細(xì)光束通過b照射到R1上時(shí)帶電微粒能否從C的電場中射出. 答案 (1)1.8×10-11 C (2)能 解析 (1)由閉合電路歐姆定律,得I== A=1.5 A 又電容器板間電壓UC=U2=IR2 得UC=6 V 設(shè)電容器的電量為Q,則Q=CUC 解得Q=1.8×10-11 C (2)細(xì)光束通過a照射時(shí),帶電微粒剛好沿虛線勻速運(yùn)動(dòng),則有mg=q 得m=0.6×10-2 kg 細(xì)光束通過b照射時(shí),同理可得UC′=12 V 由牛頓第二定律,得q-mg=ma 解得a=10 m/s2 微粒做類平拋運(yùn)動(dòng),得y=at2,t= 得y=0.2×10-2 m 因?yàn)閥<,所以帶電微粒能從C的電場中射出. 9
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