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高三物理总复习 课时作业22 闭合电路欧姆定律

时间:2018-08-04

课时作业 22

闭合电路欧姆定律
满分:100 分

时间:45 分钟 一、选择题(8×8′=64′)

1. 如下图为“热得快”热水器的电路图和示意图现接通电源, 发现该热水器没有发热, 并且热水器上的指示灯也不亮,现用交流电压表测得热水器 A、B 两端的电压为 220 V,指 示灯两端电压为 220 V.该热水器的故障在于( )

A.连接热水器和电源之间的导线断开 B.连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路 C.电阻丝熔断,同时指示灯烧毁 D.同时发生了以上各种情况 解析:由于 A、B 两端的电压和指示灯两端的电压均为 220 V,说明热水器和电源之间 的导线未断, 同时电阻丝和指示灯也未发生短路而应该是电阻丝和指示灯同时发生断路, 故 选 C. 答案:C 2.如下图所示,一只玩具电动机用一节干电池供电,闭合开关 S 后,发现电动机转速 较慢,经检测,电动机性能完好;用电压表测 a 与 b 间电压,只有 0.6 V;断开开关 S,测 得 a 与 b 间电压接近 1.5 V,电动机转速较慢的原因是( )

1

A.开关 S 接触不良 C.电动机两端接线短路

B.电动机接线接触不良 D.电池过旧,内阻过大

解析:本题考查了电源的电势和内阻等知识.开关 S 接触不良、电动机接线接触不良、 电动机两端接线短路,电动机就不会旋转了,而不是转得慢,电动机转得慢的原因是电池过 旧,内阻过大,电动机两端的电压过低造成的,D 对. 答案:D 3.一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为 U,额定电流为 I,线圈电阻为 R,将它 接在电动势为 E,内阻为 r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( A.电动机消耗的总功率为 UI B.电动机消耗的热功率为 C.电源的输出功率为 EI D.电源的效率为 1- )

U2 R

Ir E

解析:本题考查了恒定电流的有关知识,电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为

UI,A 选项正确;电动机消耗的热功率为 I2R,B 选项错误;电源的输出功率为 UI,C 选项错
误;电源的效率为 = 答案:AD 4.如下图所示的电路中,灯泡 L 的电阻大于电源的内阻 r,闭合电键 S,将滑动变阻器 滑片 P 向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )

U E-Ir ,D 选项正确. E E

A.灯泡 L 变亮 B.电源的输出功率变小 C.电容器 C 上电荷量减少 D.电流表读数变小,电压表读数变大 解析:将滑动变阻器滑片 P 向左移动一段距离后,R 的阻值变大,电路中电流变小,灯
2

泡变暗,A 选项错误;路端电压变大,电阻 R 两端电压变大,电容器 C 两端电压变大,电容 器 C 上电荷量增加,C 选项错误,D 选项正确;当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出 功率最大,灯泡 L 的电阻大于电源的内阻 r,则外电路电阻比 r 大得越多,输出功率越小, B 选项正确. 答案:BD 5.下图甲为某一小灯泡的 U—I 图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个 4 Ω 的 定值电阻 R 串联,接在内阻为 1 Ω 、电动势为 5 V 的电源两端,如下图乙所示.则( )

A.通过每盏小灯泡的电流为 0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为 0.6 W B.通过每盏小灯泡的电流为 0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为 0.6 W C.通过每盏小灯泡的电流为 0.2 A,此时每盏小灯泡的电功率为 0.26 W D.通过每盏小灯泡的电流为 0.3 A,此时每盏小灯泡的电功率为 0.4 W 解析:若通过每盏小灯泡的电流为 0.2 A,则电源输出电流为 I=0.4 A,由闭合电路欧 姆定律计算得此时小灯泡两端电压为 U=E-I(R+r)=3 V.由题图甲可知小灯泡的电流为 0.2 A 时小灯泡两端电压仅为 1.3 V,显然通过每盏小灯泡的电流不可能为 0.2 A,A、C 错 误;若通过每盏小灯泡的电流为 0.3 A,由题图甲可知小灯泡的电流为 0.3 A 时小灯泡两端 电压为 2.0 V,电阻 R 和内阻 r 上的电压为 3.0 V,此时每盏小灯泡的电功率为 P=UI=0.6 W,B 正确、D 错误. 答案:B 6. 在测量电珠伏安特性实验中, 同学们连接的电路中有四个错误电路, 如下图所示. 电 源内阻不计,导线连接良好.若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合 S,在向右端滑动触头 过程中,会分别出现如下四种现象:

3

a.电珠 L 不亮;电流表示数几乎为零 b.电珠 L 亮度增加;电流表示数增大 c.电珠 L 开始不亮,后来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断 d.电珠 L 不亮;电流表从示数增大到线圈烧断 与上述 abcd 四种现象对应的电路序号为( A.③①②④ B.③④②① C.③①④② D.②①④③ 解析:a 中电珠 L 不亮;电流表示数几乎为零说明它们同时与电压表串联,此现象与电 路③相对应.b 中电珠 L 亮度增加;电流表示数增大说明电珠 L 与电流表串联,此现象与电 路①相对应.c 中电珠 L 开始不亮,后来忽然发光;电流表从示数不为零到线圈烧断说明电 珠 L 与电流表并联,当电流表被烧断后,电珠 L 才忽然发光,此现象与电路②相对应.d 中 电珠 L 不亮; 电流表示数增大到烧断线圈说明电流表是单独一条支路; 电路 L 始终不亮说明 电珠与电压表串联,此现象与电路④对应. 答案:A 7.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件, 技术工人常将电烙 铁和一个白炽灯串联使用,电灯还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图所示),下列说 法正确的是( ) )

4

A.开关接通时比开关断开时消耗的总功率大 B.开关接通时,电灯熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小 C.开关断开时,电灯发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少 D.开关断开时,电灯发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变 解析: 开关接通时, 电灯被短路, 电灯熄灭,电路的总电阻变小, 电路的总功率 P= 变 大,电烙铁的功率变大,A 正确,B、C、D 不正确. 答案:A 8.如下图所示的两条图线分别表示同一电源的内阻发热功率 Pr 以及电源的总功率 P 随 干路电流 I 的变化图线,其中抛物线 OBC 为电源的内阻发热功率 Pr 随干路电流 I 的变化图 线,直线 OAC 为电源的总功率 P 随干路电流 I 的变化图线.若线段 AB 对应的横坐标为 2 A, 那么图象中线段 AB 所表示的功率差以及电流 I=2 A 时所对应的外电阻分别为( )

U2 R

A.6 W 0.5 Ω C.2 W 0.1 Ω

B.2 W 0.5 Ω D.4 W 0.3 Ω
2

解析:两图线相交于 C 点,表示 I=3 A 时,有 P=Pr,即 EI=I r=9 W,解得 E=3 V,

E 2 r=1 Ω .当 I=2 A 时,由 I= 得 R=0.5 Ω ;此时 P=EIA=3×2 W=6 W,Pr=IB r=4 W, R+r
所以图象中线段 AB 所表示的功率 PAB=P-Pr=2 W.选项 B 正确.
5

答案:B 二、计算题(3×12′=36′) 9.如下图所示电路,已知 R3=4 Ω ,闭合电键,安培表读数为 0.75 A,伏特表读数为 2 V,经过一段时间,一个电阻被烧坏(断路),使安培表读数变为 0.8 A,伏特表读数变为 3.2 V,问:

(1)哪个电阻发生断路故障? (2)R1 的阻值是多少? (3)能否求出电源电动势 E 和内阻 r?如果能,求出结果;如果不能,说明理由. 解析:(1)伏特表和安培表有示数且增大,说明外电阻增大,故只能是 R2 被烧断路了. (2)R1=

U1′ 3.2 = Ω =4 Ω . I1′ 0.8

(3)UR3=I1R1-UR2=0.75×4 V-2 V=1 V

UR3 1 I3= = A=0.25 A R3 4 E=3.2 V+0.8 A×(R4+r) E=3 V+(0.25 A+0.75 A)(R4+r) R4+r=1 Ω E=4 V
故只能求出电源电动势 E 而不能求出内阻 r. 答案:(1)R2 断路 (2)4 Ω (3)4 V;不能求出内阻

10.如下图所示,电源电动势 E=12 V,内阻 r=1 Ω ,电阻 R1=3 Ω ,R2=2 Ω ,R3 =5 Ω ,电容器的电容 C1=4 μ F,C2=1 μ F,求 C1、C2 所带电荷量.

6

解析:根据闭合电路欧姆定律,有

E 12 I= = A=2 A, R1+R2+r 6 U1=IR1=6 V,U2=IR2=4 V UC1=U2=4 V,UC2=U1+U2=10 V
根据 Q=CU

Q1=C1UC1=4×10-6×4 C=1.6×10-5 C Q2=C2UC2=1×10-6×10 C=1.0×10-5 C.
答案:1.6×10
-5

C 1.0×10

-5

C

11.(2012·四川理综)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算, 我省供水缺口极大, 蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一. 某地要把河水抽高 20 m, 进入蓄水池, 用一台电动机通过传动效率为 80%的皮带, 带动效率为 60%的离心水泵工作. 工 作电压为 380 V,此时输入电动机的电功率为 19 kW,电动机的内阻为 0.4Ω .已知水的密度 为 1×10 kg/m ,重力加速度取 10 m/s .求: (1)电动机内阻消耗的热功率; (2)将蓄水池蓄入 864 m 的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度). 解析:(1)设电动机的电功率为 P,则
3 3 3 2

P=UI①
设电动机内阻 r 上消耗的热功率为 Pr,则

Pr=I2r②
代入数据解得 Pr=1×10 W③ (2)设蓄水总质量为 M,所用抽水时间为 t.已知抽水高度为 h,容积为 V,水的密度为 ρ ,则
3

M=ρ V④
设质量为 M 的河水增加的重力势能为 Δ Ep,则 Δ Ep=Mgh⑤

7

设电动机的输出功率为 P0,则 P0=P-Pr⑥ 根据能量守恒定律得

P0t×60%×80%=Δ Ep⑦
代入数据解得

t=2×104 s⑧
答案:(1)1×10 W (2)2×10 s
3 4

8


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