2019新一线增分方案教科版物理选修3-1同步随堂演练：第二章 5 习题课 直流电路规律的应用 Word版含解析

1．如图所示是一个电路的一部分，其中R
1＝5 Ω，R 2＝1 Ω，R 3＝3 Ω，I 1＝0.2
A ，I 2＝0.1 A ，那么电流表测得的电流为( )
A ．0.2 A ，方向向右
B ．0.15 A ，方向向左
C ．0.2 A ，方向向左
D ．0.3 A ，方向向右
解析：选C.由题图所示电流方向可计算出R 1和R 2两端的电压降分别为U 1＝1.0 V ，U 2＝0.1 V ，电势左高右低，比较U 1、U 2可判定R 3两端的电势下高上低，U 3＝0.9 V ，通过R 3的电
流I 3＝＝0.3 A ，向上．由题图可知R 3中电流是由I 2和I A 共同提供的，故I A ＝0.2 A ，方U 3
R 3向向左．
2.如图所示的电路中，闭合开关S 后，灯L 1和L 2都正常发光，后来由
于某种故障使灯L 2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可
能是( )
A ．灯L 1灯丝烧断
B ．电阻R 2断路
C ．电阻R 2短路
D ．电容器被击穿短路
解析：选B.V 增大，外电阻增大，不可能电容器被击穿短路，选项D 错．若R 2短路，L 2熄灭；L 1断路，L 2分压减小，L 2变暗，选项A 、C 错．R 2断路，L 2分压增大，L 2变亮，选项B 对．
3.如图所示电路中，闭合电键S ，当滑动变阻器的滑动触头P 从最高端向
下滑动时( )
A ．电压表V 读数先变大后变小，电流表A 读数变大
B ．电压表V 读数先变小后变大，电流表A 读数变小
C ．电压表V 读数先变大后变小，电流表A 读数先变小后变大
D ．电压表V 读数先变小后变大，电流表A 读数先变大后变小
解析：选A.电路的串并联关系是这样的：滑动变阻器的上下两部分电阻并联再与电阻R 串联．当上下两部分电阻相等时，并联电路阻值最大，干路电流最小，路端电压最高，即电压表读数经历了先增大后减小的过程．所以B 、D 选项错误；当滑动变阻器的滑动触头P 在最高端时，电流表读数为零，即电流表的读数是从零开始增加的，因此，C 选项错误．
4．电源的电动势为4.5 V ，外电阻为4.0 Ω时，路端电压为4.0 V ．如果在外电路并联一个6.0 Ω的电阻，路端电压是多大？
解析：当电源接在4.0 Ω的电阻上时，电路如图所示．设电源的内阻为r ，由
闭合电路欧姆定律得：
电流I ＝，路端电压U 1＝IR 1E R 1＋r
由以上两式得：U 1＝E R 1
R 1＋r
整理得：内阻r ＝－R 1＝ Ω－4.0 Ω＝0.5 ΩER 1U 1 4.5×4.04.0
若在以上电路中并联一个R 2＝6.0 Ω的电阻时，外电阻
R 外＝＝ Ω＝2.4 ΩR 1R 2R 1＋R 2 4.0×6.04.0＋6.0
则路端电压U 2＝
R 外＝×2.4 V ≈3.72 V.E R 外＋r 4.52.4＋0.5
答案：3.72 V
5．电路如图所示，电源电动势E ＝28 V ，内阻r ＝2 Ω，电阻R 1＝12 Ω，R 2＝4 Ω，R 3＝8 Ω，C 为平行板电容器，其电容C ＝3.0 pF.虚线到两极板距离相等，极板长L ＝0.20 m ，两极板的间距d ＝1.0×10－2 m.
(1)开关S 处于断开状态时电容器所带电量为多少？
(2)若开关S 断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v 0＝2.0 m/s 的初速度射入C 的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S 闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C 的电场中，能否从C 的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g 取10 m/s 2)
解析：(1)S 断开时，电阻R 3两端电压为
U 3＝E ＝16 V R 3
R 2＋R 3＋r
则电容器所带电量为Q ＝CU 3＝4.8×10－11 C.
(2)S 闭合后，外电阻为R ＝＝6 ΩR 1（R 2＋R 3）R 1＋（R 2＋R 3）
路端电压为U ＝E ＝21 V R R ＋r
电阻R 3两端电压为U 3′＝U ＝14 V R 3
R 2＋R 3
设微粒质量为m ，电量为q ，当开关S 断开时有：
＝mg qU 3d 当开关S 闭合后，设微粒加速度为a ，则mg －＝ma
qU 3′d
设微粒能从C 的电场中射出，则水平方向：t ＝L v 0竖直方向：y ＝at 212
由以上各式求得：y ＝6.25×10－3 m ＞d 2
故微粒不能从C 的电场中射出．
答案：(1)4.8×10－11 C (2)见解析。