全品复习方案高考物理大一轮复习 第8单元 恒定电流 第23讲 电动势 闭合电路的欧姆定律课时作业

电动势 闭合电路的欧姆定律
基础巩固
1．[2016·福建上杭一中月考] 电阻R 1与R 2并联在电路中，通过R 1与R 2的电流之比为1∶2，则当R 1与R 2串联接入电路中时，R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )
A ．1∶2
B ．2∶1
C ．1∶4
D ．4∶1
2．[2016·福建三明一中月考] 下列说法正确的是( )
A ．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好
B ．金属的电阻率随温度的升高而减小
C ．电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功
D ．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大
3．(多选)[2015·长春一模] 如图K23­1所示电路中，R 1、R 2为定值电阻，电源的内阻为r .闭合开关S ，电压表显示有读数，调节可变电阻R 的阻值，电压表示数增大量为ΔU .对此过程，下列判断正确的是( )
图K23­1
A ．可变电阻R 阻值增大，流过它的电流增大
B ．电阻R 2两端的电压减小，减小量小于ΔU
C ．通过电阻R 2的电流减小，减小量等于ΔU R 2
D ．路端电压一定增大，增大量小于ΔU
4．(多选)某同学将一直流电源的总功率P E 、输出功率P R 和电源内部的发热功率P r 随电流I 变化的图线画在了同一坐标系上，如图K23­2中的a 、b 、c 所示，以下判断正确的是( )
图K23­2
A ．直线a 表示电源的总功率P E ­I 图线
B ．曲线c 表示电源的输出功率P R ­I 图线
C ．电源的电动势E ＝3 V ，内阻r ＝1 Ω
D ．电源的最大输出功率P m ＝2 W
5．(多选)[2016·万州二中月考] 如图K23­3所示，电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝3 Ω，R 0＝1 Ω，直流电动机内阻R 0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R 1时可使甲电路中电源输出功率最大，调节R 2时可使乙电路中电源输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P 0＝2 W)，甲图电流为I 1，乙图电流为I 2，则下列选项正确的是( )
图K23­3
A ．R 1＝2 Ω，R 2＝2 Ω
B ．I 1＝2 A ，I 2＝2 A
C ．R 1＝2 Ω，R 2＝1.5 Ω
D ．I 1＝2 A ，I 2＝1 A
6．(多选)[2016·南京、盐城二模] 如图K23­4所示为火警报警装置，R 1为热敏电阻，若温度升高，则R 1的阻值会急剧减小，从而引起电铃电压的增大，当电铃电压达到一定值时，电铃会响．下列说法正确的是( )
图K23­4
A ．要使报警的临界温度升高，可以适当增大电源的电动势
B ．要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势
C ．要使报警的临界温度升高，可以把R 2的滑片P 适当向下移
D ．要使报警的临界温度降低，可以把R 2的滑片P 适当向下移
能力提升
7．[2016·山东淄博模拟] 如图K23­5所示，虚线框内为高温超导限流器，它由超导部件和限流电阻并联组成．超导部件有一个超导临界电流I c ，当通过限流器的电流I >I c 时，将造成超导体失超，从超导态(电阻为零，即R 1＝0)转变为正常态(一个纯电阻，且R 1＝3 Ω)，以此来限制电力系统的故障电流．已知超导临界电流I c ＝1.2 A ，限流电阻R 2＝6 Ω，小灯泡L 上标有“6 V 6 W ”的字样，电源电动势E ＝8 V ，内阻r ＝2 Ω.原来电路正常工作，超导部件处于超导态，灯泡L 正常发光，现灯泡L 突然发生短路，则( )
图K23­5
A ．灯泡L 短路前通过R 2的电流为47
A B ．灯泡L 短路后超导部件将由超导态转化为正常态，干路电流为1 A
C ．灯泡L 短路后通过R 1的电流为43
A D ．灯泡L 短路后通过R 2的电流为2 A
8．[2016·江苏江阴二中高三二模] 在如图K23­6(a)所示的电路中，R 1为定值电阻，
R2为滑动变阻器．闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示．则( )
图K23­6
A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10 Ω
C．滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W
D．电源的电动势是4 V
9．[2016·山东枣庄八中月考] 某控制电路如图K23­7所示，主要由电源(电动势为E、内阻为r)与定值电阻R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成，L1、L2是红、绿两个指示灯，当电位器的触片滑向a端时，则下列关于红、绿两灯亮度变化情况的说法正确的是( )
图K23­7
A．L1、L2两个指示灯都变亮
B．L1、L2两个指示灯都变暗
C．L1变亮，L2变暗
D．L1变暗，L2变亮
10．(多选)[2016·河南百校联盟高三11月质检] 如图K23­8所示，电源电动势为E、内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，电流表的示数为I，电容器的带电荷量为Q，则在这个过程中，下列图像正确的是( )
图K23­8
图K23­9
挑战自我
11．(多选)如图K23­10所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图像，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像，则下列说法正确的是( )
K23­10
A ．电源的电动势为50 V
B ．电源的内阻为253
Ω C ．电流为2.5 A 时，外电路的电阻为15 Ω
D ．输出功率为120 W 时，输出电压是30 V
12．如图K23­11甲所示，M 为一电动机，当滑动变阻器R 的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示．已知电流表读数在0.2 A 以下时，电动机没有发生转动．不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是( )
图K23­11
A ．电源电动势为3.4 V
B ．变阻器的触头向右滑动时，V 2读数逐渐减小
C ．此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 W
D ．变阻器的最大阻值为30 Ω
13．(多选)[2016·如东期中] 如图K23­12所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，二极管D 为理想二极管，平行板电容器C 的极板水平放置，闭合开关S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两极板之间处于静止状态，下列操作中，油滴仍然能保持静止的有( )
图K23­12
A ．只增大R 1的阻值
B ．只增大R 2的阻值
C ．只增大两板间的距离
D ．只断开开关S
课时作业(二十三)
1．B [解析] 并联电路中电阻之比等于电流的反比，故R 1∶R 2＝2∶1；由串联电路的规律可知，电压之比等于电阻之比，故U 1∶U 2＝2∶1，选项B 正确．
2．C [解析] 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越差，故A 错误；金属的电阻率随温度的升高而增大，故B 错误；电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时非静电力所做的功，故C 正确；电源电动势由电源自身结构决定，与外电路无关，故D 错误．
3．BD [解析] 调节可变电阻R 的阻值，电压表示数增大量为ΔU .可变电阻R 阻值增大，流过它的电流减小，选项A 错误．电阻R 2两端的电压减小，电源内电压减小，二者减小量之和等于ΔU ，所以电阻R 2两端的电压的减小量小于ΔU ，选项B 正确．通过电阻R 2的电流
减小，减小量小于ΔU R 2
，选项C 错误．路端电压等于并联部分电路电压与R 2两端电压之和，结合选项B 可知，选项D 正确．
4．AD [解析] 电源的总功率P E ＝EI ，直线a 表示电源的总功率P E ­I 图线，选项A 正
确．电源的输出功率P R ＝UI ＝(E －Ir )I ＝EI －I 2r ，曲线b 表示电源的输出功率P R ­I 图线，
曲线c 表示电源内部的发热功率P r ­I 图线，选项B 错误．由直线a 的斜率可得电源的电动势E ＝4 V ，选项C 错误．当I ＝1 A 时，电源的输出功率最大，P m ＝2 W ，选项D 正确．
5．BC [解析] 甲图中，当电路的外电阻等于内阻时电源的输出功率最大，则R 1＝r －
R 0＝3 Ω－1 Ω＝2 Ω，此时电流I 1＝E 2r
＝2 A ，则甲电路的最大的输出功率为P ＝I 21(R 0＋R 1)＝12 W ；对于乙图，最大的输出功率也为12 W ，电流I 2＝2 A ，故对于乙图由能量守恒定律
得I 22(R 2＋R ′0)＋2 W ＝12 W ，解得R 2＝1.5 Ω，故B 、C 正确，A 、D 错误．
6．BD [解析] 要使报警的临界温度升高，R 1对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势，相反，要使报警的临界温度降低，可以适当增大电源的电动势，故A 错误，B 正确；要使报警的临界温度升高，R 1对应的阻值减小，根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把R 2的滑片P 适当向上移，相反，要使报警的临界温度降低，可以把R 2的滑片P 适当向下移，故C 错误，D 正确．
7．C [解析] 标有“6 V 6 W ”的小灯泡L 电阻R ＝U 2P
＝6 Ω，灯泡L 正常发光时通过灯泡L 的电流为I ＝P U ＝1 A ，超导部件处于超导状态，其电阻为零，1 A 电流全部通过超导部件，即灯泡L 短路前通过R 2的电流为零，选项A 错误．灯泡L 短路后电流增大，超过超导部件超导临界电流，将由超导态转化为正常态，外电路总电阻为R ′＝2 Ω，由闭合电路欧姆定律可得，干路电流为I ′＝E
R ′＋r ＝2 A ，选项B 错误．由并联电路电流分配规律可
知，灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 A ，通过R 2的电流为23
A ，选项C 正确，选项D 错误． 8．C [解析] 当滑片左移时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大；而R 1两端的电压增大，故乙表示V 1示数的变化，甲表示V 2示数的变化，故A 错误．由图可知，当只有R 1接入电路时，电路中电流为0.6 A ，路端电压为3 V ，则由E ＝U ＋Ir 可得E ＝3＋0.6r ；当滑动变阻器全部接入电路时，由闭合电路欧姆定律可得E ＝5＋0.2r ；解得r ＝5 Ω，E ＝6 V ，故
B 、D 错误．由图可知，R 1的阻值为5 Ω，R 2总电阻为20 Ω；将R 1等效为内阻的一部分，则当滑动变阻器的阻值等
于R 1＋r 时，滑动变阻器消耗的功率最大，故当滑动变阻器阻值为R ′＝10 Ω时，滑动变阻
器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流I ′＝620
A ＝0.3 A ，则滑动变阻器消耗的功率P ′＝I ′2R ′＝0.9 W ，故C 正确．
9．B [解析] 当电位器的触片滑向a 端时，其接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，通过R 1的电流增大，即可知通过L 1电流减小，则其亮度变暗，由于路端电压增大，而L 1的电压减小，所以R 2的电压增大，电流增大，所以通过L 2的电流减小，L 2变暗，故B 正确，A 、C 、D 错误．
10．BD [解析] ΔU ΔI
表示电源内阻和R 1之和，是不变的，A 错误，B 正确；电容器的带电荷量Q ＝CU R 1＝CIR 1，C 错误，D 正确．
11．ACD [解析] 电源的路端电压和电流的关系为：U ＝E －Ir ，显然直线①的斜率的绝
对值等于r ，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E ＝50 V ，r ＝50－206
Ω＝5 Ω，A 正确，B 错误；当电流为I 1＝2.5 A 时，由回路中电流I 1＝E
r ＋R 外，解得外电路的电阻R 外＝
15 Ω，C 正确；当输出功率为120 W 时，由题图中P ­I 关系图线看出对应干路电流为4 A ，再从U ­I 图线读取对应的输出电压为30 V ，D 正确．
12．D [解析] 由电路图甲知，电压表V 2测量路端电压，电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以上面的图线表示V 2的读数与电流的关系．此图线的斜率大小等于电源
的内阻，为r ＝3.4－3.00.2
Ω＝2 Ω.当电流I ＝0.1 A 时，U ＝3.4 V ，则电源的电动势E ＝U ＋Ir ＝3.4 V ＋0.1×2 V ＝3.6 V ，故A 错误；变阻器触头向右滑动时，R 接入电路的阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压即V 2读数逐渐增大，故B 错误；由图可知，电动
机的电阻r M ＝0.8－0.40.1
Ω＝4 Ω，当I ＝0.3 A 时，U ＝3 V ，电动机的输入功率最大，最大输入功率为P ＝UI ＝0.9 W ，则最大的输出功率一定小于0.9 W ，故C 错误；当I ＝0.1 A 时，
电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以R ＝E I －r －r M ＝3.60.1
－2－4 Ω＝30 Ω，故D 正确．
13．BCD [解析] 电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R 1的电压，增大R 1的阻值，路端电压增大，所以电容器两端的电压增大，故两极板间的电场强度增大，油滴向上运动，A 错误；只增大R 2的阻值，对电路的电压、电流没有影响，所以油滴仍保持静止状态，B 正确；增大两板间的距离，根据公式C ＝εS
4πkd 可知电容减小，电荷量要减小，但是由于二极管的存在，电容器不能放电，故电荷量仍保持不变，而E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εS
，两极板间的电场强度不变，所以油滴仍能保持静止，C 正确；断开开关，电容器充电完毕，又不能放电，所以电容器两极板间的电压恒定不变，电场强度也不变，所以油滴仍保持静止，D 正确．。