1、淘寶：知行書屋知行合一 第十二章 電能 能量守恒定律 閉合電路歐姆定律的應(yīng)用一、單選題：1.飛行器在太空飛行，主要靠太陽能電池提供能量若有一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800 mV，短路電流為40 mA.若將該電池板與一阻值為20 的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A0.10 VB0.20 VC0.30 V D0.40 V解析：選D.電源沒有接入外電路時(shí)，路端電壓值等于電源電動(dòng)勢，所以電動(dòng)勢E800 mV.由閉合電路歐姆定律得短路電流I短eq f(E,r)，所以電源內(nèi)阻req f(E,I短)eq f(800103,40103) 20 ，該電源與20 的電阻連成閉合電路時(shí)，電路中電

2、流Ieq f(E,Rr)eq f(800,2020) mA20 mA，所以路端電壓UIR400 mV0.4 V，D正確2如圖所示為小燈泡的UI圖線，若將該小燈泡與一節(jié)電動(dòng)勢E1.5 V，內(nèi)阻r0.75 的干電池組成閉合電路時(shí)，電源的總功率和小燈泡的實(shí)際電功率分別接近以下哪一組數(shù)據(jù)()A1.5 W1.0 W B0.75 W0.5 WC0.75 W0.75 W D1.5 W0.75 W解析：選D.在題圖中畫出電源的UI圖象，與燈泡的UI圖象的交點(diǎn)為I1.0 A，U0.75 V，則電源的總功率P總EI1.5 W，燈泡的功率P燈UI0.75 W，故D正確3.如圖所示，電源電動(dòng)勢E12 V，內(nèi)阻r3 ，

3、R01 ，直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻R01 .當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1時(shí)可使圖甲中電路的輸出功率最大；調(diào)節(jié)R2時(shí)可使圖乙中電路的輸出功率最大，且此時(shí)電動(dòng)機(jī)剛好正常工作(額定輸出功率為P02 W)，則R1和R2連入電路中的阻值分別為()A2 、2 B2 、1.5 C1.5 、1.5 D1.5 、2 解析：選B.因?yàn)轭}圖甲電路是純電阻電路，當(dāng)外電阻與電源內(nèi)阻相等時(shí)，電源的輸出功率最大，所以R1接入電路中的阻值為2 ；而題圖乙電路是含電動(dòng)機(jī)的電路，歐姆定律不適用，電路的輸出功率PIUI(EIr)，所以當(dāng)Ieq f(E,2r)2 A時(shí)，輸出功率P有最大值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2 W，發(fā)熱功率為4 W，所以電動(dòng)機(jī)的輸

4、入功率為6 W，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為3 V，電阻R2兩端的電壓為3 V，所以R2接入電路中的阻值為1.5 ，B正確4.在如圖所示的電路中，R111 ，r1 ，R2R36 ，當(dāng)開關(guān)S閉合且電路穩(wěn)定時(shí)，電容器C帶電荷量為Q1；當(dāng)開關(guān)S斷開且電路穩(wěn)定時(shí)，電容器C帶電荷量為Q2，則() AQ1Q213 BQ1Q231CQ1Q215 DQ1Q251解析：選A.當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電容器兩端電壓等于R2兩端的電壓，U2eq f(ER2,R1R2r)eq f(E,3)，Q1eq f(E,3)C；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電容器兩端電壓等于電源電動(dòng)勢，UE，Q2EC，所以Q1Q213，選項(xiàng)A正確5.如圖所示的電路中，閉合開關(guān)

5、S，燈L1、L2正常發(fā)光.由于電路突然出現(xiàn)故障，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，電流表的讀數(shù)變小，根據(jù)分析，發(fā)生的故障可能是()A.R1斷路 B.R2斷路C.R3短路 D.R4短路答案A解析分析電路的連接方式可知，R1與L1并聯(lián)；R2與R3先并聯(lián)再與電流表、R4串聯(lián)，然后與L2并聯(lián).出現(xiàn)故障后，發(fā)現(xiàn)燈L1變亮，燈L2變暗，說明L1兩端的電壓變大，L2兩端的電壓變小，可能是R1斷路，A正確；如果R2斷路，則燈L2變亮，燈L1變暗，與現(xiàn)象不符，B錯(cuò)誤；若R3短路或R4短路，與電流表示數(shù)變小不符，C、D錯(cuò)誤.6.在如圖所示的電路中，電源的負(fù)極接地，其電動(dòng)勢為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑

6、動(dòng)變阻器，C為電容器，A、V為理想電流表和電壓表在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中，下列說法中正確的是()A電壓表示數(shù)變小B電流表示數(shù)變小C電容器C所帶電荷量增多Da點(diǎn)的電勢降低解析：選D.在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中，變阻器接入電路的電阻減小，外電路總電阻減小，干路電流I增大，電阻R1兩端電壓增大，則電壓表示數(shù)變大電阻R2兩端的電壓U2EI(R1r)，I增大，則U2變小，電容器兩板間電壓變小，其帶電荷量減小根據(jù)外電路中順著電流方向，電勢降低，可知a點(diǎn)的電勢大于零a點(diǎn)的電勢等于R2兩端的電壓，U2變小，則a點(diǎn)的電勢降低，通過R2的電流I2減小，通過電流表的電流IAII

7、2，I增大，I2減小，則IA增大，即電流表示數(shù)變大，A、B、C錯(cuò)誤，D正確7.兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用如圖甲所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條UI直線則圖象中兩直線的交點(diǎn)表示的物理意義是()A滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最右端B電源的輸出功率最大C定值電阻R0上消耗的功率為1.0 WD電源的效率達(dá)到最大值解析：選B.由圖乙可得，電源的電動(dòng)勢E1.5 V，r1 ，交點(diǎn)位置：RR0eq f(U1,I)2 ，R0eq f(

8、U2,I)2 ，R0，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到了最左端，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電路中外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率最大，但本題R0r，改變滑動(dòng)變阻器時(shí)無法達(dá)到電路中內(nèi)、外電阻相等，此時(shí)當(dāng)外電阻越接近內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率最大，B項(xiàng)正確；R0消耗的功率PIU20.5 W，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電源的效率eq f(IEI2r,IE)，電流越小效率越大，可見滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭P滑到最右端時(shí)效率最大，D項(xiàng)錯(cuò)誤多選題8.如圖所示，直線、分別是電源1與電源2的路端電壓隨輸出電流變化的特性圖線，曲線是一個(gè)小燈泡的伏安特性曲線，曲線與直線、相交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為P(5.2，3.5)、Q(6，5)如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨(dú)

9、連接，則下列說法正確的是()A電源1與電源2的內(nèi)阻之比是32B電源1與電源2的電動(dòng)勢之比是11C在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡的電阻之比是12D在這兩種連接狀態(tài)下，小燈泡消耗的功率之比是710解析：選AB.根據(jù)題圖可知，E1E210 V，r1eq f(5,4) ，r2eq f(5,6) ，所以r1r232，E1E211，選項(xiàng)A、B正確；曲線與其他兩條直線的交點(diǎn)坐標(biāo)分別表示該小燈泡在這兩種連接狀態(tài)下的工作電流和工作電壓，根據(jù)坐標(biāo)值可求出此時(shí)小燈泡消耗的功率分別為P118.2 W和P230 W，小燈泡的電阻分別為R1eq f(35,52) ，R2eq f(5,6) ，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤9.如圖，電路中

10、定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r.將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為U1、U2、U3，理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為I，則()AA的示數(shù)增大BV2的示數(shù)增大CU3與I的比值大于r DU1大于U2解析變阻器滑片向下滑動(dòng)，連入電路中的電阻R變減小，由Ieq f(E,RR變r(jià))，A表示數(shù)增大，故A正確；V2表測量的是電源的輸出電壓，U2EIr減小，故B錯(cuò)誤；由于R是定值電阻，則eq f(U1,I)R，如圖甲所示，又由U2EIr，則eq f(U2,I)r，如圖乙所示，所以，U1IR，U2Ir，又因Rr，得U1大于U2，故D正確；同理，U3EI(rR)，eq

11、 f(U3,I)rR，故C正確答案ACD10.如圖所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，電源電動(dòng)勢E18 V，內(nèi)阻不計(jì)，下列說法正確的是()A.開關(guān)S斷開時(shí)，a、b兩點(diǎn)電勢相等B.開關(guān)S閉合后，a、b兩點(diǎn)間的電流是2 AC.開關(guān)S斷開時(shí)C1帶的電荷量比開關(guān)S閉合后C1帶的電荷量大D.不論開關(guān)S斷開還是閉合，C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大答案BC解析S斷開時(shí)外電路處于斷路狀態(tài)，兩電阻中均無電流通過，電阻兩端電勢相等，由題圖知a點(diǎn)電勢與電源負(fù)極電勢相等，而b點(diǎn)電勢與電源正極電勢相等，A錯(cuò)誤.S斷開時(shí)兩電容器兩端電壓都等于電源電動(dòng)勢，而C1C2，由QCU知此時(shí)Q1Q2.當(dāng)S閉合時(shí)，穩(wěn)

12、定狀態(tài)下C1與R1并聯(lián)，C2與R2并聯(lián)，電路中電流Ieq f(E,R1R2)2 A，此時(shí)兩電阻兩端電壓分別為U1IR16 V、U2IR212 V，則此時(shí)兩電容器所帶的電荷量分別為Q1C1U13.6105 C、Q2C2U23.6105 C，對電容器C1來說，S閉合后其兩端電壓減小，所帶的電荷量也減小，故B、C正確，D錯(cuò)誤.11.如圖所示，電源電動(dòng)勢E9 V，內(nèi)電阻r4.5 ，變阻器R1的最大電阻Rm5.0 ，R21.5 ，R3R41 000 ，平行板電容器C的兩金屬板水平放置在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電源恰好有最大的輸出功率，在平行板電容器中間引入一帶電微粒恰能靜止那么()A在題設(shè)條件下，

13、R1接入電路的阻值應(yīng)為3 ，電源的輸出功率應(yīng)為4.5 WB引入的微粒帶負(fù)電，當(dāng)開關(guān)接向b(未接觸b)的過程中，微粒將向下運(yùn)動(dòng)C在題設(shè)條件下，當(dāng)R1的阻值增大時(shí)，R2兩端的電壓增大D在題設(shè)條件下，當(dāng)開關(guān)接向b后，流過R3的電流流向?yàn)閐c解析：選AD.選項(xiàng)A中在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電源恰好有最大的輸出功率，可知R1R2r，R21.5 ，則R13 .電源的輸出功率Pmeq f(E2,4r)4.5 W，故選項(xiàng)A正確；選項(xiàng)B中在開關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，在平行板電容器正中央引入一帶電微粒，恰能靜止，微粒受重力和電場力作用而處于平衡狀態(tài)而上極板帶正電，可知微粒帶負(fù)電當(dāng)開關(guān)接向b(未接觸b)的

14、過程中，電容器所帶的電荷量未變，電場強(qiáng)度也不變，所以微粒不動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中電容器所在的支路相當(dāng)于斷路，在題設(shè)條件下，R1和R2及電源構(gòu)成串聯(lián)電路，R1的阻值增大時(shí)，總電阻增大，總電流減小，R2兩端的電壓減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中在題設(shè)條件下，開關(guān)接a時(shí)，上極板帶正電，當(dāng)開關(guān)接向b后，下極板帶正電，流過R3的電流流向?yàn)閐c，故選項(xiàng)D正確12.如圖所示，D是一只理想二極管，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有帶電微粒P處于靜止?fàn)顟B(tài).下列措施下，關(guān)于P的運(yùn)動(dòng)情況說法正確的是()A.保持S閉合，增大A、B板間距離，P仍靜止B.保持S閉合，減小A、B板間距離，P向上運(yùn)動(dòng)C.斷開S后，增大A、B

15、板間距離，P向下運(yùn)動(dòng)D.斷開S后，減小A、B板間距離，P仍靜止答案ABD解析保持S閉合，電源的路端電壓不變，增大A、B板間距離，電容減小，由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器不能放電，其電量不變，由推論Eeq f(4kQ,rS)得到，板間場強(qiáng)不變，微粒所受電場力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故A正確；保持S閉合，電源的路端電壓不變，電容器的電壓不變，減小A、B板間距離，由Eeq f(U,d)可知，板間場強(qiáng)增大，電場力增大，微粒將向上運(yùn)動(dòng)，故B正確；斷開S后，電容器的電量Q不變，由推論Eeq f(4kQ,rS)得到，板間場強(qiáng)不變，微粒所受電場力不變，仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，故C錯(cuò)誤，D正確.非選擇題13.如圖所示，電

16、源電動(dòng)勢E10 V，內(nèi)阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F.(1)閉合開關(guān)S，求穩(wěn)定后通過R1的電流(2)然后將開關(guān)S斷開，求電容器兩端的電壓變化量和流過R1的總電荷量(3)如果把R2換成一個(gè)可變電阻，其阻值可以在010 范圍變化，求開關(guān)閉合并且電路穩(wěn)定時(shí)，R2消耗的最大電功率解析：(1)穩(wěn)定時(shí)，電路中的電流：Ieq f(E,rR1R2)1 A.(2)S閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，電容器兩端的電壓：UIR216 V6 V斷開后，電容器兩端的電壓為10 V所以U4 V流過R1的總電荷量為：QUC1.2104 C.(3)PR2eq blc(rc)(avs4alco1(f(E,rR1R2)eq s

17、up12(2)R2eq f(E2,f(R2（R1r）2,R2)4（R1r）)可見當(dāng)R2R1r時(shí)，R2消耗的功率最大PmR2eq f(E2,4（R1r）)6.25 W.答案：(1)1 A(2)4 V1.2104 C(3)6.25 W14.如圖所示，電源電動(dòng)勢為E6 V，內(nèi)阻不計(jì)，電容C11 F，電容C22 F，電阻R14 ，電阻R22 .求：(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB；(2)開關(guān)S從斷開到閉合待電路穩(wěn)定后電容器C1的電荷量的變化量答案(1)6 V(2)2106 C解析(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路電流I0，B與電源負(fù)極等電勢，A與電源正極等電勢，則UABE6 V(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電容器C1的電壓UC11E當(dāng)S閉合后穩(wěn)定時(shí)UC12UR1UR1eq f(R1,R1R2)E電壓減小UC1UC11UC12電容器C1的電荷量減少Q(mào)C1UC1，解得：Q2106 C.15.如圖所示為一個(gè)電燈兩端的電壓與通過它的電流的變化關(guān)系曲線由圖可知，兩者不成線性關(guān)系，這是由于焦耳熱使燈絲的溫度發(fā)生了變化的緣故參考這條曲線回答下列問題(不計(jì)電流表和電源的內(nèi)阻)(1)若把三個(gè)這樣的電燈串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢為12 V的電源上，求流過燈泡的電流和每個(gè)燈泡的電阻(2)如圖所示，將兩個(gè)這樣的電燈并聯(lián)后再與10 的定值電阻串