2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 2.7 闭合电路欧姆定律课后提升作业 新人教版选修3-1.doc

课后提升作业 十六 闭合电路的欧姆定律(40分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1.(2018蚌埠高二检测)如图所示的U-I图象中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知()A.R的阻值为1.5B.电源电动势为3V，内阻为0.5C.电源的输出功率为3.0WD.电源内部消耗功率为0.5W【解析】选A。由图象可知，R=UI=1.51=1.5，故A正确；由图象可知，电源电动势E=3.0V，短路电流I短=2.0A，则电源内阻r=EI短=3.02.0=1.5，故B错误；由两图象的交点坐标，可得路端电压U=1.5V，干路电流I=1.0A，则电源的输出功率为P=UI=1.51.0W=1.5 W，故C错误；电源内部消耗功率为Pr=I2r=1.021.5W=1.5W，故D错误。2.如图所示，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A.路端电压变小B.电流表的示数变大C.电源内阻消耗的功率变小D.电路的总电阻变大【解析】选A。滑动触头由a滑向b的过程中，总电阻变小，D错误；干路电流变大，路端电压变小，A正确；内阻消耗功率变大，C错误；定值电阻R3上电压降低，电流表示数变小，B错误。故选A。【补偿训练】(2018杭州高二检测)如图所示电路中，当S断开时，理想电压表的示数为6V，当S闭合后，a、b两点间电压可能是()A.11VB.10VC.9VD.8V【解析】选D。当S断开时，由电阻R1、R2和R3组成串联电路；因为I=U2R2，所以电源的电动势为：E=U2R2(R1+R2+R3+r)，即E=6V20(10+20+R3+r)当S闭合时，电阻R1被短路，R2、R3组成串联电路；则有：E=U2R2(R2+R3+r)，即E=U220(20+R3+r)由可得：U2=6V+6020+R3+r当R3+r0时，U2=9V；当R3+r时，U2=6V所以S闭合后电压表取值范围为6VU29V，故选D。3.图示的电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合前灯泡A、B、C均已发光。那么，当开关S闭合时，A、B、C三个灯泡的亮度变化情况是()A.A亮度不变，B变亮，C变暗B.A变暗，B变亮，C变暗C.A变亮，B变暗，C变亮D.A变暗，B变亮，C亮度不变【解析】选B。当开关S闭合时，灯泡C、D并联，电阻减小，外电路总电阻R减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，灯泡A的电压UA=E-Ir减小，电流IA减小，灯泡A变暗。灯泡B的电流IB=I-IA，增大，电压UB增大，灯泡B变亮。灯泡C的电压UC=UA-UB，UA减小，UB增大，则UC减小，灯泡C变暗。4.(多选)(2018柳州高二检测)在如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0，电路中的电阻R0为1.5，小型直流电动机M的内阻为0.5。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。以下判断中正确的是()A.电动机的输出功率为14WB.电动机两端的电压为7.0VC.电动机产生的热功率为2.0WD.电源输出的电功率为24W【解析】选B、C。电动机的总功率为P电=UI=14W，A错误；电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为：U=E-U内-UR0=E-I(R0+r)=7V，B正确；电动机的发热功率为P热=I2R=220.5W=2W，C正确；电源的输出功率为P输出=EI-I2r=122W-221W=20W，D错误。【易错提醒】电动机是非纯电阻，不能应用欧姆定律，否则容易漏选B项。5.如图所示，直线OAC为某一直流电源上总功率随电流I的变化图线，曲线OBC表示同一直流电源内部热功率随电流I变化的图线。若A、B的横坐标为1A，那么AB段表示的功率为()A.1 WB.6 WC.2 WD.2.5 W【解析】选C。在C点，电源的总功率等于电源内耗功率，所以电源电动势的大小为E=3V，短路电流的大小为I=3A，所以电源的内阻为r=EI=1，图象上AB段所代表的功率为PAB=P总-I2r=13W-121 W=2 W，故选C。二、非选择题(本题共2小题，共20分。需写出规范的解题步骤)6.(10分)电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15，定值电阻R0=3。(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？(3)当R为何值时，R消耗的功率最大？最大功率为多少？【解析】(1)由题图乙知电源的电动势和内阻为E=20V，r=7.5。由题图甲分析知道，当R=0时，R0消耗的功率最大，为P=ER0+r2R0=203+7.523W=10.9 W。(2)当r=R+R0时，即R=4.5时，电源的输出功率最大，最大值P=ER0+R+r2(R0+R)=203+4.5+7.52(3+4.5)W=13.3 W。(3)把定值电阻R0和电源作为一个等效电源，其电动势E=20V，内阻r1=r+R0=10.5，则当R=r1=10.5时，R消耗的功率最大，此时Pmax=E24r1=202410.5W=9.5 W。答案：(1)010.9W(2)4.513.3 W(3)10.59.5 W7.(10分)(2018酒泉高二检测)如图所示的电路中，电源的电动势E=12V，内阻未知，R1=8，R2=1.5，L为规格“3 V3 W”的灯泡，开关S断开时，灯泡恰好正常发光。(不考虑温度对灯泡电阻的影响)试求：(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻。(2)电源的内阻。(3)开关S闭合时，灯泡实际消耗的功率。【解析】(1)灯泡的额定电流I0=P0U0=1A其电阻R0=U02P0=3(2)总电流I=I0=1A总电阻R总=EI=12所以内阻r=R总-R1-R0=1(3)S闭合后总电阻R总=r+R1+R0R2R0+R2=10总电流I=ER总=1.2A所以灯泡两端电压UL=E-I(r+R1)=12V-1.2(1+8)V=1.2 V所以PL=UL2R0=0.48 W答案：(1)1A3(2)1(3)0.48 W【延伸探究】上题中，如果S闭合时灯泡的实际功率为0.75W，则R2应为多少？提示：由P=U2R知，UL=1.5V，又UL=E-I(R1+r)I=ULRL+ULR2解得：R2=2.25。答案：2.25