（2021新人教版）高中物理必修第三册素养培优课练习3　闭合电路欧姆定律的综合应用同步检测.doc

1、素养培优课练习素养培优课练习(三三)闭合电路欧姆定律的综闭合电路欧姆定律的综 合应用合应用 (教师用书独具教师用书独具) (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 1欧姆表电路及刻度盘如图所示，现因表头损坏，换用一个新表头。甲表头满偏欧姆表电路及刻度盘如图所示，现因表头损坏，换用一个新表头。甲表头满偏 电流为原来表头的电流为原来表头的 2 倍倍，内阻与原表头相同内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原内阻为原 表头的表头的 2 倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为() A100 ，100

2、B200 ，100 C50 ，100 D100 ， ，200 C由欧姆表改装原理及闭合电路的欧姆定律可得由欧姆表改装原理及闭合电路的欧姆定律可得，甲表头满偏电流为原表头的甲表头满偏电流为原表头的 2 倍，内阻与原表头相同，在电动势不变的情况下，其中值电阻变为原来的倍，内阻与原表头相同，在电动势不变的情况下，其中值电阻变为原来的1 2，即 ，即 50 ； 乙表头满偏电流与原表头相同乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的内阻为原表头的 2 倍倍，在电动势不变的情况下在电动势不变的情况下，其中值其中值 电阻不变，即电阻不变，即 100 ，故，故 C 正确，正确，A、B、D 错误。错误。 2如图所

3、示如图所示，电源电动势电源电动势 E10 V，内阻内阻 r0.2 ，标有标有“8 V16 W”的灯泡的灯泡 L 恰好正常发光，电动机线圈电阻恰好正常发光，电动机线圈电阻 R00.15 ，则电源的输出功率为，则电源的输出功率为 () A16 W B440 W C80 W D400 W C电路的总电流电路的总电流 IE U额 额 r 10 8 0.2 A10 A，则电源的输出功率为，则电源的输出功率为 PIU 额额 108 W80 W，C 错误。错误。 3如图所示如图所示，电源电动势为电源电动势为 E，内阻为内阻为 r。当逐一闭合开关当逐一闭合开关，接入灯泡增多时接入灯泡增多时，以以 下说法不正确

4、的是下说法不正确的是() A灯少时灯泡较亮，灯多时灯泡较暗灯少时灯泡较亮，灯多时灯泡较暗 B灯多时各灯两端的电压较低灯多时各灯两端的电压较低 C灯多时通过电源的电流较大灯多时通过电源的电流较大 D灯多时通过各灯的电流较大灯多时通过各灯的电流较大 D随着接入灯泡增多随着接入灯泡增多， 外电路的总电阻减小外电路的总电阻减小， 由闭合电路的欧姆定律由闭合电路的欧姆定律 I E Rr得 得， 干路电流增大干路电流增大，由由 UEIr 知知，路端电压路端电压 U 减小减小，则各灯两端的电压降低则各灯两端的电压降低，电流减小电流减小， 亮度变暗，选项亮度变暗，选项 A、B、C 正确，选项正确，选项 D 错

5、误。错误。D 符合题意。符合题意。 4如图所示如图所示，电路中电源的电动势为电路中电源的电动势为 E， ，内电阻为内电阻为 r，开关开关 S 闭合后闭合后，当滑动变阻当滑动变阻 器器 R 的滑片的滑片 P 向右移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡向右移动的过程中，三盏规格相同的小灯泡 L1、L2、L3的亮度变化情况的亮度变化情况 是是() A灯灯 L1、L2变亮，灯变亮，灯 L3变暗变暗 B灯灯 L2、L3变亮，灯变亮，灯 L1变暗变暗 C灯灯 L1、L3变暗，灯变暗，灯 L2变亮变亮 D灯灯 L2、L3变暗，灯变暗，灯 L1变亮变亮 C变阻器与灯变阻器与灯 L1串联后与灯串联后与灯 L2并联，

6、再与灯并联，再与灯 L3串联。将滑动变阻器的滑片串联。将滑动变阻器的滑片 P 向右移动的过程中向右移动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大外电路总电阻增大，由闭合电路的欧由闭合电路的欧 姆定律得知：干路电流姆定律得知：干路电流 I 减小，则通过减小，则通过 L3的电流减小，的电流减小，L3变暗，变暗，L3两端电压和内阻所两端电压和内阻所 占电压都减小占电压都减小，则并联部分电压增大则并联部分电压增大，所以流过灯所以流过灯 L2的电流变大的电流变大，L2变亮变亮，I1II2， I 减小，减小，I2增大，则增大，则 I1减小，灯减小，灯 L1变暗。故变暗。故

7、 C 正确。正确。 5有一个电动势为有一个电动势为 3 V、内阻为内阻为 1 的电源的电源。下列电阻与其连接后下列电阻与其连接后，电阻的功率大电阻的功率大 于于 2 W，且该电源的效率大于，且该电源的效率大于 50%的是的是() A0.5 B1 C1.5 D2 C当内当内、 外电阻相等时外电阻相等时， 电源的输出功率最大电源的输出功率最大， 最大功率最大功率 PE 2 4r 9 4 W2.25 W， 此时电源的效率此时电源的效率U E 100%50%，而外电阻越大而外电阻越大，电源效率越大电源效率越大，故外电阻应大故外电阻应大于于 1 ；由由 E Rr 2 R2 W，解得解得 R2 或或 R0

8、.5 ，要使电阻功率大于要使电阻功率大于 2 W， ，则电阻应则电阻应 小于小于 2 且大于且大于 0.5 ，C 正确。正确。 6如图所示，直线如图所示，直线 OAC 为某一直流电源的总功率为某一直流电源的总功率 P 随电流随电流 I 变化的图线，曲变化的图线，曲线线 OBC 表示同一直流电源内部的热功率表示同一直流电源内部的热功率 P 随电流随电流 I 变化的图线变化的图线。 若若 A、 B 点的横坐标均点的横坐标均为为 1A，那么，那么 AB 线段表示的功率为线段表示的功率为() A1 WB6 W C2 WD2.5 W C由题图不难看出，在由题图不难看出，在 C 点，电源的总功率等于电源内

9、部的热功率，所以电源点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源 的电动势为的电动势为 E3 V，短路电流为短路电流为 I3A，所以电源的内阻为所以电源的内阻为 rE I 1 。题图上题图上 AB 线线 段表示的功率为段表示的功率为 PABP总 总 I2r(13121) W2 W。故选项。故选项 C 正确。 正确。 7(多选多选)在如图所示的电路中在如图所示的电路中，电源电动势为电源电动势为 E、内电阻为内电阻为 r，将滑动变阻器的滑将滑动变阻器的滑 片片 P 从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确

10、的是 () A电压表电压表 V 的示数变大的示数变大 B电流表电流表 A2的示数变小的示数变小 C电流表电流表 A1的示数变小的示数变小 D电流表电流表 A 的示数变大的示数变大 AB当滑片向右滑动时当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大滑动变阻器接入电路的电阻增大，则总电阻增大则总电阻增大；由闭由闭 合电路的欧姆定律可知合电路的欧姆定律可知，电路中总电流减小电路中总电流减小，则可知电流表则可知电流表 A 的示数变小的示数变小，则由则由 UE Ir 可知，路端电压增大，电压表可知，路端电压增大，电压表 V 的示数变大，故的示数变大，故 A 正确，正确，D 错误；因路端电压增错误；因路端

11、电压增 大，大，R1中电流增大，电流表中电流增大，电流表 A1的示数变大，故的示数变大，故 C 错误；因总电流减小，而错误；因总电流减小，而 R1中电流中电流 增大，则增大，则 R2中电流减小，电流表中电流减小，电流表 A2的示数变小，故的示数变小，故 B 正确。正确。 8如图所示电路中，定值电阻如图所示电路中，定值电阻 R2r(r 为电源内阻为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为，滑动变阻器的最大阻值为 R1 且且 R1R2r。在滑动变阻器的滑片在滑动变阻器的滑片 P 由左端由左端 a 向右滑动的过程中向右滑动的过程中，以下说法正确的是以下说法正确的是 () A电源的输出功率变小电源的输出功率

12、变小 BR2消耗的功率先变大后变小消耗的功率先变大后变小 C滑动变阻器消耗的功率先变大后变小滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 D以上说法都不对以上说法都不对 C滑片向右移动滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大电路中的电流变大，通过通过 电源的电流和通过电阻电源的电流和通过电阻 R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大， 在滑片滑动的过程中内阻始终小于外电阻在滑片滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率增大所以电源的输出功率增大。考虑滑动变阻器考虑滑动变阻器 上的功

13、率消耗时可以把上的功率消耗时可以把 R2看成电源的一部分看成电源的一部分，当滑动变阻器的阻值等于当滑动变阻器的阻值等于 2r 时时，消耗的消耗的 功率最大，当滑动变阻器阻值小于功率最大，当滑动变阻器阻值小于 2r 时，消耗的功率变小。故时，消耗的功率变小。故 C 正确。正确。 9如图所示，电源电动势如图所示，电源电动势 E30 V，内阻，内阻 r1 ，灯泡上标有，灯泡上标有“6 V12 W”字字 样样，直流电动机线圈电阻直流电动机线圈电阻 R2 ，若灯泡恰好能正常发光若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率求电动机输出的机械功率。 解析解析因灯泡正常发光，所以因灯泡正常发光，所以 IP U

14、 12 6 A2A U内 内 Ir21 V2 V 所以电动机电压为所以电动机电压为 UMEU内 内 U30 V2 V6 V22 V 电动机输出的机械功率为电动机输出的机械功率为 P机 机 UMII2R222 W222 W36 W。 答案答案36 W (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10硅光电池是一种太阳能电池硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点具有低碳环保的优点。如图所示如图所示，图线图线 a 是该电是该电 池在某光照强度下路端电压池在某光照强度下路端电压 U 和电流和电流 I 的关系图像的关系图像(电池内阻不是常数电池内阻不是常数)，图线图线 b 是某电是某电 阻阻 R 的的

15、 UI 图像图像。 在该光照强度下将它们组成闭合回路时在该光照强度下将它们组成闭合回路时， 下列相关叙述说法正确的是下列相关叙述说法正确的是 () A此时硅光电池的内阻为此时硅光电池的内阻为 12.5 B此时硅光电池的输出功率为此时硅光电池的输出功率为 0.2 W C此时硅光电池的总功率为此时硅光电池的总功率为 0.72 W D此时硅光电池的输出效率为此时硅光电池的输出效率为 40% C由闭合电路的欧姆定律得由闭合电路的欧姆定律得 UEIr，当，当 I0 时，时，EU，由，由 a 与纵轴的交点与纵轴的交点 读出电动势为读出电动势为 E3.6 V。 根据两图线交点处的状态可知根据两图线交点处的状

16、态可知， 将它们组成闭合回路时路端电将它们组成闭合回路时路端电 压为压为 U2 V，回路中的电流为，回路中的电流为 I0.2A，则电池的内阻为，则电池的内阻为 rE U I 3.6 2 0.2 8 ， A 错误错误；电池的输出功率为电池的输出功率为 P出 出 UI0.4 W，B 错误错误；此时硅光电池的总功率为此时硅光电池的总功率为 P总 总 EI3.60.2 W0.72 W，C 正确；此时硅光电池的输出效率为正确；此时硅光电池的输出效率为 P 出出 P总 总 100% 0.4 0.72 100%55.6%，D 错误。错误。 11如图所示电路中，电源的电动势为如图所示电路中，电源的电动势为 E

17、，内阻为，内阻为 r，各电阻阻值如图所示，当滑，各电阻阻值如图所示，当滑 动变阻器的滑片动变阻器的滑片 P 从从 a 端滑到端滑到 b 端的过程端的过程 中，下列说法正确的是中，下列说法正确的是() A电压表的读数电压表的读数 U 先减小后增大先减小后增大 B电流表的读数电流表的读数 I 先增大后减小先增大后减小 C电压表读数电压表读数 U 与电流表读数与电流表读数 I 的比值的比值U I 不变不变 D电压表读数的变化量电压表读数的变化量U 与电流表读数的变化量与电流表读数的变化量I 的比值的比值U I 不变不变 D对电路图分析可知对电路图分析可知， 当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片 P

18、从从 a 端滑到端滑到 b 端的过程中端的过程中， 外电路外电路 总电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，总电流先减小后增大，总电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，总电流先减小后增大，A、B 错误；电错误；电 压表读数压表读数 U 与电流表读数与电流表读数 I 的比值的比值U I 是反映外电路电阻的是反映外电路电阻的，当滑动变阻器的滑片当滑动变阻器的滑片 P 从从 a 端滑到端滑到 b 端的过程中，外电路电阻先增大后减小，而电压表读数的变化量端的过程中，外电路电阻先增大后减小，而电压表读数的变化量U 与电流表与电流表 读数的变化量读数的变化量I 的比值的比值U I 反映电源内阻，不发生变

19、化，反映电源内阻，不发生变化，C 错误，错误，D 正确。正确。 12如图所示的电路中，如图所示的电路中，R13 ，R26 ，R31.5 ，C20 F。当开关。当开关 S 断断 开时开时，电源所释放的总功率为电源所释放的总功率为 2 W；当开关当开关 S 闭合时闭合时，电源所释放的总功率为电源所释放的总功率为 4W，求求： (1)电源的电动势和内电阻；电源的电动势和内电阻； (2)闭合闭合 S 时，电源的输出功率；时，电源的输出功率； (3)S 断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少。断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少。 解析解析(1)S 断开时外电路断开时外电路 R2、R3串联串联 E

20、I1(R2R3)I1r P1EI1 S 闭合时外电路闭合时外电路 R1、R2并联后与并联后与 R3串联串联 R外 外 R3 R1R2 R1R2 代入数据代入数据 R外 外 1.53 6 36 3.5 对闭合电路对闭合电路 EI2R外 外 I2r P2EI2 由由可得可得 E4 V r0.5 I10.5A I21A。 (2)闭合闭合 S 时，电源的输出功率时，电源的输出功率 PI22R外 外 123.5 W3.5 W。 (3)S 断开时断开时 Q1CUR22010 6 0.56 C610 5 C S 闭合，电容器两端的电势差为零，则闭合，电容器两端的电势差为零，则 Q20。 答案答案(1)4 V

21、0.5 (2)3.5 W(3)610 5 C0 13如图所示的电路中如图所示的电路中，所用电源的电动势所用电源的电动势 E4 V，内电阻内电阻 r1 ，电阻电阻 R1可调可调。 现将现将 R1调到调到 3 后固定。已知后固定。已知 R26 ，R33 ，求：，求： (1)开关开关 S 断开和接通时，通过断开和接通时，通过 R1的电流分别为多大？的电流分别为多大？ (2)为了使为了使 A、B 之间电路的电功率在开关之间电路的电功率在开关 S 接通时能达到最大值，应将接通时能达到最大值，应将 R1的阻值的阻值 调到多大？这时调到多大？这时 A、B 间消耗的最大电功率是多少？间消耗的最大电功率是多少？ 解析解析(1)开关开关 S 断开时，断开时，I1 E rR1R2 4 136 A0.4A 开关接通时，开关接通时，R2、R3并联的总电阻并联的总电阻 R23 R2R3 R2R3 2 I1 E rR1R23 4 132 A0.667A。 (2)开关接通时开关接通时，A、B 之间的总电阻之间的总电阻 R232 为定值为定值，所以所以，只有当只有当 R10 时时，总总 电流最大，电流最大，A、B 之间的电功率才最大。之间的电功率才最大。 I E rR1R23 4 102A 4 3A PABI2R23 4 3 2 2 W3.556W。 答案答案(1)0.4 A0.667 A(2)03.556 W