第2講閉合電路歐姆定律及其應用一、選擇題(本題共12小題，1～6題為單選，7～12題為多選)1．如圖所示為汽車啟動電路原理圖，汽車電動機啟動時車燈會瞬間變暗。在打開車燈的情況下，電動機未啟動時電流表的示數為10A；電動機啟動時電流表的示數為58A。若電源的電動勢為12.5V，內阻為0.05Ω，設電流表的內阻不計、車燈的電阻不變。則在打開車燈、電動機啟動時，電動機的輸入電功率為(C)A．681.8W B．556.8WC．480W D．43.2W[解析]由閉合電路歐姆定律有E＝I1(R＋r)，解得燈泡的電阻為1.2Ω，電動機啟動時電動機兩端的電壓為UM＝E－I2r＝9.6V，電動機上的電流IM＝I2－IR＝58A－eq\f(9.6,1.2)A＝50A，所以電動機的輸入電動率P＝UM·IM＝480W，C正確。2．如圖甲所示，一個簡單的閉合電路由內、外兩部分電路構成。已知內電路的電源是一個化學電池，電池的正、負極附近分別存在著化學反應層，反應層中非靜電力(化學作用)把正電荷從電勢低處移到電勢高處，在這兩個地方，電勢會沿電流方向“躍升”。這樣整個閉合電路的電勢高低變化情況如圖乙所示，圖乙中各點位置的高低表示電路中相應各點電勢的高低，D點的高度略低于C點。若減小外電路電阻R，則下列說法正確的是(A)A．C、D兩點之間的高度差將變大B．A、D兩點之間的高度差和C、B兩點之間的高度差之和將變小C．A、B兩點之間的高度差不變D．在電子從A點經D、C移動至B點的過程中，非靜電力做功將變大[解析]本題考查對電源電動勢的定性分析。因電動勢不變，減小外電路電阻R，電路中的電流增大，內電壓變大，外電壓減小，A、B兩點的高度差類似于外電壓，減??；C、D兩點高度差類似于內電壓，變大，故A正確，C錯誤；A與D、C與B高度差之和類似于電動勢，不變，故B錯誤；電子從A處經D、C至B處，非靜電力做功W＝Eq，不變，故D錯誤。3．在如圖所示的電路中，E為電源的電動勢，r為電源內阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器。當R2的滑動觸點在a端時合上開關S，此時三個電表A1、A2和V的示數分別為I1、I2和U。現將R2的滑動觸點向b端移動，則三個電表的示數變化情況是(B)A．I1增大，I2不變，U增大 B．I1減小，I2增大，U減小C．I1增大，I2減小，U增大 D．I1減小，I2不變，U減小[解析]本題考查動態電路問題。現將R2的滑動觸點向b端移動，R2接入電路中的電阻阻值減小，導致外電阻減小，電源輸出電流增大，由U＝E－Ir可知，電源路端電壓減小，電壓表示數U減小，根據“串反并同”知，R2接入電路的電阻阻值減小時，A2示數變大，A1示數變小，選項B正確。4．如圖所示的電路中，兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態，電流表和電壓表均為理想電表，由于某種原因L2的燈絲突然燒斷，其余用電器均不會損壞，下列說法正確的是(C)A．電流表、電壓表的讀數均變小B．電源內阻消耗的功率變大C．帶電液滴將向上運動D．電源的輸出功率變大[解析]當L2的燈絲突然燒斷時，電路中總電阻增大，則總電流減小，電源的內電壓和R1兩端的電壓減小，由閉合電路的歐姆定律可知，路端電壓增大，故電容器C的電壓增大，板間場強增大，帶電液滴所受的電場力增大，則該帶電液滴將向上移動，C正確；由于C兩端的電壓增大，R2、R3中的電流增大，則電流表、電壓表的讀數均變大，A錯誤；因干路電流減小，則電源內阻消耗的功率變小，B錯誤；由于電源的內、外電阻的關系未知，不能判斷電源的輸出功率如何變化，D錯誤。5．如圖，A，B兩燈原來正常發光，現因某一電阻發生斷路或短路的故障，使A燈變亮，B燈變暗，那么故障原因是(B)A．R0斷路 B．R1斷路C．R2斷路 D．R2短路[解析]電阻R0單獨在一個支路上，R0斷路后外電阻變大，總電流變小，路端電壓變大，兩個燈所在的并聯電路的電壓都變大，則兩個燈的亮度都變亮，故A錯誤；如果R1斷路，總電阻變大，則總電流變小，路端電壓變大，通過R0的電流變大，可知通過B燈、R2并聯支路的電流減小，其兩端電壓減小，B燈變暗，但A燈兩端電壓變大，A燈變亮；同理，若R2斷路，則A燈變暗，B燈變亮，故B正確，C錯誤；若R2短路，B燈被短路而熄滅，故D錯誤。6．電動勢為E、內阻為r的電源與定值電阻R1、R2及滑動變阻器R連接成如圖所示的電路，當滑動變阻器的觸頭由中點滑向a端時(未到a)，下列說法正確的是(B)A．定值電阻R2的電功率減小B．電壓表和電流表的示數都減小C．電壓表的示數增大，電流表的示數減小D．R中電流變化的絕對值小于電流表示數變化的絕對值[解析]當滑動變阻器的觸頭由中點滑向a端時，R接入電路的電阻減小，總電阻減小，干路電流增大，內電壓增大，路端電壓減小，電壓表的示數減小，R2的電壓增大，R1的電壓減小，電流表的示數減小，A、C錯誤，B正確；因為總電流增大，電流表的示數減小，所以R中電流增大，且由于干路電流增大，則通過R的電流增大的值比通過R2電流減小的值多，所以R中電流變化的絕對值大于電流表示數變化的絕對值，D錯誤。7．如圖所示，甲、乙分別表示兩個電源的路端電壓與通過它們的電流I的關系，下列說法中正確的是(AD)A．電源甲的電動勢大于乙的電動勢B．電源甲的內阻小于乙的內阻C．電流都是I0時，兩電源的內電壓相等D．路端電壓都為U0時，它們所在電路的外電阻相等[解析]圖線與縱軸的交點表示電源的電動勢，圖線斜率的大小表示電源的內阻，由題圖可知E甲>E乙，r甲>r乙，A正確，B錯誤；當電流都為I0時，兩電源的路端電壓相等，內電壓不相等，C錯誤；當路端電壓為U0時，電流為I0，外電阻R＝eq\f(U0,I0)相等，D正確。8．如圖所示，圖線甲、乙分別為電源和某金屬導體的U－I圖線，電源的電動勢和內阻分別用E、r表示，根據所學知識分析下列選項正確的是(AC)A．E＝50VB．r＝eq\f(25,3)ΩC．當該導體直接與該電源相連時，該導體的電阻為20ΩD．當該導體直接與該電源相連時，電路消耗的總功率為80W[解析]由圖像的物理意義可知電源的電動勢E＝50V，內阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，故A正確，B錯誤；該導體與該電源相連時，電阻的電壓、電流分別為U＝40V，I＝2A，則R＝eq\f(U,I)＝20Ω，此時，電路消耗的總功率P總＝EI＝100W，故C正確，D錯誤。9．如圖所示，一直流電動機與阻值R＝9Ω的電阻串聯在電源上，電源電動勢E＝30V，內阻r＝1Ω，用理想電壓表測出電動機兩端電壓U＝10V，已知電動機線圈電阻RM＝1Ω，則下列說法中正確的是(BD)A．通過電動機的電流為10AB．電動機的輸入功率為20WC．電源的輸出功率為40WD．電源的輸出功率為56W[解析]根據閉合電路規律，有E＝U＋I(r＋R)解得I＝eq\f(E－U,R＋r)＝2A，故A錯誤；電動機的輸入功率P入＝UI＝10×2W＝20W，電動機的熱功率P熱＝I2RM＝22×1W＝4W，則電動機的輸出功率P出＝P入－P熱＝UI－I2RM＝(10×2)W－(22×1)W＝16W；而電源的輸出功率Peq\o\al(′,出)＝(E－Ir)I＝(30－2×1)×2W＝56W，故B、D正確。10．如圖所示，電源E對電容器C充電，當C兩端電壓達到80V時，閃光燈瞬間導通并發光，C放電。放電后，閃光燈斷開并熄滅，電源再次對C充電。這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發光。該電路(BCD)A．充電時，通過R的電流不變B．若R增大，則充電時間變長C．若C增大，則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大D．若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過的電荷量不變[解析]給電容器充電過程中，隨著兩極板間所帶電荷量增多，電路中的電流逐漸減小，A錯誤；充滿一次電，電容器增加的電荷量是相同的，即通過R的電荷量Q是一定的。電源恒定，R增大，則電流I減小，根據I＝eq\f(Q,t)可知，充電時間變長，B正確；若C增大，電容器充滿時所帶電荷增多，即閃光時電容器釋放的電荷也增多，通過閃光燈的電荷量也增多，C正確；因為C兩端電壓達到80V時，電容器就不再充電，外接電源只要提供電壓超過80V，產生的效果均相同，閃光燈閃光一次通過的電荷量也相同，D正確。11．如圖所示，直線Ⅰ、Ⅱ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Ⅲ是一個小燈泡的伏安特性曲線，如果把該小燈泡分別與電源1、電源2單獨連接，則下列說法正確的是(ABC)A．電源1與電源2的內阻之比是11︰7B．電源1與電源2的電動勢之比是1︰1C．在這兩種連接狀態下，小燈泡消耗的功率之比是1︰2D．在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比是1︰2[解析]根據電源的路端電壓隨輸出電流的變化的特性，圖線斜率的絕對值表示電源的內阻，由此可知電源1與電源2的內阻之比是11︰7，選項A正確；圖線縱軸的截距表示電源電動勢，電源1與電源2的電動勢之比是1︰1，選項B正確；根據曲線交點表示工作點，交點的縱、橫坐標的乘積表示電源輸出功率，在這兩種連接狀態下，小燈泡消耗的功率之比是1︰2，選項C正確；根據曲線交點的縱、橫坐標的比值表示小燈泡電阻，在這兩種連接狀態下，小燈泡的電阻之比是18︰25，選項D錯誤。12．如圖甲所示，電動勢為E、內阻為r的電源與阻值R＝8Ω的定值電阻、滑動變阻器RP、開關S組成串聯電路，已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效電阻值RP的關系如圖乙所示，下列說法正確的是(BD)A．電源的電動勢E＝eq\f(2\r(10),5)V，內阻r＝2ΩB．圖乙中Rx＝25ΩC．滑動變阻器的滑片向左移動時，R上消耗的功率先增大后減小D．調整滑動變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1.28W[解析]本題考查電功率圖像、閉合電路歐姆定律。把R看成電源的內阻，則滑動變阻器RP為外電阻，由圖像可知，RP＝R＋r＝10Ω時，滑動變阻器RP消耗的功率最大為0.4W，得r＝2Ω，由eq\f(E2,4R＋r)＝0.4W可得E＝4V，選項A錯誤；由eq\f(E2×4Ω,R＋r＋4Ω2)＝eq\f(E2×Rx,R＋r＋Rx2)解得Rx＝25Ω，選項B正確；滑動變阻器的滑片向左移動時，外電路電阻一直增大，電流一直減小，R上消耗的功率一直減小，選項C錯誤；調整滑動變阻器RP的阻值，當滑動變阻器接入電路中的電阻為零時，電源輸出電功率最大，可以得到該電源的最大輸出功率為P＝I2R＝eq\f(E2×R,R＋r2)＝1.28W，選項D正確。二、非選擇題13．相距d＝0.1m水平放置的平行金屬板a和b，中央有孔，為其提供電壓的電路如圖所示，且已知電源的電動勢為E＝24V，內阻為r＝5Ω，分壓電阻為R2＝100Ω，現閉合開關S，當電流達到穩定后，將帶電荷量為q＝1.0×10－7C、質量為m＝6.0×10－7kg的液滴從小孔正上方h＝0.1m高處無初速滴下，為使液滴剛好不落在b板上，g取10m/s2。求：(1)R2兩端的電壓；(2)滑動變阻器R接入電路的有效阻值。[答案](1)12V(2)95Ω[解析](1)液滴從開始滴到剛好能到b板附近，根據