(三十) 闭合电路欧姆定律及其应用
(一)普通高中适用
[A级——基础小题练熟练快]
★1.两个定值电阻R1、R2串联接在12 V的稳压直流电源上,并把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端,如图所示,电压表示数为8 V,如果把它改接在R2的两端,则电压表的示数将( )
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.等于或大于8 V
解析选A 当电压表并联在R1两端时,ab间的电阻是R1与电压表内阻RV并联后的等效电阻Rab,Rab<R1,Rab两端电压为8 V,R2两端电压为4 V,则Rab=2R2,所以R1>2R2,由此可以推断,当不用电压表测量时,R2分得的电压小于4 V。当把电压表并在R2上时,bc间的电阻Rbc为R2和RV的并联电阻,Rbc<R2,因而bc间电压一定小于4 V。所以本题正确选项为A。
★2.如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像。如果将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么有( )
A.R接到a电源上,电源的效率较高
B.R接到b电源上,电源的输出功率较大
C.R接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源效率较低
D.R接到b电源上,电阻的发热功率和电源的效率都较高
解析选C 由题图判断电源a的内阻大,在纯电阻电路中电源效率η=×100 ,内阻越大,效率越低;电源的输出功率P=UI对应图线交点坐标的乘积,电阻的发热功率P热=I2R,对应图线交点横坐标的平方与电阻R的乘积,综上分析只有C正确。
★3. [多选](2018·东北三校模拟)如图所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3 Ω,R2=6 Ω,电源电动势E=18 V,内阻不计。下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,a、b两点电势相等
B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2 A
C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
解析选BC S断开时外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过,电阻两端电势相等,由题图知a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,A错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1>C2,由Q=CU知此时Q1>Q2,当S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I==2 A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V、U2=IR2=12 V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1′=C1U1=3.6×10-5 C、Q2′=C2U2=3.6×10-5 C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故B、C正确,D错误。
4.(2018·江西名校联考)如图所示电路中,R1和R2是两个滑动变阻器,电源的内阻不可忽略。开关S闭合后,灯泡L正常发光,两金属板之间的带电油滴处于静止状态,则( )
A.仅将R1的滑片向右移动,油滴会向上运动
B.仅将R2的滑片向左移动,灯泡L会变亮
C.仅将R1的滑片向右移动,路端电压变小
D.仅将R2的滑片向左移动,电源的功率变小
解析选B R1与电容器串联,改变R1的阻值对原电路没有任何影响,对电容器也没有任何影响,A、C均错误;仅将R2的滑片向左移,电路的总电阻减小,电流增大,灯泡L变亮,B正确;电源的功率P=EI增大,D错误。
5.[多选](2018·黄冈中学期中)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,电容器电容C=4 μF,开关S原来断开,现在合上开关S到电路稳定,则( )
A.S断开时电容器的电压为3 V
B.S断开时电容器a极板带负电
C.S合上电路稳定后电容器b极板带负电
D.从S断开到合上开关S且电路稳定后,流过电流表的电量为1.92×10-5 C
解析选AD S断开,C相当于断路,R3中无电流,C两端电压等于R2两端电压,由于a极板的电势比b极板的电势高,所以电容器a极板带正电,电容器的电压 U1=E=×6 V=3 V,故A正确,B错误。S合上电路稳定后,R1与R2串联后再与R3并联,C两端电压等于R1两端电压,b极板的电势比a极板的电势高,所以电容器b极板带正电。由电路分析知,外电路总电阻为 R外== Ω=3 Ω;电容器的电压为 U2=·E=××6 V=1.8 V。流过电流表的电量为Q=CU1+CU2=4×10-6×(3+1.8)C=1.92×10-5 C,故C错误,D正确。
6.(2018·南阳一中模拟)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点。如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的UI图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为( )
A.5.5 Ω B.7.0 Ω
C.12.0 Ω D.12.5 Ω