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考點規范練28　閉合電路的歐姆定律
一、單項選擇題
1.某掃地機器人電池容量為2 000 mA·h,額定工作電壓為15 V,額定功率為30 W,則下列說法正確的是(　　)
A.掃地機器人的電阻是7.5 Ω
B.題中mA·h是能量的單位
C.掃地機器人正常工作時的電流是2 A
D.掃地機器人充滿電后一次最長工作時間約為4 h
2.在如圖所示的電路中,開關S閉合后,若將滑動變阻器的滑片P向下調節,下列說法正確的是(　　)
A.電壓表和電流表的示數都增大
B.燈L2變暗,電流表的示數減小
C.燈L1變亮,電壓表的示數減小
D.燈L2變亮,電容器的電荷量增加
3.如圖所示,移動滑動變阻器R的滑片,發現電流表的示數為零,電壓表的示數逐漸增大,則電路的可能故障為(　　)
A.小燈泡短路
B.小燈泡斷路
C.電流表斷路
D.滑動變阻器斷路
4.將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,測得電阻箱所消耗的功率P與電阻箱讀數R變化的曲線如圖所示,由此可知(　　)
A.電源最大輸出功率可能大于45 W
B.電源內阻一定等于5 Ω
C.電源電動勢為45 V
D.電阻箱所消耗的功率P最大時,電源效率大于50%
二、多項選擇題
5.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內部原有帶電微粒P處于靜止狀態。下列措施下,關于P的運動情況說法正確的是(　　)
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向上運動
C.斷開S后,增大A、B板間距離,P向下運動
D.斷開S后,減小A、B板間距離,P仍靜止
6.如圖甲所示,不計電表對電路的影響,改變滑動變阻器的滑片位置,測得電壓表V1和V2隨電流表A的示數變化規律分別如圖乙中a、b所示,下列判斷正確的是(　　)
甲
乙
A.圖線a的延長線與縱軸交點的坐標值等于電源電動勢
B.圖線b斜率的絕對值等于電源的內阻
C.圖線a、b交點的橫、縱坐標之積等于此狀態下電源的輸出功率
D.圖線a、b交點的橫、縱坐標之積等于此狀態下電阻R0消耗的功率
三、非選擇題
7.如圖所示,電源電動勢E=6 V,內阻r=1 Ω,電阻R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=7.5 Ω,電容器的電容C=4 μF。開關S原來斷開,現在合上開關S到電路穩定,這一過程中通過電流表的電荷量是多少
8.如圖所示的電路中,R1=4 Ω,R2=2 Ω,滑動變阻器R3上標有“10 Ω　2 A”的字樣,理想電壓表的量程有0~3 V和0~15 V兩擋,理想電流表的量程有0~0.6 A和0~3 A兩擋。閉合開關S,將滑片P從最左端向右移動到某位置時,電壓表、電流表示數分別為U3=2 V和I1=0.5 A;繼續向右移動滑片P至另一位置,電壓表指針指在滿偏的,電流表指針也指在滿偏的,求電源電動勢與內阻的大小。(保留兩位有效數字)
考點規范練28　閉合電路的歐姆定律
1.C　解析:根據題意知,掃地機器人是非純電阻用電器,無法計算掃地機器人的電阻,故A錯誤。題中mA·h是電荷量的單位,故B錯誤。掃地機器人正常工作時的電流為I= A=2 A,故C正確。根據題意知,2 000 mA·h=2 A·h,掃地機器人充滿電后一次工作時間約為t==1 h,故D錯誤。
2.C　解析:將滑動變阻器的滑片P向下調節,滑動變阻器接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據閉合電路歐姆定律分析得知,路端電壓U減小,干路電流I增大,則電壓表的示數減小,燈L1變亮,U1增大,R與燈L2并聯電路的電壓U2=U-U1,則U2減小,即I2減小,燈L2變暗,電容器的電荷量減少,流過電流表的電流IA=I-I2,I增大,I2減小,則IA增大,電流表的示數增大,故C正確。
3.B　解析:若小燈泡短路,電壓表也被短路,示數應為零,與題不符,故A錯誤。若小燈泡斷路,電壓表與電流表組成串聯電路,由于電壓表內阻很大,電流表示數很小,幾乎為零,電壓表直接測量滑片與a端間的電壓,在滑片從a向b端移動時,電壓表的示數將增大,與題相符,故B正確。若電流表斷路,電壓表中無電流,將沒有讀數,與題不符,故C錯誤。若滑動變阻器的滑片右端斷開,兩個電表均無示數;若滑片左端斷開,兩個電表均有示數,不符合題意,故D錯誤。
4.B　解析:將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,電阻箱所消耗功率P等于電源輸出功率。由電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數R變化的曲線可知,電阻箱所消耗功率P最大為45 W,所以電源最大輸出功率為45 W,選項A錯誤。由電源輸出功率最大的條件可知,電源輸出功率最大時,外電路電阻等于電源內阻,所以電源內阻一定等于5 Ω,選項B正確。由電阻箱所消耗功率P最大值為45 W可知,此時電阻箱讀數為R=5 Ω,電流I==3 A,電源電動勢E=I(R+r)=30 V,選項C錯誤。電阻箱所消耗的功率P最大時,電源效率為50%,選項D錯誤。
5.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,由于二極管的單向導電性,電容器不能放電,其電荷量不變,由推論E=得到,板間電場強度不變,微粒所受靜電力不變,仍處于靜止狀態,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E=可知,板間電場強度增大,靜電力增大,微粒將向上運動,故B正確。斷開S后,電容器的電荷量Q不變,由推論E=得到,板間電場強度不變,微粒所受靜電力不變,仍處于靜止狀態,故C錯誤,D正確。
6.ACD　解析:當滑動變阻器滑片向右滑動時,電阻減小,電流增大,電壓表V2的示數增大,V1的示數減小,所以圖線b是電壓表V2示數的變化情況,圖線a是電壓表V1示數的變化情況;當外電路電阻無限大時,電路中電流為0,故此時電壓表V1的示數就是a的延長線與縱軸交點的坐標值,它等于電源的電動勢,A正確。圖線b斜率的絕對值等于電阻R0的阻值,B錯誤。圖線a、b交點的橫、縱坐標之積既等于此狀態下電源的輸出功率,也等于電阻R0消耗的功率,C、D正確。
7.解析:S斷開,C相當于斷路,R3中無電流,C兩端電壓即R2兩端電壓
U2=·R2=3 V
Q=CU2=12×10-6 C
a板帶正電,b板帶負電
S閉合,C兩端電壓即R1兩端電壓
U1=·R外=1.8 V
Q'=CU1=7.2×10-6 C
a板帶負電,b板帶正電
故通過電流表的電荷量ΔQ=Q+Q'=1.92×10-5 C。
答案:1.92×10-5 C
8.解析:滑片P向右移動的過程中,電流表示數在減小,電壓表示數在增大,由此可以確定電流表量程選取的是0~0.6 A,電壓表量程選取的是0~15 V
所以第二次電流表的示數為I1'=×0.6 A=0.2 A
電壓表的示數為U3'=×15 V=5 V
當電流表示數為0.5 A時
R1兩端的電壓為U1=I1R1=0.5×4 V=2 V
回路的總電流為I總=I1+ A=1.5 A
由閉合電路歐姆定律得E=I總r+U1+U3 ①
當電流表示數為0.2 A時
R1兩端的電壓為U1'=I1'R1=0.2×4 V=0.8 V
回路的總電流為I總'=I1'+ A=0.6 A
由閉合電路歐姆定律得E=I總'r+U1'+U3' ②
聯立①②解得E=7.0 V,r=2.0 Ω。
答案:7.0 V　2.0 Ω
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