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双基限时练(十六) 闭合电路的欧姆定律
1．图中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的内阻不计．开关S接通后流过R2的电流是S接通前的( )
A. B.
C. D.
解析 此题考查欧姆定律及电阻的串、并联．设电源电动势为E，R1＝R2＝R3＝R，则S接通时，I2＝×＝，S断开时，I2′＝，所以＝，故B选项正确．
答案 B
2．将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为( )
A. B.
C. D.
解析 由题意知2R1＝2R2，整理得r＝.
答案 C
3.
如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，假如变阻器的滑片向b端滑动，则( )
A．电灯L更亮，电流表的示数减小
B．电灯L更亮，电流表的示数增大
C．电灯L更暗，电流表的示数减小
D．电灯L更暗，电流表的示数增大
解析 当变阻器的滑片向b端滑动时，R1增大，总电流I减小，故电流表示数减小，U外＝E－Ir增大，灯泡消耗的功率P＝增大，灯L变亮，所以A选项正确．
答案 A
4．在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关，此时三个电表A1、A2和V的示数为I1、I2和U，现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化状况是( )
A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
解析 本题考查电路结构、闭合电路欧姆定律及电阻对电路的影响、电路的动态分析，R1、R2并联后再与R3串联，滑动变阻器R2触点由a向b滑动过程中，R2接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，则总电流I增大，路端电压U减小，R3两端电压增大，R1两端电压减小，故I1减小，I2＝I－I1，所以I2增大，故选项B正确．
答案 B
5．如图所示电路，电源内阻不行忽视．开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
解析 本题考查恒定电路的动态分析，考查同学对恒定电路规律的应用及分析问题的力量．滑动变阻器R0的滑片向下滑动，R0接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小，总电流变大，电源的内电压变大，外电压变小，电压表的示数变小，R1两端的电压变大，R2两端的电压变小，电流表的示数变小，A选项正确．
答案 A
6．如图所示，当R1触头向右移动时，电压表V1和V2的示数的变化分别为ΔU1和ΔU2(均取确定值)，则ΔU1和ΔU2的大小关系为( )
A. ΔU1>ΔU2
B. ΔU1＝ΔU2
C. ΔU1<ΔU2
D．条件不足，无法确定ΔU1和ΔU2的大小关系
解析 触头向右移动时，电路中总电阻变小，总电流I总变大，路端电压变小，U2变大，而U1变小．由U路＝U1＋U2，可知U1的削减量ΔU1肯定比U2的增加量ΔU2多．
答案 A
7．如图所示是某电源的外特性曲线，则下列结论正确的是( )
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电流为0.5 A时的外电阻是0
D．电源的短路电流为0.5 A
解析 由电源的外特性曲线可知，当电路中电流为零时的外电压即为电源电动势，即A选项正确；由闭合电路欧姆定律，得E＝U＋Ir，即6.0＝5.2＋0.5 r，解得r＝1.6 Ω，故B选项错误，由图象可知C、D选项错误．
答案 A
8．如图所示，直线A为电源的UI图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的UI图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则( )
A．P1>P2 B．P1<P2
C．η1>η2 D．η1<η2
解析 A与B，A与C图线的交点所示电压、电流值分别为电阻R1、R2分别与电源组成闭合电路时的路端电压和电流，则P1＝4×2 W＝8 W，P2＝2×4 W＝8 W，由图象可知电源的电动势为E＝6 V，η1＝＝，η2＝＝，故η1>η2，选项C正确．
答案 C
9．如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光．由于电路消灭故障，突然发觉灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，依据分析，发生的故障可能是( )
A．R1断路 B．R2断路
C．R3短路 D．R4短路
解析 把原电路改画为如图所示的电路，由于电流表示数减小、灯L2变暗，可推知电路中的总电流减小，路端电压增大，表明外电阻增大，可排解R3、R4短路的可能．又灯L1变亮、灯L2变暗，表明灯L1两端电压增大、灯L2两端电压减小，由欧姆定律可推断只能是R1发生断路．
答案 A
10．如图所示的电路中E＝3 V，r＝0.5 Ω，R0＝1.5 Ω，变阻器的最大阻值Rm＝10 Ω.
(1)当变阻器的阻值R＝________Ω时，变阻器消耗的功率最大，为________W.
(2)当变阻器的阻值R＝________Ω时，电阻R0消耗的功率最大，为________W.
解析 (1)将R0归入内电阻，则当变阻器R＝R0＋r＝2 Ω时，变阻器消耗的功率最大，此时I＝＝ A
变阻器消耗的功率P＝I2R＝×2 W＝ W＝1.125 W
(2)电阻R0为定值电阻，当通过的电流最大时，它消耗的功率最大，此时变阻器R＝0，I＝＝ A＝1.5 A
R0消耗的功率P＝I2R0＝1.52×1.5 W＝3.375 W
答案 (1)2 1.125
(2)0 3.375
11．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF.电容器原来不带电，求接通开关S后流过R4的总电量．
解析 由电阻的并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝＋r，由欧姆定律得，通过电源的电流I＝
电源的路端电压U＝E－Ir
电阻R3两端的电压U′＝U
通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU ′
由以上各式并代入数据，解得Q＝2.0×10－4 C
答案 2.0×10－4 C
12．如图为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧的上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为抱负表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量．
解析 设物体质量为m，弹簧压缩量为x则kx＝mg①
当滑动变阻器的触头下移x时，电压表的示数U＝Ix②
由闭合电路欧姆定律知，I＝③
由①②③，得m＝
答案
13.
如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L.在A板的左端且格外靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两极板．(重力加速度用g表示)，求：
(1)若使液滴恰能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？
(2)若使液滴恰能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？
解析 (1)若使液滴沿v0方向射出电场，则液滴在电场中做匀速直线运动，处于平衡状态，即mg＝
由闭合电路欧姆定律，得E1＝I(R＋R)，UAB＝IR
解得E1＝
(2)由于液滴能从B板右端边缘飞出，液滴在电场中做类平抛运动，有L＝v0t，d＝at2，
由牛顿其次定律，有－mg＝ma
由欧姆定律，得UAB′＝
联立以上各式，解得E2＝
答案 (1)
(2)
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