第2课时 电路 闭合电路的欧姆定律
基本技能练
1.飞行器在太空飞行,主要靠太阳能电池提供能量.若一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是
( )
A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V
解析 电源没有接入外电路时,路端电压值等于电源电动势,所以电动势E=800 mV。
-3
EE800×10
由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电源内阻r== Ω=20 Ω,
rI短40×10-3
该电源与20 Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流I=所以路端电压U=IR=400 mV=0.4 V,D项正确。 答案 D
E800
= mA=20 mA,R+r20+20
2.在如图1所示的电路中,电源的电动势为E,内电阻为r,L1、L2是两个小灯泡,闭合S后,两灯均能发光,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,会出现
( )
图1
A.L1变暗,L2变暗 B.L1变亮,L2变暗 C.L1变亮,L2变亮 D.L1变暗,L2变亮
解析 当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻增大,所以电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得电路总电流减小,外电路电压增大,故通过L1的电流减小,即L1变暗,选项B、C错误;L1两端的电压减小,而路端电压是增大的,故并联电路两端电压增大,所以L2两端电压增大,L2变亮,选项D正确。
答案 D
3.如图2所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是
( )
图2
A.R1短路 B.R2断路 C.R2短路 D.R3短路
解析 A灯在干路上,A灯变亮,说明电路中总电流变大,由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小,这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路,选项B被排除;因为短路部分的电阻变小,分压作用减小,与其并联的用电器上的电压降低,C、D两灯变暗,A、B两灯变亮,这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的,而与A、B两灯是串联的.观察电路中电阻的连接形式,只有R3短路符合条件。故应选D。 答案 D
4. (多选)在如图3所示的电路中,E为电源的电动势,r为电源的内阻,R1、R2为可变电阻。在下列操作中,可以使灯泡L变暗的是
( )
图3
A.仅使R1的阻值增大 B.仅使R1的阻值减小 C.仅使R2的阻值增大 D.仅使R2的阻值减小
解析 若仅使R1的阻值增大,可得总电阻增大,干路电流减小,路端电压增大,R2分流增大,则灯泡L分流减小,灯泡L变暗,A正确;若仅使R1的阻值减小,可得总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,R2分流减小,则灯泡L分流增大,灯泡L变亮,B错误;若仅使R2的阻值增大,可得总电阻增大,干路电流减小,路端电压
增大,则灯泡L分流增大,灯泡L变亮,C错误;若仅使R2的阻值减小,可得总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,则灯泡L分流减小,灯泡L变暗,D正确。 答案 AD
5.如图4所示,电源的电动势为E、内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是
( )
图4
A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变小 C.滑动变阻器消耗的功率变小
D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小
解析 滑片从a端滑向b端,其接入阻值RPb减小,由“串反并同”原则有,电压表示数减小,电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大,A、B、D错误;把电阻R当作电源内电阻(等效电源),则R内=2r,RPb减小,且RPb<2r,等效电源的输出功率减小,即滑动变阻器的功率减小,C正确。 答案 C
6.(多选)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E,内阻不计,当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时,流过电动机的电流为I,电动车的质量为m,电动车受到的阻力是车重的k倍,忽略电动观光车内部的摩擦,则
( )
EA.电动机的内阻为R=I Ekmgv
B.电动机的内阻为R=I-I2 kmgv
C.电动车的工作效率η=EI EI-kmgv
D.电动机的发热效率η= EI
Ekmgv
解析 根据能量守恒定律,EI=I2R+kmgv,所以电动机的内阻为R=I-I2,选项kmgv
A错误、B正确;电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比,即η=EI,所以EI-kmgv
C正确;电动机的发热效率η=,D正确。
EI答案 BCD
7.(多选)如图5所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当电键闭合后,两小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中,下列说法正确的是
( )
图5
A.小灯泡L1、L2均变暗
B.小灯泡L1变亮,小灯泡L2变暗
C.电流表A的读数变小,电压表V的读数变大 D.电流表A的读数变大,电压表V的读数变小
解析 滑动变阻器滑片向右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路部分的阻值变大,电路中的总电阻变大,总电流变小,路端电压变大,故电流表A的读数变小,小灯泡L2变暗,电压表V的读数变大,进而可知小灯泡L1两端电压UL1=U路-UL2增大,小灯泡L1变亮。 答案 BC
8.如图6所示,电源电动势E=12 V,内阻r=1 Ω,电阻R1=5 Ω,R2=50 Ω,则
( )
图6
A.开关S断开时,A、B两端电压等于零
B.开关S闭合,电容器C充电后,电容器两极板间的电压等于10 V C.开关S闭合,电容器C充电后,电容器两极板间的电压等于12 V D.开关S闭合,电容器C充电后,电容器两极板间的电压与电容大小有关 解析 开关S断开时,电阻R1相当于一段导线,A、B两端电压等于电源电动势,选
项A错误;开关S闭合,电容器C充电后,电阻R2相当于一段导线,此时电容器两极板间电压为电阻R1两端电压,根据闭合电路欧姆定律可知,电阻R1两端电压U=ER1
=10 V,与电容器电容的大小无关,选项B正确,C、D错误。 R1+r答案 B
9.电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图7所示的电路。当开关S闭合后,电容器中有一个带电液滴恰好处于静止状态。现将开关S断开,则以下判断正确的是
( )
图7
A.液滴仍保持静止状态 B.液滴将向下运动
C.电容器上的带电荷量将减为零 D.电容器将有一个瞬间的充电过程
解析 当开关S闭合时,电容器所在支路为断路,所以电阻R0相当于导线,电容器两端电压为R1两端电压,当开关S断开后电路中没有电流通过,电容器两端电压变为电源电动势,所以电容器两端电压增大,电容器充电,同时液滴所受的电场力增大,液滴向上运动,选项D对。 答案 D
10.在如图8所示电路中,电源电动势为12 V,电源内阻为1.0 Ω,电路中电阻R0为1.5 Ω,小型直流电动机M的内阻为0.5 Ω。闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0 A。则以下判断中正确的是
( )
图8
A.电动机的输出功率为14 W B.电动机两端的电压为7.0 V C.电动机的发热功率为4.0 W D.电源输出的电功率为24 W