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小专题3　闭合电路欧姆定律的应用
课时作业
(分值:90分)
(选择题每题6分)
考点1　闭合电路动态问题的分析
1.如图所示,E为内阻不能忽略的电源,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,与分别为理想电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则(　　)
[A] 的读数变大,的读数变小
[B] 的读数变大,的读数变大
[C] 的读数变小,的读数变小
[D] 的读数变小,的读数变大
【答案】 B
【解析】 将S断开,则电路的总电阻变大,总电流变小,由U=E-Ir知,路端电压变大,故电压表的读数变大;总电流变小,则R1两端的电压U1=IR1变小,故R3两端的电压变大,流过R3的电流变大,电流表的读数变大,选项B正确.
2.如图所示的电路中,电源电动势E,内阻r,接有灯L1和L2.闭合开关S后,把变阻器R的滑动触头从a向b端移动过程中,则(　　)
[A] 灯L1和灯L2都变亮
[B] 灯L1和灯L2都变暗
[C] 灯L1变暗,灯L2变亮
[D] 灯L1变亮,灯L2变暗
【答案】 D
【解析】 闭合开关S后,把变阻器R的滑动触头从a向b端移动过程中,外电路电阻减小.根据闭合电路欧姆定律有I=,干路电流增大,故灯L1变亮,又因为U并=E-I(RL1+r),可知灯L2两端电压减小,故灯L2变暗,故D正确.
3.(多选)如图所示,电路中R为滑动变阻器,R1、R2是定值电阻,理想电压表V的读数为U,理想电流表A的读数为I1,电源内阻不能忽略,则下列说法正确的是(　　)
[A] 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,减小,不变
[B] 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,增大,增大
[C] 滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U减小,I1减小
[D] 滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U增大,I1增大
【答案】 AC
【解析】 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,滑动变阻器的阻值减小,外电阻减小,根据I1=,则总电流增大,根据R外=,则减小,根据闭合电路欧姆定律可得U=E-I1r,则有 r=,所以不变,则A正确;同理,B错误;滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,则外电阻减小,根据I=,则总电流增大,根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,则U减小,再根据U=UR1+IR,则电阻R1两端电压UR1也减小,所以I1减小,则C正确,D错误.
考点2　含容电路的分析与计算
4.如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S,小球静止时受到悬线的拉力为F,电容器带电荷量为Q,下列判断正确的是(　　)
[A] 增大R1时,F将变大
[B] 增大R2时,F将变大
[C] 减小平行板M、N的正对面积,Q将变小
[D] 增大平行板M、N的间距,Q将变大
【答案】 C
【解析】 增大R1时,由于R1与电容器相连,电容器相当于开路,R1相当于导线,故对电路没有影响,故增大R1时,F不变,故A错误;缓慢增大R2时,由于R0和R2串联,总电流减小,R0两端的电压减小,则平行板电容器两个极板的电压U减小,带电小球受到电场力F电=qE=q·减小,悬线的拉力为F=,则知F将变小,故B错误;保持R1、R2不变,减小平行板M、N的正对面积,电容减小,电容器的板间电压不变,由Q=CU知,Q将变小,故C正确;同理得知,增大平行板M、N的间距,Q将变小,故D错误.
5.在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向下移动时,关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q变化的判断,正确的是(　　)
[A] L变暗,Q增大 [B] L变暗,Q减小
[C] L变亮,Q增大 [D] L变亮,Q减小
【答案】 B
【解析】 当滑动变阻器的滑片向下移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律I=得知,干路电流增大,由U=E-Ir知路端电压减小,灯L变暗.电容器板间电压等于变阻器两端的电压.路端电压减小,则通过灯L的电流减小,则通过R1的电流IR1=I-IL增大,R1两端的电压也增大,则变阻器两端的电压减小,电容器所带电荷量Q=CU减小,故 B正确.
考点3　电路故障分析
6.如图所示的电路中,当开关闭合时,灯L1不亮,灯L2亮,电流表和电压表均无示数,不计电源内阻,则故障原因可能是(　　)
[A] 开关没有闭合好 [B] L1灯丝断裂
[C] L1短路 [D] 电压表短路
【答案】 D
【解析】 根据实物图可知,两灯泡串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量L1和电流表两端电压,开关没有闭合好,全电路断路,两个灯泡都不亮,故A错误;L1灯丝断裂,全电路断路,两个灯泡都不亮,故B错误;L1短路,灯泡L1不亮、L2亮,电流表和电压表均有示数,故C错误;电压表短路,灯泡L2和电压表处直接构成回路,灯泡L2亮,L1和电流表处没有电流,所以符合题目的情况,故D正确.
7.如图所示为某实验的电路图.闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数.为查找故障, 在其他连接不变的情况下, 将电压表连接 a 位置的导线端分别试触 b、c、d 三个位置, 发现试触b、c 时,电压表有示数;试触 d 时,电压表没有示数.若电路中仅有一处故障,则(　　)
[A] 导线ab 断路 [B] 滑动变阻器短路
[C] 导线cd 短路 [D] 导线 cd 断路
【答案】 D
【解析】 电压表有示数且不变,电流表始终没有示数,说明从电压表与电源间电路正常连接,电压表外侧的电路有断路,将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c时,电压表均有示数,说明b、c与电源之间无断路,试触d时,电压表没有示数,说明导线cd断路,故D正确.
(选择题每题9分)
8.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化,电流表、电压表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是(　　)
[A] 电流表示数减小,小灯泡L1变暗
[B] 电压表示数变大,小灯泡L1变亮
[C] 电流表示数增大,小灯泡L2变暗
[D] 有瞬时电流从b经电阻R流向a
【答案】 BD
【解析】 滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻增大,外电压增大,即电压表的示数增大,根据闭合电路欧姆定律,干路的电流减小,则灯L2两端的电压减小,小灯泡L2变暗,L1和滑动变阻器并联的电压U并=U-UL2,即L1两端电压增大,小灯泡L1变亮,A、C错误,B正确;灯L2两端的电压减小,和L2并联支路上的电压减小,电容器放电,则有瞬时电流从b经电阻R流向a,D正确.
9.如图所示的电路中,a、d间电压恒为U,发现灯泡L1和L2都不亮(无电流通过).用理想电压表测得a、b、c、d各点间的电压分别为Uad=U,Uab=0,Ubc=0,Ucd=U,若电路中只有一处故障.则故障原因可能是(　　)
[A] 灯泡L1断路 [B] 灯泡L2断路
[C] 滑动变阻器断路 [D] 电源断路
【答案】 B
【解析】 若灯泡L1断路,电路中没有电流,则Uab=U,与题意不符,故A错误;若灯泡L2断路,电路中没有电流,则Uad=U,Uab=0,Ubc=0,Ucd=U,故B正确;若滑动变阻器断路,电路中没有电流,则Ubc=U,与题意不符,故C错误;若电源断路,电路中没有电流,则Ucd=0,与题意不符,故D错误.
10.实验小组利用如图电路研究电压的变化ΔU与电流的变化ΔI的关系,电流表、电压表均为理想电表,D为理想二极管,C为电容器.闭合开关S至电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,结果发现电压表V1的示数变化量大小为ΔU1,电压表V2的示数变化量大小为ΔU2,电流表A的示数变化量大小为ΔI,则下列判断正确的是(　　)
[A] 的值变大
[B] 的值不变,且始终等于电源内阻r
[C] 电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小
[D] 滑片向左移动的过程中,电容器的电容减小,带电荷量减少
【答案】 B
【解析】 电路稳定后,滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电流减小,电阻R1两端电压与电源内电压之和(UR1+Ur)减小,电压表V1的示数U1增大,根据闭合电路的欧姆定律可知U1=E-I(R1+r),则=R1+r不变,电压表V2的示数变化量大小为U2=E-Ir,则=r不变,故A错误,B正确;电压表V1的示数与电流表A的示数的比值 =R,表示滑动变阻器接入电路的阻值,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,R变大,故C错误;电容器的电容C=不变,故D错误.
11.(21分)如图所示,电源的电动势E=24 V、内阻r=2 Ω.电阻R1=R2=R3=R=5 Ω,电容器的电容C=6 mF.
(1)当开关断开时,求R1两端的电压U1;
(2)当开关闭合时,求干路中的电流I;
(3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻R的电荷量Q.
【答案】 (1)10 V　(2)4.5 A　(3)0.105 C
【解析】 (1)当开关断开时,电路中只有R1、R2电阻串联,根据闭合电路的欧姆定律可得
U1=R1,
代入数据解得U1=10 V.
(2)当开关闭合时,电阻R1和R2串联,再和R3并联,故外电路的总电阻为R外=,
根据闭合电路的欧姆定律可得I=,
代入数据联立解得I=4.5 A.
(3)开关断开时,电容器两端的电势差为U1,此时上极板带正电,下极板带负电;当开关闭合并稳定后,电容器两端的电势差与R1两端的电势差相等,为U2,根据闭合电路的欧姆定律可得U2=,
根据电路构造可知,电容器上极板带负电,下极板带正电,则电容器两端的电压变化量
ΔU=U1+U2,
稳定过程中通过电阻R的电荷量Q=CΔU,
代入数据联立解得Q=0.105 C.小专题3　闭合电路欧姆定律的应用
课时作业
(分值:90分)
(选择题每题6分)
考点1　闭合电路动态问题的分析
1.如图所示,E为内阻不能忽略的电源,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,与分别为理想电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则(　　)
[A] 的读数变大,的读数变小
[B] 的读数变大,的读数变大
[C] 的读数变小,的读数变小
[D] 的读数变小,的读数变大
2.如图所示的电路中,电源电动势E,内阻r,接有灯L1和L2.闭合开关S后,把变阻器R的滑动触头从a向b端移动过程中,则(　　)
[A] 灯L1和灯L2都变亮
[B] 灯L1和灯L2都变暗
[C] 灯L1变暗,灯L2变亮
[D] 灯L1变亮,灯L2变暗
3.(多选)如图所示,电路中R为滑动变阻器,R1、R2是定值电阻,理想电压表V的读数为U,理想电流表A的读数为I1,电源内阻不能忽略,则下列说法正确的是(　　)
[A] 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,减小,不变
[B] 开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,增大,增大
[C] 滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U减小,I1减小
[D] 滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U增大,I1增大
4.如图所示,M、N是平行板电容器的两个极板,R0为定值电阻,R1、R2为可调电阻,用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部.闭合开关S,小球静止时受到悬线的拉力为F,电容器带电荷量为Q,下列判断正确的是(　　)
[A] 增大R1时,F将变大
[B] 增大R2时,F将变大
[C] 减小平行板M、N的正对面积,Q将变小
[D] 增大平行板M、N的间距,Q将变大
5.在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向下移动时,关于灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q变化的判断,正确的是(　　)
[A] L变暗,Q增大 [B] L变暗,Q减小
[C] L变亮,Q增大 [D] L变亮,Q减小
6.如图所示的电路中,当开关闭合时,灯L1不亮,灯L2亮,电流表和电压表均无示数,不计电源内阻,则故障原因可能是(　　)
[A] 开关没有闭合好 [B] L1灯丝断裂
[C] L1短路 [D] 电压表短路
7.如图所示为某实验的电路图.闭合开关后,发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片,电压表有示数且不变,电流表始终没有示数.为查找故障, 在其他连接不变的情况下, 将电压表连接 a 位置的导线端分别试触 b、c、d 三个位置, 发现试触b、c 时,电压表有示数;试触 d 时,电压表没有示数.若电路中仅有一处故障,则(　　)
[A] 导线ab 断路 [B] 滑动变阻器短路
[C] 导线cd 短路 [D] 导线 cd 断路
8.(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化,电流表、电压表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是(　　)
[A] 电流表示数减小,小灯泡L1变暗
[B] 电压表示数变大,小灯泡L1变亮
[C] 电流表示数增大,小灯泡L2变暗
[D] 有瞬时电流从b经电阻R流向a
9.如图所示的电路中,a、d间电压恒为U,发现灯泡L1和L2都不亮(无电流通过).用理想电压表测得a、b、c、d各点间的电压分别为Uad=U,Uab=0,Ubc=0,Ucd=U,若电路中只有一处故障.则故障原因可能是(　　)
[A] 灯泡L1断路 [B] 灯泡L2断路
[C] 滑动变阻器断路 [D] 电源断路
10.实验小组利用如图电路研究电压的变化ΔU与电流的变化ΔI的关系,电流表、电压表均为理想电表,D为理想二极管,C为电容器.闭合开关S至电路稳定后,将滑动变阻器的滑片P向左移动一小段距离,结果发现电压表V1的示数变化量大小为ΔU1,电压表V2的示数变化量大小为ΔU2,电流表A的示数变化量大小为ΔI,则下列判断正确的是(　　)
[A] 的值变大
[B] 的值不变,且始终等于电源内阻r
[C] 电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变小
[D] 滑片向左移动的过程中,电容器的电容减小,带电荷量减少
11.(21分)如图所示,电源的电动势E=24 V、内阻r=2 Ω.电阻R1=R2=R3=R=5 Ω,电容器的电容C=6 mF.
(1)当开关断开时,求R1两端的电压U1;
(2)当开关闭合时,求干路中的电流I;
(3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻R的电荷量Q.

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