課時跟蹤檢測（三十六） 閉合電路的歐姆定律

課時跟蹤檢測（三十六）閉合電路的歐姆定律1.(2023·常州模擬)磁報警裝置可檢測兒童布絨玩具是否存在金屬斷針。如圖所示，電源E、r保持不變，R1、R2為定值電阻，a、b接報警器，RB是磁敏傳感器，其阻值隨斷針的出現(xiàn)而減小。電流表的示數(shù)為I，ab端的電壓為U，當(dāng)出現(xiàn)斷針時()A．I變大，U變大 B．I變大，U變小C．I變小，U變小 D．I變小，U變大解析：選B根據(jù)“串反并同”規(guī)律，當(dāng)出現(xiàn)斷針時，磁敏傳感器的阻值減小，與磁敏傳感器串聯(lián)的電流表的示數(shù)I增大，與磁敏傳感器并聯(lián)的電阻R2兩端電壓U減小，故ab端的電壓減小，B正確，A、C、D錯誤。2.交警使用的某型號酒精測試儀，其工作原理如圖所示，傳感器電阻R的阻值隨氣體中酒精濃度的增大而減小，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電路中的電表均為理想電表。當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是()A．電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小B．電壓表的示數(shù)變小，電流表的示數(shù)變小C．酒精氣體濃度越大，電源的輸出功率越大D．電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對值之比保持不變解析：選D當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，R的阻值減小，電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，電路中電流I變大，故電流表的示數(shù)變大，R兩端電壓為U＝E－I(R0＋r)變小，故電壓表的示數(shù)變小，故A、B錯誤；因為不知道外電阻R0＋R與電源內(nèi)阻r的關(guān)系，所以無法判斷電源的輸出功率如何變化，故C錯誤；電壓表示數(shù)為U＝E－I(R0＋r)，電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對值之比為eq\f(ΔU,ΔI)＝R0＋r，保持不變，故D正確。3．(2022·江蘇高考)如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝2Ω，R4＝4Ω，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻不計，四個燈泡中消耗功率最大的是()A．R1 B．R2C．R3 D．R4解析：選A由電路圖可知R3與R4串聯(lián)后與R2并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。并聯(lián)電路部分的等效電阻為R并＝eq\f(R2R3＋R4,R2＋R3＋R4)＝2Ω，由閉合電路歐姆定律可知，干路電流即流經(jīng)R1的電流為I1＝I＝eq\f(E,R1＋R并)＝3A，并聯(lián)部分各支路電流大小與電阻成反比，則I2＝eq\f(IR并,R2)＝2A，I3＝I4＝eq\f(IR并,R3＋R4)＝1A，四個燈泡的實際功率分別為P1＝I12R1＝18W，P2＝I22R2＝12W，P3＝I32R3＝2W，P4＝I42R4＝4W，故四個燈泡中功率最大的是R1。故選A。4.(2023·南通模擬)在電噴汽車的進(jìn)氣管道中，廣泛地使用著一種叫“電熱絲式空氣流量傳感器”的部件，其核心部分是一種用特殊的合金材料制作的電熱絲。如圖所示，當(dāng)進(jìn)氣管道中的冷空氣流速越大時，電阻R兩端的電壓U0就變得越高，反之，電壓U0就越低。這樣管道內(nèi)空氣的流量就轉(zhuǎn)變成了可以測量的電壓信號，便于汽車內(nèi)的電腦系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制。如果將這種電熱絲從汽車的進(jìn)氣管道中取出，放在實驗室中測量這種電熱絲，得到的伏安特性曲線正確的是()解析：選D設(shè)電熱絲的電阻為R絲，則U0＝eq\f(E,r＋R＋R絲)R，結(jié)合題意可知，U0越大，說明R絲越小，可見，電熱絲兩端電壓越小，其電阻越小，故對應(yīng)的伏安特性曲線為D。5．實驗室中常用滑動變阻器來調(diào)節(jié)電流的大小，有時用一個不方便，須用兩個阻值不同的滑動變阻器，一個作粗調(diào)(被調(diào)節(jié)的電流變化大)，一個作微調(diào)(被調(diào)節(jié)的電流變化小)。使用時連接方式可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，如圖所示，則()A．串聯(lián)時，阻值小的變阻器作粗調(diào)B．串聯(lián)時，阻值大的變阻器作微調(diào)C．并聯(lián)時，阻值大的變阻器作微調(diào)D．并聯(lián)時，阻值大的變阻器作粗調(diào)解析：選C當(dāng)兩者串聯(lián)時，電路總電阻是兩個電阻之和，可知電阻越大，對電路總電阻的影響越大，根據(jù)歐姆定律I＝eq\f(U,R)可得，電阻大的對電流的影響較大，故阻值大的變阻器作粗調(diào)，阻值小的變阻器作微調(diào)，故A、B錯誤；當(dāng)兩者并聯(lián)時，總電阻接近小的那個電阻，所以小電阻對電路的影響大，故阻值大的變阻器作微調(diào)，阻值小的變阻器作粗調(diào)，故C正確，D錯誤。6．如圖所示，電阻R1和R2是材料相同、厚度相同、上下底面為正方形的導(dǎo)體，R1的上、下底面邊長是R2的2倍，a、b和c、d分別是兩個電阻的接線柱。已知將a、b分別與電路中P、Q接線柱連接時，電壓表示數(shù)為U1，將c、d分別與電路中P、Q接線柱連接時，電壓表示數(shù)為U2，則()A．R1＝R2，U1＝U2 B．R1>R2，U1>U2C．R1<R2，U1>U2 D．R1<R2，U1<U2解析：選A根據(jù)題意，R1的上、下底面邊長是R2的2倍，則R1的橫截面積是R2的2倍，根據(jù)電阻的決定式R＝ρeq\f(l,S)知，R1＝R2;將它們分別接入電路中時，由閉合電路的歐姆定律可得U＝E－Ir＝E－eq\f(E,R＋r)r，則U1＝U2，故B、C、D錯誤，A正確。7.(2023·蘇州模擬)在如圖所示的電路中，E表示電源電動勢、I表示電路中的電流、U表示電源的路端電壓、P表示電源的輸出功率，當(dāng)外電阻R變化時，下列圖像中可能正確的是()解析：選D電源的電動勢與外電路的電阻無關(guān)，A錯誤；由閉合電路的歐姆定律I＝eq\f(E,R＋r)可知，I-R圖像不是直線，B錯誤；U＝IR＝eq\f(ER,R＋r)＝eq\f(E,1＋\f(r,R))，則隨R增大，U增大，圖像不為直線，當(dāng)R→∞時U→E，C錯誤；P＝I2R＝eq\f(E2R,R＋r2)＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)，當(dāng)R＝r時，P最大，D正確。8.如圖所示，電路中的電表均為理想電表，閉合開關(guān)S后，將滑動變阻器R2的滑片P從左向右緩慢滑動，此過程中()A．燈泡L變暗B．電壓表的示數(shù)減小C．電流表的示數(shù)減小D．電容器所帶的電荷量增大解析：選B將滑動變阻器R2的滑片P從左向右緩慢滑動，滑動變阻器接入電路的電阻減小，則總電阻減小，總電流增大，可知通過小燈泡L的電流增大，燈泡L變亮，故A錯誤；小燈泡和內(nèi)阻兩端的電壓增大，則電壓表示數(shù)減小，故B正確；由于電壓表的示數(shù)變小，通過R1和R3的電流減小，而總電流增大，則通過電流表的電流增大，所以電流表示數(shù)增大，故C錯誤；通過R1和R3的電流減小，則R3兩端電壓減小，故電容器兩端的電壓減小，則電容器所帶電荷量減少，故D錯誤。 9.(2023·淮安高三模擬)在圖示電路中，燈L1、L2的電阻分別為R1、R2，變阻器的最大電阻為R0，且R0＞R2，電容器的電容量為C。若有電流通過，燈就能發(fā)光，假設(shè)燈的電阻不變，當(dāng)變阻器的滑片P由a端向b端移動過程中，以下說法中正確的是()A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2先變暗后變亮C．電容器極板所帶的電量先減小后增大D．電源的效率先減小后增大解析：選AR0＞R2時，燈L2與滑動變阻器的左部分串聯(lián)的總電阻先大于后小于右部分的電阻，當(dāng)變阻器的滑片P由a向b端移動時，總電阻先增大后減小，所以總電流先減小后增大，所以通過燈L1的電流先減小后增大，故L1先變暗后變亮，而通過L2的電流一直變大，L2不斷變亮，A正確，B錯誤；電容器C上的電壓UC＝E－I(r＋RL1)，總電流先減小后增大，所以電容器C上的電壓先增大后減小，則電容器極板所帶的電量先增大后減小，C錯誤；電源的效率η＝eq\f(P外,P總)×100%＝eq\f(UI,EI)×100%＝eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)＝1－eq\f(Ir,E)，因為總電流先減小后增大，所以電源的效率先增大后減小，則D錯誤。10.有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)。設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內(nèi)阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說法正確的是()A．該秤能測量的最大體重是1200NB．該秤能測量的最大體重是1300NC．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375A處D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.400A處解析：選C電路中允許的最大電流為3A，因此根據(jù)閉合電路歐姆定律，壓力傳感器的最小電阻應(yīng)滿足R＋2Ω＝4Ω，R最小值為2Ω，代入R＝30－0.02F，求出F最大值Fm＝1400N，A、B錯誤；當(dāng)F＝0時，R＝30Ω，這時電路中的電流I＝eq\f(12,30＋2)A＝0.375A，C正確，D錯誤。11.在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑片P向下滑動時，各電表的示數(shù)分別用I、U1、U2和U3表示，電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列結(jié)論錯誤的是()A.eq\f(U1,I)不變，eq\f(ΔU1,ΔI)不變 B.eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)變大C.eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)不變 D.eq\f(U3,I)變大，eq\f(ΔU3,ΔI)不變解析：選B由題圖可知，U1、U2分別是R1、R2兩端的電壓，電流表測通過這個電路的總電流，U3是路端電壓，由歐姆定律可知R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(ΔU1,ΔI)(因R1是定值電阻)，A正確；由閉合電路的歐姆定律有U2＝E－I(R1＋r)(因E、R1、r均是定值)，eq\f(U2,I)＝R2，R2變大，eq\f(U2,I)變大，eq\f(ΔU2,ΔI)的大小為R1＋r，保持不變，故B錯誤，C正確；由歐姆定律有eq\f(U3,I)＝R1＋R2，因R2變大，則eq\f(U3,I)變大，又由于U3＝E－Ir，可知eq\f(ΔU3,ΔI)的大小為r，保持不變，故D正確。12．在如圖所示的電路中，電源的電動勢E＝28V，內(nèi)阻r＝2Ω，電阻R1＝12Ω，R2＝R4＝4Ω，R3＝8Ω，C為平行板電容器，其電容C＝3.0pF，虛線到兩極板的距離相等，極板長L＝0.20m，兩極板的間距d＝1.0×10－2m，g取10m/s2。(1)若最初開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，則將其閉合后，流過R4的電荷量為多少；(2)若開關(guān)S斷開時，有一個帶電微粒沿虛線方向以v0＝2.0m/s的初速度射入平行板電容器的兩極板間，帶電微粒剛好沿虛線勻速運動，則：當(dāng)開關(guān)S閉合后，此帶電微粒以相同的初速度沿虛線方向射入兩極板間后，能否從極板間射出？(要求寫出計算和分析過程)解析：(1)S斷開時，電阻R3兩端的電壓U3＝eq\f(ER3,R2＋R3＋r)＝16VS閉合后，外電路的總電阻R＝eq\f(R1R2＋R3,R1＋R2＋R3)＝6Ω路端電壓U＝eq\f(ER,R＋r)＝21V電阻R3兩端的電壓U3′＝eq\f(R3,R2＋R3)U＝14V閉合開關(guān)后流過R4的電荷量ΔQ＝CU3－CU3′＝6.0×10－12C。(2)設(shè)帶電微粒的質(zhì)量為m、帶電荷量為q，當(dāng)開關(guān)S斷開時有：qeq\f(U3,d)＝mg當(dāng)開關(guān)S閉合后，設(shè)帶電微粒的加速度為a，則有：mg－qeq\f(U3′,d)＝ma假設(shè)帶電微粒能從極板間射出，則水平方向有：t＝eq\f(L,v0)豎直方向有：y＝eq\f(1,2)at2由以上各式得y＝6.25×10－3m＞eq\f(d,2)故帶電微粒不能從極板間射出。答案：(1)6.0×10－12C(2)帶電微粒不能從極板間射出(計算過程見解析)13．(2023·鎮(zhèn)江調(diào)研)如圖甲所示電路中，R1為滑動變阻器，R2、R3均為定值電阻，且R2＝135Ω，R3阻值未知。當(dāng)滑動變阻器的滑片P從右端滑至左端時，測得電源的路端電壓隨流過電源的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在變阻器的兩個不同端點對應(yīng)的U、I值。求：(1)電源的電動勢E和內(nèi)阻r；(2)滑動變阻器的最大阻值；(3)當(dāng)輸出功率最大時滑動變阻器的阻值(保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)題圖乙中BA延長，交U軸于6.0V處，所以電源的電動勢為E＝6.0V，由U-I圖像斜率絕對值表示電源的內(nèi)阻可知，r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝12Ω。(2)當(dāng)滑片P位于R1的右端時，對應(yīng)題圖乙中的B點，只有電阻R3接入電路，由題圖乙可知U3＝1.2V，I3＝0.4