2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十二章習(xí)題課閉合電路歐姆定律的應(yīng)用課后習(xí)題含解析新人教版必修3

PAGEPAGE8習(xí)題課:閉合電路歐姆定律的應(yīng)用課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.歐姆表電路及刻度盤如圖所示,現(xiàn)因表頭損壞,換用一個(gè)新表頭。甲表頭滿偏電流為原來表頭的2倍,內(nèi)阻與原表頭相同;乙表頭滿偏電流與原表頭相同,內(nèi)阻為原表頭的2倍,則換用甲表頭和換用乙表頭后刻度盤的中值電阻分別為()A.100Ω,100Ω B.200Ω,100ΩC.50Ω,100Ω D.100Ω,200Ω解析由歐姆表改裝原理及閉合電路歐姆定律可得,甲表頭滿偏電流為原表頭的2倍,內(nèi)阻與原表頭相同,在電動(dòng)勢(shì)不變的狀況下,其中值電阻變?yōu)樵瓉淼?2,即50Ω;乙表頭滿偏電流與原表頭相同,內(nèi)阻為原表頭的2倍,在電動(dòng)勢(shì)不變的狀況則C正確,A、B、D錯(cuò)誤。答案C2.(多選)(2024云南楚雄高二上學(xué)期期末)如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,電流表、電壓表均為志向電表,當(dāng)開關(guān)閉合后,三個(gè)小燈泡均能正常發(fā)光,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向右移動(dòng)時(shí),關(guān)于燈泡的亮度和電表示數(shù)改變狀況,下列說法正確的是(小燈泡不會(huì)燒壞)()A.L1變亮,L2變暗,L3變暗B.L1變暗,L2變暗,L3變亮C.電流表A的示數(shù)變大,電壓表V的示數(shù)變小D.電流表A的示數(shù)變小,電壓表V的示數(shù)變大解析滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng),阻值增大,總阻值增大,依據(jù)閉合電路歐姆定律可知,干路電流減小,路端電壓增大,故電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大,故C錯(cuò)誤,D正確;干路電流減小,則燈泡L1兩端電壓減小,變暗,路端電壓增大,則并聯(lián)電路電壓增大,燈泡L3兩端電壓增大,變亮,流過燈泡L2的電流減小,變暗,故A錯(cuò)誤,B正確。答案BD3.如圖所示的U-I圖像中,Ⅰ是電源的路端電壓隨電流改變的圖線,Ⅱ是某電阻兩端的電壓隨電流改變的圖線,該電源向該電阻供電時(shí),電阻消耗的功率和電源的效率分別為()A.4W和33.3% B.2W和66.7%C.2W和33.3% D.4W和66.7%解析由圖像可知,電阻的阻值大小為R=UI=22Ω=1Ω,電源的電動(dòng)勢(shì)大小為E=3V,內(nèi)阻為r=0.5Ω,電源的效率η=UE=IRI(R+r答案D4.(2024重慶高二上學(xué)期期末)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池,R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1V擋和5V擋,直流電流1mA擋和2.5mA擋,歐姆擋為“×100Ω”。圖(a)圖(b)(1)圖(a)中的B端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接;

(2)關(guān)于R6的運(yùn)用,下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號(hào));

A.在運(yùn)用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B.運(yùn)用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置C.運(yùn)用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置(3)某次測(cè)量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時(shí)B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為mA;若此時(shí)B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為kΩ。

解析(1)依據(jù)歐姆表原理可知,內(nèi)部電源的正極應(yīng)接黑表筆,紅表筆與內(nèi)置電源負(fù)極相連,由題中電路圖可知,B端與紅表筆相連;(2)由電路圖可知,R6只在測(cè)量電阻時(shí)才接入電路,故其作用只能進(jìn)行歐姆調(diào)零,不能進(jìn)行機(jī)械調(diào)零,同時(shí)在運(yùn)用電流擋時(shí)也不須要實(shí)行調(diào)整,故C正確,A、B錯(cuò)誤;(3)若與1連接,則量程為2.5mA,由圖示表盤可知,其分度值為0.05mA,讀數(shù)為1.48mA;選擇開關(guān)接3時(shí)為歐姆擋,讀數(shù)為1100Ω=1.1kΩ。答案(1)紅(2)C(3)1.48mA1.1kΩ5.如圖所示,直線OAC為某始終流電源的總功率P隨電流I改變的圖線,曲線OBC表示同始終流電源內(nèi)部的熱功率P隨電流I改變的圖線。若A、B點(diǎn)的橫坐標(biāo)均為1A,那么AB線段表示的功率為()A.1W B.6W C.2W D.2.5W解析由題圖可以看出,在C點(diǎn),電源的總功率等于電源內(nèi)部的熱功率,所以電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3V,短路電流為I=3A,所以電源的內(nèi)阻為r=EI=1Ω。題圖上AB線段表示的功率為PAB=P總-I2r=(1×3-12×1)W=答案C6.如圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=2Ω,R1=4Ω,R2=6Ω,R3=3Ω。(1)若在C、D間連一個(gè)志向電壓表,其讀數(shù)是多少?(2)若在C、D間連一個(gè)志向電流表,其讀數(shù)是多少?解析(1)若在C、D間連一個(gè)志向電壓表,依據(jù)閉合電路歐姆定律,有I1=ER志向電壓表讀數(shù)為UV=I1R2=6V。(2)若在C、D間連一個(gè)志向電流表,這時(shí)電阻R2與R3并聯(lián),并聯(lián)電阻大小R23=R2依據(jù)閉合電路歐姆定律,有I2=ER1+U2=E-I2(r+R1)=3V志向電流表讀數(shù)為I'=U2R答案(1)6V(2)1A實(shí)力提升1.(2024四川內(nèi)江高二上學(xué)期期末)在如圖所示的電路中,E為電源電動(dòng)勢(shì),r為其內(nèi)阻,L為小燈泡(其燈絲電阻可視為不變),R1、R2為定值電阻,R3為光敏電阻,其阻值大小隨所受照耀光強(qiáng)度的增大而減小,V為志向電壓表。當(dāng)開關(guān)S閉合后,若將照耀R3的光的強(qiáng)度減弱,則下列說法中正確的是()A.電壓表的示數(shù)變小B.通過R2的電流變小C.小燈泡消耗的功率變大D.電源的內(nèi)電壓變大解析光敏電阻光照減弱,則光敏電阻的阻值增大,電路中的總電阻增大,由閉合電路歐姆定律可得,電路中電流減小,故R1兩端的電壓減小,故A正確;因電路中電流減小,故電源內(nèi)阻的電壓減小,路端電壓增大,同時(shí)R1兩端的電壓減小,故并聯(lián)電路部分電壓增大,則流過R2的電流增大,故B、D錯(cuò)誤;由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,總電流減小,流過支路R2的電流增大,所以流過燈泡的電流肯定減小,故由P=I2R可知,小燈泡消耗的功率變小,故C錯(cuò)誤。答案A2.(多選)(2024四川德陽高二上學(xué)期期末)在如圖所示的電路中,電源的負(fù)極接地,其電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r,R1、R2為定值電阻,R3為滑動(dòng)變阻器,r<R1,C為電容器,電流表和電壓表都為志向電表。在滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中,下列說法中正確的是()A.電壓表示數(shù)變大B.電流表示數(shù)變小C.電源的輸出功率增大D.電容器C所帶電荷量增多解析滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭P自a端向b端滑動(dòng)的過程中,電阻減小,外電路總電阻減小,干路電流I增大,電阻R1兩端電壓增大,則電壓表示數(shù)變大,A正確;電阻R2兩端的電壓:U2=E-I(R1+r),I增大,則U2變小,流過R2的電流減小,則流過電流表的電流增大,則電流表示數(shù)變大,故B錯(cuò)誤;因?yàn)閞<R1,故當(dāng)外電路總電阻減小時(shí),內(nèi)外電阻更加接近,電源的輸出功率增大,C正確;由于U2變小,電容器板間電壓變小,其帶電荷量減小,故D錯(cuò)誤。答案AC3.歐姆表的工作原理圖如圖所示。(1)若表頭的滿偏電流為Ig=500μA,干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,求靈敏電流表的電流刻度值為50μA、250μA時(shí)對(duì)應(yīng)的歐姆表的電阻值。(2)求表針偏轉(zhuǎn)到靈敏電流表滿刻度的13解析(1)對(duì)應(yīng)電流“0”刻度和滿偏電流“500μA”的電阻刻度分別為“∞”和“0”。由閉合電路的歐姆定律得,調(diào)零時(shí):Ig=ERg+r+R0,所以歐姆表的總內(nèi)阻R內(nèi)=Rg+r+R0=EIg=3000Ω。測(cè)量電阻Rx時(shí):I=ER內(nèi)+Rx,Rx=EI-R內(nèi),當(dāng)I=50μA時(shí),Rx=1.550×10-6Ω-(2)當(dāng)表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的13Rx'=EI'-R內(nèi)=1.答案(1)2.7×104Ω3×103Ω(2)6000Ω4.如圖所示的電路中,R1=3Ω,R2=6Ω,R3=1.5Ω,C=20μF。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電源所釋放的總功率為2W;當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),電源所釋放的總功率為4W,求:(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。(2)閉合S時(shí),電源的輸出功率。(3)S斷開和閉合時(shí),電容器所帶的電荷量各是多少。解析(1)S斷開時(shí)外電路R2、R3串聯(lián)E=I1(R2+R3)+I1r①P1=EI1②S閉合時(shí)外電路R1、R2并聯(lián)后與R3串聯(lián)R外'=R3+R代入數(shù)據(jù)R外'=1.5+3×對(duì)閉合電路E=I2R外'+I2r④P2=EI2⑤由①②③④⑤可得E(2)閉合S時(shí),電源的輸出功率P=I22R外'=12×3.5W=3(3)S斷開時(shí)Q1=CUR2=20×10-6×0.5×6C=6×10-5CS閉合,電容器兩端的電勢(shì)差為零,則Q2=0答案(1)4V0.5Ω(2)3.5W(3)6×10-5C05.(2024云南楚雄高二上學(xué)期期末)如圖所示,R1=R3=2R2=2R4,開關(guān)S閉合時(shí),間距為d平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài);現(xiàn)將開關(guān)S斷開,小