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课时跟踪检测(三十五)电源闭合电路的欧姆定律

一、立足主干知识,注重基础性和综合性

1.如图所示是研究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置,电池的两极A、B与电压传感器2相连,位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连,R是滑动变阻器。则()

A.电压传感器1测得的是外电压

B.电压传感器2测得的是电动势

C.移动挡板,减小内阻,传感器1的读数增大

D.变阻器R阻值增大时传感器2的读数增大

解析:选D由题图可知,电压传感器1测得的是内电压,A错误;电压传感器2测得的是路端电压,B错误;移动挡板,减小内阻,则内电压减小,即传感器1的读数减小,C错误;变阻器R阻值增大时外电阻增大,路端电压增大即传感器2的读数增大,D正确。

2.在如图所示的电路中,电源内阻和定值电阻的阻值均为r,滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关,将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中,下列选项正确的是()

A.电压表的示数变大 B.电流表的示数变大

C.电源的效率变大 D.滑动变阻器消耗功率变大

解析:选B开关闭合后,电压表测量路端电压,电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,接入电路的电阻减小,总电流增大,电源的内电压增大,路端电压减小,故电压表的示数变小,电流表的示数变大,A错误,B正确;根据电源效率公式η=P出P总×100%=UE×100%可知,当路端电压U减小时,则电源的效率变小,C错误;将定值电阻r看成电源的内阻,则等效电源的内阻为2r,滑动变阻器的最大阻值也是2r,因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大,所以滑片P由a端向b端滑动过程中

3.(多选)直流电源E、定值电阻R1、R2以及电容器C和开关S构成的电路如图所示。电源的电动势E=5V,内阻忽略不计,R1=2Ω,R2=3Ω,C=5μF,开关S处于闭合状态,下面说法正确的是()

A.电容器C上的电荷量为1.0×10-5C

B.电容器C上的电荷量为1.5×10-5C

C.断开开关S,电容器C增加的电荷量为1.5×10-5C

D.断开开关S,电容器C增加的电荷量为1.0×10-5C

解析:选BD开关S闭合,电容器两极板间电压等于R2两端电压,由闭合电路的欧姆定律得U1=ER1+R2R2=3V,由电荷量表达式可知Q1=U1C=1.5×10-5C,故A错误,B正确;开关S断开,电容器两极板间电压等于电源电动势U2=E=5V,由电荷量表达式可知Q2=U2C=2.5×10-5C,ΔQ=Q2-Q1=1.0×10-5C,

4.(多选)在如图甲所示的电路中,电源的U?I图像如图乙中的图线a所示,定值电阻R0的U?I图像如图乙中的图线b所示,滑动变阻器Rx的总电阻为1Ω,下列说法正确的是()

A.定值电阻R0的阻值为4Ω

B.电源的内阻为0.5Ω

C.当Rx=0时电源输出的功率最大

D.当Rx=0.25Ω时电源输出的功率最大

解析:选BD由定值电阻R0的U?I图像知其阻值R0=ΔUΔI=0.25Ω,故A错误;由电源的U?I图像知电源的电动势E=3V,内阻r=ΔUΔI=0.5Ω,故B正确;当Rx+R0=r,即Rx=0.25Ω时,电源输出的功率最大,故

5.有两位同学用同一组电学元件分别连接成图甲和图乙的调光电路。在闭合开关后,使滑动变阻器的滑片由最左端开始向右滑动,直到灯泡正常发光。则灯泡正常发光时电源总功率和整个过程中灯泡的亮度变化情况是()

A.甲电路中的电源总功率小,亮度变化范围大

B.甲电路中的电源总功率小,亮度变化范围小

C.乙电路中的电源总功率小,亮度变化范围大

D.乙电路中的电源总功率小,亮度变化范围小

解析:选B乙图是分压式控制电路,电压电流可以从0开始调节,则小灯泡的亮度变化范围较大,甲图是限流式控制电路,电压电流不能从0开始,则小灯泡的亮度变化范围较小。甲电路中的电源总功率为P=EI灯,乙电路中的电源总功率为P=E(I灯+I滑),则甲电路中的电源总功率较小。故选B。

6.有四个电源甲、乙、丙、丁,其路端电压U与电流I的关系图像分别如图1、2、3、4所示,将一个6Ω的定值电阻分别与每个电源的两极相接,使定值电阻消耗功率最大的电源是()

A.甲电源 B.乙电源

C.丙电源 D.丁电源

解析:选D由闭合电路的欧姆定律U=E-IR,可得U?I图像纵轴的截距为电源电动势,斜率的绝对值等于电源内阻,因此可知四个电源的电动势都为12V,而内阻r甲=ΔUΔI=12Ω,同理可求得r乙=6Ω,r丙=4Ω,r丁=3Ω,定值电阻消耗的功率为P=ER+r2

二、强化迁移能力,突出创新性和应用性

7.(2023·全国乙卷)(多选)黑箱外有编号为1、2、3