（北京專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 第2講 閉合電路歐姆定律精練（含解析）

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1、第2講　閉合電路歐姆定律 A組　基礎(chǔ)鞏固 1.關(guān)于電動(dòng)勢(shì)下列說法中正確的是(　　) A.對(duì)于給定的電源,移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多,電動(dòng)勢(shì)就越大 B.電動(dòng)勢(shì)大,說明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移動(dòng)單位電荷量做功多 C.電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)差雖名稱不同,但物理意義相同,所以單位也相同 D.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移動(dòng)到正極,非靜電力做功,電能增加 答案　D　由電動(dòng)勢(shì)公式E=W非q知,E等于非靜電力將單位正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移動(dòng)到正極所做功的值,所以A、B錯(cuò),電壓與電動(dòng)勢(shì)的物理意義不同,C錯(cuò)。 2.(2018西城二模)電動(dòng)汽車由于節(jié)能環(huán)保的重要優(yōu)勢(shì),越來越被大家認(rèn)可。電動(dòng)汽車儲(chǔ)能

2、部件是由多個(gè)蓄電池串聯(lián)疊置組成的電池組,如圖所示。某品牌電動(dòng)小轎車蓄電池的數(shù)據(jù)如表所示。下列說法正確的是(　　) 電池只數(shù) 輸入電壓 充電參數(shù) 放電時(shí)平均電壓/只 電池容量/只 100只 交流220 V 420 V,20 A 3.3 V 120 Ah A.將電池組的兩極直接接在交流電上進(jìn)行充電 B.電池容量的單位Ah就是能量單位 C.該電池組充電時(shí)的功率為4.4 kW D.該電池組充滿電所儲(chǔ)存的能量為1.4×108J 答案　D　由充電參數(shù)“420 V,20 A”知,電池組不是直接接在交流電上進(jìn)行充電的,A錯(cuò)誤。120 Ah=120 A×3 600 s=4.32

3、×105 C,可知Ah是電荷量單位,B錯(cuò)誤。電池組充電時(shí)的功率P=UI=420×20 W=8.4 kW,C錯(cuò)誤。該電池組充滿電儲(chǔ)存的能量為qU,即120×3 600×3.3×100 J≈1.4×108 J,D正確。 3.(2017朝陽期末)已知干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V,下列說法正確的是(　　) A.當(dāng)外電路閉合時(shí),干電池兩極間的電壓等于1.5 V B.當(dāng)外電路斷開時(shí),干電池兩極間的電壓等于零 C.當(dāng)外電路閉合時(shí),在1 s內(nèi)有1.5 C的電荷通過電池 D.當(dāng)1 C的電荷通過干電池時(shí),干電池能把1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 答案　D　由于干電池有內(nèi)阻,所以當(dāng)外電路閉合時(shí),干電池兩端的

4、電壓應(yīng)視為路端電壓,小于1.5 V,A錯(cuò)誤;當(dāng)外電路斷開時(shí),干電池兩極間的電壓等于電池電動(dòng)勢(shì)1.5 V,而不是零,B錯(cuò)誤;當(dāng)外電路閉合時(shí),由q=It可知,若在1 s內(nèi)有1.5 C的電荷流過電池,此時(shí)電流大小為1.5 A,而題中電阻未知,電流無法確定,C錯(cuò)誤;根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式E=Wq得W=Eq,當(dāng)外電路閉合時(shí),每有1 C的電荷通過干電池,非靜電力做功就為1.5 J,就有1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D正確。 4.(2017西城期末)某同學(xué)把電流表、干電池和一個(gè)定值電阻串聯(lián)后,兩端連接兩支測(cè)量表筆,做成了一個(gè)測(cè)量電阻的裝置,如圖所示。兩支表筆直接接觸時(shí),電流表的讀數(shù)為5.0 mA;兩支表筆與3

5、00 Ω的電阻相連時(shí),電流表的讀數(shù)為2.0 mA。由此可知,這個(gè)測(cè)量電阻裝置的內(nèi)阻是(　　) A.200 Ω B.300 Ω C.500 Ω D.800 Ω 答案　A　兩表筆直接接觸時(shí),E=I1r 兩表筆外接電阻R外時(shí),E=I2(R外+r) 聯(lián)立兩式解得r=I2I1-I2R外=23×300=200 Ω。 5.如圖所示的電路中,A是電容器兩極板之間的一點(diǎn),在A點(diǎn)有一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)在重力和電場(chǎng)力的共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值減小時(shí),帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A.向上加速 B.向下加速 C.保持靜止 D.向上勻速 答案　A　滑動(dòng)變阻器連入電

6、路的阻值減小時(shí),總電阻減小,則電流增大,電容器兩端的電壓增大,電場(chǎng)強(qiáng)度增大,質(zhì)點(diǎn)所受電場(chǎng)力增大,電場(chǎng)力大于重力,帶電質(zhì)點(diǎn)向上加速,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 6.(多選)(2018海淀期末)如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向上移動(dòng)時(shí),下列說法中正確的是(　　) A.電流表示數(shù)變大 B.電壓表示數(shù)變小 C.電阻R0的電功率變大 D.電源的總功率變小 答案　CD　解法一　當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值變大,電路的總阻值也變大,由閉合電路歐姆定律知干路電流I=Er+R外變小,電源內(nèi)阻分擔(dān)電壓U內(nèi)=Ir變小,外電壓U外=E-U內(nèi)變大,電壓表示數(shù)變大,

7、B項(xiàng)錯(cuò)。通過R0的電流I0=U外R0變大,通過電流表的電流IA=I-I0變小,電流表示數(shù)變小,A項(xiàng)錯(cuò)。電阻R0的電功率P0=I02R0變大,C項(xiàng)正確。電源的總功率P總=EI變小,D項(xiàng)正確。 解法二　由“串反并同”規(guī)律分析知,當(dāng)滑片P向上移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大,則與之串聯(lián)的電流表示數(shù)變小,干路電流變小,電源總功率P總=EI變小;與之并聯(lián)的電壓表示數(shù)變大,電阻R0的電流、電壓、電功率均變大,因此選C、D。 7.(2018朝陽期末)某同學(xué)利用一塊表頭和三個(gè)定值電阻設(shè)計(jì)了如圖所示的電表,該電表有1、2兩個(gè)量程。關(guān)于該電表,下列說法中正確的是(　　) A.測(cè)電壓時(shí),量程1一定小于

8、量程2,與R1、R2和R3的阻值無關(guān) B.測(cè)電流時(shí),量程1一定大于量程2,與R1、R2和R3的阻值無關(guān) C.測(cè)電壓時(shí),量程1與量程2間的大小關(guān)系與R1、R2和R3的阻值有關(guān) D.測(cè)電流時(shí),量程1與量程2間的大小關(guān)系與R1、R2和R3的阻值有關(guān) 答案　B　當(dāng)利用這塊電表測(cè)量電壓時(shí),該表量程為當(dāng)電流計(jì)滿偏時(shí)電流計(jì)所在支路的總電壓,即U=IgR,其中R為支路總電阻,因量程2的支路總電阻小于量程1的支路總電阻,所以量程2小于量程1,故選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤;當(dāng)利用此電表測(cè)電流時(shí),電表量程等于電流計(jì)滿偏時(shí)兩支路電流之和,由并聯(lián)電路的支路電流關(guān)系可以知道,量程1一定大于量程2,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確

9、。 8.如圖所示,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=5 V,內(nèi)阻r=2 Ω,定值電阻R1=0.5 Ω,滑動(dòng)變阻器R2的阻值范圍為0~10 Ω。求: (1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2接入電路的阻值為多大時(shí),電阻R1消耗的功率最大,最大功率是多少。 (2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,最大功率是多少。 (3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大時(shí),電源的輸出功率最大,最大功率是多少。 答案　見解析 解析　(1)定值電阻R1消耗的電功率為P1=I2R1=E2R1(R1+R2+r)2,可見當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0時(shí),R1消耗的功率最大,最大功率為P1m=E2R1(R1+r

10、)2=2 W。 (2)將定值電阻R1看做電源內(nèi)阻的一部分,則電源的等效內(nèi)阻r'=R1+r=2.5 Ω,故當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R2=r'=2.5 Ω時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大,最大功率為P2m=E24r'=2.5 W。 (3)由電源的輸出功率與外電阻的關(guān)系可知,當(dāng)R1+R2'=r,即R2'=r-R1=(2-0.5) Ω=1.5 Ω時(shí),電源有最大輸出功率,最大輸出功率為P出m=E24r=3.125 W。 B組　綜合提能 1.(2017西城二模)智能手機(jī)電池“快速充電技術(shù)”可以使用戶在短時(shí)間內(nèi)完成充電。比如對(duì)一塊額定電壓3.7 V、容量1 430毫安時(shí)的電池充電,可以在半小時(shí)

11、內(nèi)將電池充到滿容量的75%。結(jié)合本段文字和你所學(xué)知識(shí),關(guān)于“快速充電技術(shù)”,你認(rèn)為下列敘述中比較合理的是(　　) A.這里所提到的“毫安時(shí)”指的是一種能量單位 B.這里所提到的“滿容量的75%”是指將電池電壓充到3.7 V的75% C.快速充電技術(shù)提高了鋰電池的原有容量 D.對(duì)額定電壓3.7 V的鋰電池充電,其充電電壓應(yīng)高于3.7 V 答案　D　根據(jù)q=It可知,毫安時(shí)(mAh)是電荷量的單位,不是能量的單位,故A錯(cuò)誤;這里所提到的“滿容量的75%”是將電量充到滿容量的75%,故B錯(cuò)誤;快速充電技術(shù)提高了鋰電池的充電速度,不會(huì)提高原有容量,故C錯(cuò)誤;為了能為電池充電,對(duì)額定電壓3.7

12、 V的鋰電池充電,其充電電壓應(yīng)高于3.7 V,故D正確。 2.(2017海淀二模)電源的兩個(gè)重要參數(shù)分別是電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。對(duì)一個(gè)電路有兩種特殊情況:當(dāng)外電路斷開時(shí),電源兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì);當(dāng)外電路短路時(shí),短路電流等于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的比值?，F(xiàn)有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)電阻為r的電源和一阻值為R的定值電阻,將它們串聯(lián)或并聯(lián)組成的系統(tǒng)視為一個(gè)新的等效電源,這兩種連接方式構(gòu)成的等效電源分別如圖甲和圖乙中虛線框所示。設(shè)新的等效電源的電動(dòng)勢(shì)為E',內(nèi)電阻為r'。試根據(jù)以上信息,判斷下列說法中正確的是(　　) A.圖甲中的E'=rR+rE, r'=R+r B.圖甲中的E'=RR+rE, r'=

13、R+r C.圖乙中的E'=E,r'=RrR+r D.圖乙中的E'=RR+rE,r'=RrR+r 答案　D　當(dāng)外電路斷開時(shí),電源兩端的電壓等于電源電動(dòng)勢(shì),圖甲中的等效電源外電路斷開時(shí),I=0,R相當(dāng)于導(dǎo)線,則等效電源的電動(dòng)勢(shì)仍為E,R與r串聯(lián)形成新電源的內(nèi)電阻,所以內(nèi)電阻為R+r。乙的等效電源外電路斷開時(shí),新電源兩端電壓即R兩端電壓為ERR+r,則等效電源的電動(dòng)勢(shì)為RR+rE,R與r并聯(lián)形成新的電源內(nèi)電阻,所以內(nèi)電阻為RrR+r。綜上選擇D。 3.(2015北京理綜,24)真空中放置的平行金屬板可以用作光電轉(zhuǎn)換裝置,如圖所示。光照前兩板都不帶電。以光照射A板,則板中的電子可能吸收光的能量

14、而逸出。假設(shè)所有逸出的電子都垂直于A板向B板運(yùn)動(dòng),忽略電子之間的相互作用。保持光照條件不變。a和b為接線柱。 已知單位時(shí)間內(nèi)從A板逸出的電子數(shù)為N,電子逸出時(shí)的最大動(dòng)能為Ekm。元電荷為e。 (1)求A板和B板之間的最大電勢(shì)差Um,以及將a、b短接時(shí)回路中的電流I短。 (2)圖示裝置可看做直流電源,求其電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。 (3)在a和b之間連接一個(gè)外電阻時(shí),該電阻兩端的電壓為U。外電阻上消耗的電功率設(shè)為P;單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)B板的電子在從A板運(yùn)動(dòng)到B板的過程中損失的動(dòng)能之和設(shè)為ΔEk。請(qǐng)推導(dǎo)證明:P=ΔEk。 　　(注意:解題過程中需要用到但題目沒有給出的物理量,要在解題中作必要的說

15、明) 答案　(1)Ekme　Ne　 (2)Ekme　EkmNe2　 (3)見解析 解析　(1)由動(dòng)能定理,Ekm=eUm,可得 Um=Ekme 短路時(shí)所有逸出電子都到達(dá)B板,故短路電流 I短=Ne (2)電源的電動(dòng)勢(shì)等于斷路時(shí)的路端電壓,即上面求出的Um,所以 E=Um=Ekme 電源內(nèi)阻 r=EI短=EkmNe2 (3)外電阻兩端的電壓為U,則電源兩端的電壓也是U。 由動(dòng)能定理,一個(gè)電子經(jīng)電源內(nèi)部電場(chǎng)后損失的動(dòng)能 ΔEke=eU 設(shè)單位時(shí)間內(nèi)有N'個(gè)電子到達(dá)B板,則損失的動(dòng)能之和 ΔEk=N'ΔEke=N'eU 根據(jù)電流的定義,此時(shí)電源內(nèi)部的電流 I=N'e 此時(shí)流過外電阻的電流也是I=N'e,外電阻上消耗的電功率 P=IU=N'eU 所以P=ΔEk 8