2018_2019学年人教版高中物理选修3-1重难点强化练三：闭合电路的综合问题（含答案解析）

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1、闭合电路的综合问题1关于闭合电路(电源内阻不能忽略)，下列说法中正确的是( ) A闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方 B闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大 C闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大D闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大解析：选 C 闭合电路的外电路中，电流从电势高的地方流向电势低的地方，内电路中，电流从电势低的地方流向电势高的地方，选项 A 错误；闭合电路中，当内外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，故当电源的路端电压越大，电源的输出功率不一定大，选项 B 错误；根据 U 可知闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大，选项ER

2、R rC 正确； 闭合电路中，电流越大，电源的路端电压不一定大，选项 D 错误。2.如图所示，直线 OAC 为某一直流电源的总功率随电流 I 变化的图线，曲线 OBC 表示同一直流电源内部的热功率随电流 I 变化的图线。若A、 B 点的横坐标均为 1 A，那么 AB 线段表示的功率为( )A1 W B6 WC2 W D2.5 W解析：选 C 由题图知，在 C 点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为 E3 V，短路电流为 I3 A，所以电源的内阻为 r 1 。图像上 AB 段所表EI示的功率为 PAB P 总 I2r(131 21)W2 W。3.如图所示，电路中 R1、 R2均

3、为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器 C 的极板水平放置。闭合电键 S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )A增大 R1的阻值 B增大 R2的阻值 C增大两板间的距离 D断开电键 S解析：选 B 在直流电路中， R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于 R1两端的电压，增大 R1的阻值， R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由 E可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运Ud动，A 项错误；增大 R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变 R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍

4、保持静止，B 项正确；增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由E 可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C 项错误；断开Ud电键 S，电容器会通过 R1、 R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D 项错误。4如图所示， C 为两极板水平放置的平行板电容器。闭合开关S，当滑动变阻器 R1、 R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器 C 两极板间的带电尘埃 P 恰好处于静止状态，要使尘埃 P 向下加速运动，下列方法中唯一可行的是( )A把 R1的滑片向左移动B把 R2的滑片向左移动C把 R2的滑片向右移动D把闭合的开关 S 断开解析：选 B

5、R1和电容器是串联关系，只是起到接通电容器作用，改变该电阻不会影响电容器板间电场，带电尘埃依然静止，A 错误；对于带电尘埃 q mg，增加 R2左侧部分Ud电压可以增加板间电压，反之可以减小板间电压，当减小电压时，尘埃将向下加速运动，所以 B 正确，C 错误；断开开关，电容器充电，极板电压增加，尘埃将向上做加速运动，所以 D 错误。5如图所示为一个电池组和一只电阻 R 的 U I 图线。用该电池组与电阻 R 连接成闭合电路，则以下说法正确的是( )A电池组的内阻是 0.5 B电阻的阻值为 2 C电池组的输出功率将是 5 WD改变电阻 R 的阻值时，则电池组的最大输出功率为 6.25 W解析：选

6、 D 电池组的内阻 r 1 ，故 A 错误。电阻的阻值约 R | U I| 55 | U I| 23，故 B 错误。两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为 U2 V，电流为 I3 A，电池组的输出功率是 P UI6 W，故 C 错误。当外电阻等于电池的内阻时，即外电阻 R r1 时，电池组的最大输出功率 P 出 2R 216.25 W，故 D 正确。(ER r) ( 51 1)6.如图所示的电路，电源内阻不可忽略。开关 S 闭合后，在变阻器 R0的滑动端向下滑动的过程中( )A电压表与电流表的示数都减小B电压表与电流表的示数都增大C电压表的示数增大，电流表

7、的示数减小D电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：选 A 由变阻器 R0的滑动端向下滑可知 R0连入电路的有效电阻减小，则 R 外 减小，由 I 可知 I 增大，由 U 内 Ir 可知 U 内 增大，由 E U 内 U 外 可知 U 外 减小，ER外 r故电压表示数减小。由 U1 IR1可知 U1增大，由 U 外 U1 U2可知 U2减小，由 I2 可知U2R2电流表示数变小，故 A 正确。7如图所示，电源和电压表都是好的，当滑片由 a 滑到 b 的过程中，电压表的示数几乎都为 U，下列判断正确的是( )A a 处接线断开B触头 P 开路C a、 b 间电阻丝开路D b 处接线开路解析：选

8、D 若 a 处接线断开，电压表的示数为零，不符合题意，故 A 错误。若触头P 开路，电压表的示数为零，不符合题意，故 B 错误。若 a、 b 间电阻丝开路，电压表示数几乎为 U，后变为零，不符合题意，故 C 错误。若 b 处接线开路， ab 上没有电压，电压表的示数几乎为 U，故 D 正确。8.如图所示的电路中，电源的电动势 E 和内电阻 r 恒定不变，电灯 L 恰能正常发光，如果变阻器的滑片向 b 端滑动，则( )A电灯 L 更亮，电流表的示数减小B定值电阻 R2消耗的功率增大C电灯 L 变暗，电源的总功率减小D电灯 L 变暗，电流表的示数增大解析：选 A 滑片向 b 端滑动， R1变大，电

9、路中总电阻变大，路端电压变大，根据 I知 I 减小，电流表示数减小，根据 E U 外 Ir， U 外 变大，灯泡两端电压变大，故ER总 r电灯 L 更亮。再根据 P2 I22R2， I 总 减小， IL变大，故 I2变小， R2功率变小，故 B、C、D错误，A 正确。9如图所示，电动势为 E，内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上 S2，则下列表述正确的是( )A电源输出功率减小BL 1上消耗的功率增大C通过 R1上的电流增大D通过 R3上的电流增大解析：选 C 只合上开关 S1，三个灯泡都能正常工作，再合上 S2，并联部分的电阻减小，外电路总

10、电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大。由于电源的内阻不计，电源的输出功率 P EI，与电流成正比，则电源输出功率增大，故 A 错误。由于并联部分的电阻减小，根据串联电路的特点，并联部分分担的电压减小，L 1两端的电压减小，其消耗的功率减小，故 B 错误。合上 S2，外电路总电阻减小，干路电流增大，而 R1在干路中，通过 R1上的电流增大，故 C 正确。并联部分的电压减小，通过 R3上的电流将减小，故D 错误。10如图所示的电路，闭合开关 S，当滑动变阻器滑片 P 向右移动时，下列说法正确的是( )A电流表读数变小，电压表读数变大B小灯泡 L 变暗C电容器 C 上电荷量减小D电源的总

11、功率变小解析：选 C 当滑动变阻器滑片 P 向右移动时，接入电路中的阻值变小，回路的总阻值 R 减小，干路电流增大，电流表读数变大，小灯泡 L 变亮，而内电压 U 内 Ir 增大，故路端电压减小，选项 A、B 错误；由 P EI 得，电源的总功率变大，选项 D 错误；由UC E I(r R 灯 )及 q CUC知，电容器 C 上电荷量减小，故 C 正确。11.如图所示的电路中，电源的电动势 E12 V，内阻未知， R18 ， R21.5 ，L 为规格为 “3 V 3 W”的灯泡，开关 S 断开时，灯泡恰好正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响。试求：(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻；(2)电源的内

12、阻；(3)开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率。解析：(1) I 1 APU 3 W3 VRL 3 UI 3 V1 A(2)S 闭合前， E Ir IR1 IRL将 E12 V， I1 A， R18 ， RL3 代入求解得 r1 。(3)开关 S 闭合后， E I r I R1 U2I U2R2 U2RL代入数据联立求解得 U21.2 V灯泡实际消耗的功率 P 0.48 W。U22RL答案：(1)1 A 3 (2)1 (3)0.48 W12如图所示的电路中，两平行金属板 A、 B 水平放置，极板长 l80 cm，两板间的距离 d40 cm。电源电动势 E40 V，内阻 r1 ，电阻 R15 ，

13、闭合开关 S，待电路稳定后，将一带负电的小球从 B 板左端且非常靠近 B 板的位置以初速度 v04 m/s 水平向右射入两板间，该小球可视为质点。若小球带电荷量 q110 2 C，质量为 m210 2 kg，不考虑空气阻力，电路中的电压表、电流表均是理想电表。若小球恰好从 A 板右边缘射出( g 取 10 m/s2)。求：(1)滑动变阻器接入电路的阻值为多大？(2)此时电流表、电压表的示数分别为多少？(3)此时电源的输出功率是多大？解析：(1)设小球在板间飞行时间为 t， t s0.2 s，根据 d at2，lv0 0.84 12得飞行加速度 a m/s220 m/s 2。2dt2 20.40.22对小球根据牛顿第二定律得q mg ma，UABd解得： UAB V24 V，m g a dq 210 2 10 20 0.4110 2所以滑动变阻器的两端电压 U 滑 UAB24 V。设通过滑动变阻器的电流为 I，由欧姆定律得 I A1 AE U滑R r 40 2415 1滑动变阻器接入电路的阻值 R 滑 24 。U滑I(2)此时电流表的示数为 1 A，电压表的示数为 U E Ir(401)V39 V。(3)电源的输出功率 P 出 IU39 W。答案：(1)24 (2)1 A 39 V (3)39 W