人教版高中物理必修第三册课后习题 第12章 电能 能量守恒定律 习题课四 闭合电路的综合问题和电学实验器材的选择.docVIP

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习题课四闭合电路的综合问题和电学实验器材的选择

课后·训练提升

合格考过关检验

一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)

1.智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害,因此手机都有一项可以调节屏幕亮度的功能,该功能既可以自动调节,也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能,设计了如图所示的电路,已知光敏电阻的阻值随光照的增强而减小。闭合开关,下列说法正确的是()

A.仅光照变强,小灯泡变暗

B.仅光照变弱,小灯泡变亮

C.仅将滑片向a端滑动,小灯泡变亮

D.仅将滑片向b端滑动,小灯泡变亮

答案C

解析仅光照变强,光敏电阻的阻值变小,则电路中总电阻变小,由闭合电路欧姆定律可知总电流增大,小灯泡的功率变大,小灯泡变亮,选项A错误。同理分析,仅光照变弱,小灯泡变暗,选项B错误。仅将滑片向a端滑动,滑动变阻器接入电路的有效阻值变小,则总电阻变小,总电流增大,小灯泡的功率变大,小灯泡变亮,选项C正确。同理分析,仅将滑片向b端滑动,小灯泡变暗,选项D错误。

2.如图甲所示电路中,R为电阻箱,电源的电动势为E,内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图像,其中功率P0分别对应电流I1、I2,外电阻R1、R2。下列说法正确的是()

A.I1+I2Er B.I1+I2=

C.R1r

答案B

解析由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,则电源的输出功率为P=UI=EI-I2r,故EI1-I12r=EI2-I22r,整理得I1+I2=Er,选项A错误,B正确。根据电功率表达式得P0=I12R1=I22R2,且I=ER+r,则有

3.(全国卷Ⅰ)图甲所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图乙所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是()

答案A

解析由C=QUC=ΔQΔUC可得,ΔQ=CΔUC,电容器不符合欧姆定律的适用条件,电流i=ΔQΔt=CΔUCΔt;电阻R符合欧姆定律的适用条件,两端电压UR=iR=CRΔUC

4.在如图所示的电路中,电源电动势恒定,内阻为r,R1为定值电阻。闭合开关S,理想电流表A、理想电压表V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示。当滑动变阻器R2的滑片P向上滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示,下列说法正确的是()

A.U1I不变,U3I变大 B.

C.ΔU1ΔI=R2

答案D

解析根据欧姆定律可知,U1I=R1,U2I=R2,U3I=R1+R2,滑动变阻器的滑片P向上滑动时,R2减小,故U2

5.两位同学在实验室中利用如图甲所示的电路进行实验,将滑动变阻器的滑片P向某一方向移动时,一位同学记录电流表A和电压表V1的测量数据,另一位同学记录电流表A和电压表V2的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图乙所示的两条U-I图线,则图像中两图线的交点表示的物理意义是()

A.滑动变阻器的滑片P滑到了最右端

B.电源的输出功率最大

C.定值电阻R0消耗的功率为0.5W

D.电源的效率达到最大值

答案BC

解析由题图可知,电源电动势E=1.5V,内阻r=1Ω,在交点位置有R+R0=U1I=2Ω,R0=U2I=2Ω,则R=0,滑动变阻器的滑片P滑到了最左端,选项A错误。当电路中外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,但R0r,故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻,此时外电阻越接近电源内阻,电源的输出功率越大,选项B正确。P0=U

6.如图所示,电源电动势E=6V,小灯泡L的规格为“3V0.9W”。开关S接1,当滑动变阻器调到R=8Ω时,小灯泡L正常发光。现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。已知电动机的线圈电阻R0=2Ω,则 ()

A.电源内阻为2Ω

B.电动机正常工作的电压为3V

C.电动机输出的机械功率为0.54W,其效率为75%

D.电源的效率约为75%

答案AC

解析小灯泡正常发光时的电阻RL=U额2P额=10Ω,流过小灯泡的电流I=P额U额=0.3A,当开关S接1时,R总=EI=20Ω,电源内阻r=R总-RL-R=2Ω,选项A正确。当开关S接2时,灯泡正常发光,电路中的电流与开关S接1时的电流相同,所以电动机的正常工作电压U机=E-I(RL+r)=2.4V,选项B错误。电动机的输入功率P入=U机I=0.72W,而它的热功率P热=I2R0=0.18W,则它输出的机械功率P机出=P入-P热=0.54W,电动机的效率η机=

二、实验题

7.测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx,已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧