分层规范快练(二十七) 闭合电路欧姆定律及其运用
[双基过关练]
1．[2016·上海物理]电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )
A．电动势是一种非静电力
B．电动势越大，表明电源储存的电能越多
C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压
解析：电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故A、B错误，C正确；闭合电路中电源两端的是路端电压，小于电动势，故D错误．
答案：C
2．如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I，图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于( )
A. B.
C. D.
解析：由电阻的定义式R＝可知，B正确，其他选项错误．要特别注意R≠.
答案：B
3．某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24 V,220 W)和10个相同的指示灯X1～X10(220 V,2 W)，将其连接在220 V的交流电源上，电路如图所示，若工作一段时间后L2灯丝烧断，则( )
A．X1的功率减小，L1的功率增大
B．X1的功率增大，L1的功率增大
C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小
D．X2的功率减小，其他指示灯的功率增大
7
解析：由串、并联电路的知识知，若L2灯丝烧断，电路的电阻值变大，电流变小，除X2两端电压变大外，其他电压变小，故选C.
答案：C
4．[2019·湖北黄冈模拟]如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻R的阻值也为r，滑动变阻器的最大阻值是2r，电压表和电流表可视为理想电表．闭合开关，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，下列说法中正确的是( )
A．电压表的示数变大
B．电流表的示数变小
C．滑动变阻器消耗的功率变小
D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小
解析：开关闭合后，电压表测量路端电压，电流表测量干路电流，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，故A、B错误；将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，滑动变阻器消耗的功率变小，故C正确；电路中的电流增大，则定值电阻R消耗的功率变大，故D错误．
答案：C
5．电动自行车因轻便、价格相对低廉、污染和噪音小而受到市民喜爱．某国产品牌电动自行车的铭牌如下，则此车所配电机的内阻为( )
规格
后轮驱动直流永磁电机
车型：20″电动自行车
电机输出功率：170 W
电源输出电压：≥36 V
额定工作电压/电流：36 V/5 A
整车质量：40 kg
额定转速：240 r/min
A.0.2 Ω B．0.4 Ω
C．7.2 Ω D．7.4 Ω
解析：电机输出功率为P出＝170 W，电源的输出电压为U＝36 V，电流为I＝5 A，设内阻为R，则根据能量守恒定律得UI－I2R＝P出，解得R＝0.4 Ω，故选B.
7
答案：B
6．[2019·浙江模拟]机器人的使用开阔了我们的视野，延伸了我们的肢体，增强了我们的力量，提高了我们的工作效率，将人们从繁重的生产劳动中解救出来，如图所示，一款机器人的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作．下列说法正确的是( )
A．电动机消耗的总功率为EI
B．电动机消耗的热功率为UI
C．电源的输出功率为I2R
D．电源的效率为1－
解析：电动机恰好能正常工作，电动机消耗的总功率为P＝IU，故A错误；电动机消耗的热功率为P1＝I2R，而不是IU，P2＝IU是电动机消耗的总功率，故B错误；电源的输出功率等于电动机的输入功率，得P出＝UI，故C错误；电源的总功率为IE，内部发热的功率为I2r，所以电源的效率为η＝＝1－，故D正确，A、B、C错误．
答案：D
7.
(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大．为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则( )
A．电灯L变亮 B．电灯L变暗
C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大
解析：探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总电阻变大，根据I＝可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U＝E－Ir，可知I减小，U增大，所以灯泡两端的电压增大，所以电灯L变亮，故A、C正确，B、D错误．
答案：AC
7
8．扫地机器人是智能家用电器的一种，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫，如图为酷斯520扫地机器人，已知其工作额定电压15 V，额定功率30 W，充电额定电压24 V，额定电流0.5 A，充电时间约240分钟，电池容量2 000 mAh，则下列说法正确的是( )
A．电池容量是指电池储存电能的大小
B．机器人正常工作的电压为24 V
C．机器人正常工作时的电流为0.5 A
D．机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时
解析：电池容量2 000 mAh，单位为电荷量的单位，所以电池容量是指电池储存电荷量的大小，选项A错误．机械人正常工作的电压为15 V，选项B错误．根据酷斯520扫地机器人，已知其工作额定电压15 V，额定功率30 W，可知机械人正常工作时的电流为2 A，选项C错误．机械人充满电后一次工作时间最多约为t＝q/I＝1小时，选项D正确．
答案：D
9．(多选)如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，电阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是( )
A．通过电动机的电流为10 A
B．电动机的输入功率为20 W
C．电动机的热功率为4 W
D．电动机的输出功率为16 W
解析：根据闭合电路欧姆定律，有：E＝U＋I(r＋R)，解得：I＝＝2 A，故A错误；电动机的输入功率：P入＝UI＝10×2＝20 W，电动机的热功率：P热＝I2RM＝22×1＝4 W，电动机的输出功率：P出＝P－P热＝UI－I2RM＝10×2－22×1＝16 W，故B、C、D正确．
答案：BCD
7
10．(多选)如图所示的U－I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知( )
A．R的阻值为1.5 Ω
B．电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω
C．电源的输出功率为3.0 W
D．电源内部消耗功率为1.5 W
解析：由于电源的路端电压与电流的关系曲线Ⅰ和电阻R的U－I图线Ⅱ都为直线，所以电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻，r＝1.5 Ω；电阻R的U－I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值，R＝1.5 Ω，选项A正确，B错误；电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U－I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率，电源的输出功率为P＝UI＝1.5×1.0 W＝1.5 W，选项C错误；由EI＝P＋Pr解得电源内部消耗的功率为Pr＝EI－P＝3.0×1.0 W－1.5 W＝1.5 W，选项D正确．
答案：AD
[技能提升练]
11.
[2019·广西南宁二中模拟]如图，A、B两灯原来正常发光，现因某一电阻发生断路或短路的故障，使A灯变亮，B灯变暗，那么，故障原因是( )
A．R0断路 B．R1断路
C．R2断路 D．R2短路
解析：电阻R0单独在一个支路上，断路后使外电阻变大，使两个灯泡所在的并联电路的电压都变大，则两个灯泡的亮度都变亮，不符合题意，故A错误；灯泡A和电阻R1并联，如果R1断路，此处只有灯泡A一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡A两端电压增大，灯泡B两端电压减小，则A灯变亮，B灯变暗，故B正确；同理可知，R2断路时，A灯变暗，B灯变亮，不符合题意，故C错误；若R2短路，B灯被短路，不亮，不符合题意，故D错误．
答案：B
12．[2019·沧州模拟](多选)如图所示的电路中，电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1
7
Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100 μF，则下列说法正确的是( )
A．闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V
B．闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C
C．闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10－4 C
D．先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4 C
解析：闭合开关S，电路稳定后电流I＝＝0.5 A，电容器两端的电压为U＝IR1＝1.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器带电荷量为Q＝CU＝100×10－6×1.5 C＝1.5×10－4 C，选项B错误、C正确；先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，电容器C通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×10－4 C，选项D错误．
答案：AC
13．[2019·山东省实验中学]如图所示的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )
A．R1短路 B．R2断路
C．R3断路 D．R1、R2同时短路
解析：若R1短路，则两个灯泡都被短路，都不亮，故A错误；若R2断路，则两个灯泡都被断路，都不亮，故B错误；若R3断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R1电流I1增大，则通过A的电流IA＝I－I1减小，A灯变暗，B灯电压UB＝U－IA(RA＋R2)增大，B灯变亮，符合题意，故C正确；R1、R2同时短路，A、B灯都不亮，不符合题意，故D错误．
答案：C
14．[2019·湖南株州质检](多选)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω.现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0 V，则( )
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A．三个灯泡的总电阻为8.3 Ω
B．电源的电动势为5.6 V
C．电源消耗的热功率为3.0 W
D．电源的效率为89.3%
解析：理想电压表V的示数为4.0 V，可知串联的灯泡电流为0.6 A，此时小灯泡电阻 Ω＝ Ω；每个并联灯泡的电流为0.3 A，电压1.0 V，此时小灯泡电阻RL＝ Ω＝ Ω，所以总电阻为R总＝ Ω＋· Ω＝8.3 Ω，A正确；电动势等于E＝4 V＋1 V＋0.6×1.0 V＝5.6 V，B正确；电源消耗的热功率为P热＝0.62×1.0 W＝0.36 W，C错误；电源效率η＝×100%＝89.3%，D正确．
答案：ABD
7
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