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1、闭合电路的综合问题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
2、大，电源的路端电压就越大，选项 C 正确； ER Rr 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 W C2 WD2.5 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段所表示的 E I 功率为PABP总I2r(13121)W2 W。 3.如图所示，电路中R1、
3、R2均为可变电阻，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， U d 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
4、中的油滴 仍保持静止，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， U d 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
5、解析：选 B 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qmg，增加R2左侧部分电 U d 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UI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 W D改变电阻R的阻值时，则电池组的最大输出功率为
6、6.25 W 解析：选 D 电池组的内阻r 1 ，故 A 错误。电阻的阻值约R ， | U I| 5 5| U I| 2 3 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PUI6 W，故 C 错误。当外电阻等于 电池的内阻时， 即外电阻Rr1 时， 电池组的最大输出功率P出 2R ( E Rr)( 5 11) 216.25 W，故 D 正确。 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
7、C电压表的示数增大，电流表的示数减小 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EU内U外可知U外减小，故电压 E R外r 表示数减小。由U1IR1可知U1增大，由U外U1U2可知U2减小，由I2可知电流表示 U2 R2 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( ) Aa处接线断开 B触头P开路 Ca、b间电阻丝开路 Db处接线开路 解析：选 D 若a处接线断开，电压表的示数为零
8、，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， 电路中总电阻变大， 路端电压变大， 根据I E R
9、总r 知I减小，电流表示数减小，根据EU外Ir，U外变大，灯泡两端电压变大，故电灯 L 更 亮。再根据P2I22R2，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 BL1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， 外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大。
10、由于电源的内阻不计，电 源的输出功率PEI，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，L1两端的电压减小，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电源的总功率变小 解析 ： 选 C 当滑动变阻器滑
11、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PEI得，电源的总功率变大，选项 D 错误；由UCEI(rR 灯)及qCUC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)电源的内阻； (3)开关 S 闭合时，灯泡实际消耗的功率。 解析：(1)I
12、 1 A P U 3 W 3 V RL 3 U I 3 V 1 A (2)S 闭合前，EIrIR1IRL 将E12 V，I1 A，R18 ，RL3 代入求解得r1 。 (3)开关 S 闭合后，EIrIR1U2 I U2 R2 U2 RL 代入数据联立求解得U21.2 V 灯泡实际消耗的功率P0.48 W。 U22 RL 答案：(1)1 A 3 (2)1 (3)0.48 W 12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 ，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
13、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q1102 C，质量为m2102 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dat2， l v0 0.8 4 1 2 得飞行加速度a m/s220 m/s2。 2d t2 2 0.4 0.22 对小球根据牛顿第二定律得 qmgma， UAB d 解得：UAB V24 V， mgad q 2 102 1020 0.4 1 102 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 A EU滑 Rr 4024 151 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UEIr(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