高中物理 第4章 探究閉合電路歐姆定律 4_3 典型案例分析學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-1

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典型案例分析 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達標(biāo)] 1．(多選)下列關(guān)于多用電表歐姆擋的說法中正確的是(　　) A．每一個倍率擋的測量范圍都是0～∞ B．用不同倍率擋測量同一個電阻的阻值，誤差大小都是一樣的 C．測電阻時，指針越接近刻度盤中央，誤差越小 D．選擇不同倍率擋時，指針越靠近右邊，誤差越小 【解析】　根據(jù)歐姆表原理，當(dāng)Rx＝0時，調(diào)節(jié)可變電阻R，得Ig＝，這時電流表滿偏．當(dāng)接入被測電阻Rx時，表頭上的電流I＝，每個Rx都對應(yīng)刻度盤上的一個電流值，可見測量范圍是0～∞，選項A正確．測量電阻時，選擇合適的倍率擋，且中值電阻附近的誤差最小，故選項B，D錯誤，C正確． 【答案】　AC 2．(多選)調(diào)整歐姆零點后，用“10”擋測量一個電阻的阻值，發(fā)現(xiàn)表針偏轉(zhuǎn)角度極小，那么正確的判斷和做法是(　　) A．這個電阻值很小 B．這個電阻值很大 C．為了把電阻值測得更準(zhǔn)確些，應(yīng)換用“1”擋，重新調(diào)整歐姆零點后測量 D．為了把電阻值測得更準(zhǔn)確些，應(yīng)換用“100”擋，重新調(diào)整歐姆零點后測量 【解析】　指針偏轉(zhuǎn)角度極小，說明電阻很大，應(yīng)換用倍率較高的擋，選項B，D正確． 【答案】　BD 3. (多選)如圖4310所示，電阻R與電動機M(其線圈電阻為R0)串聯(lián)后接到電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源兩端，流過電路的電流為I，路端電壓為U，電阻R兩端電壓為U1，電動機兩端電壓為U2，則下列關(guān)系一定成立的是(　　) 圖4310 A．E＝I(R＋R0＋r)　　　 B．E＝U＋Ir C．U1＝IR D．U2＝IR0 【解析】　由于電路中含有電動機，為非純電阻電路，閉合電路的歐姆定律不再適用，故關(guān)系式E＝I(R＋R0＋r)與U2＝IR0不再成立，A，D錯；根據(jù)歐姆定律知，B，C正確． 【答案】　BC 4.如圖4311所示，當(dāng)開關(guān)S斷開時，理想電壓表示數(shù)為3 V，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電壓表示數(shù)為1.8 V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為(　　) 圖4311 A．5∶3 B．3∶5 C．2∶3 D．3∶2 【解析】　S斷開時，電壓表的讀數(shù)等于電源電動勢，即E＝3 V，S閉合時電壓表讀數(shù)為路端電壓，即U＝1.8 V，所以U內(nèi)＝E－U＝1.2 V．根據(jù)串聯(lián)電路電壓分配知R∶r＝3∶2，故答案為D項． 【答案】　D 5．有兩個相同的電阻R，串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上，電路中的電流為I.將它們并聯(lián)起來接在同一電源上，此時流過電源的電流為4I/3，則電源的內(nèi)阻為(　　) A．R B．R/2 C．4R D．R/8 【解析】　由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點及閉合電路的歐姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝I(＋r)，由以上兩式可得r＝4R. 【答案】　C 6.如圖4312所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，在平行板電容器C中恰好有一帶電粒子處于懸空靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)變阻器R0的滑動觸頭向左移動時，帶電粒子將(　　) 圖4312 A．向上運動 B．向下運動 C．靜止不動 D．不能確定運動狀態(tài)的變化 【解析】　當(dāng)滑動觸頭向左移動時，R0接入電路的電阻值變大，則R總變大，總電流變小，R兩端的電壓變小，電容器中的電場強度變小，所以粒子將向下運動，故B正確． 【答案】　B 7．(多選)太陽能作為清潔能源在我國將大力推廣，如圖4313為一太陽能電池板的路端電壓隨電流變化的圖像．則該電池板的(　　) 圖4313 A．電動勢為600 μV B．短路電流為20 μA C．內(nèi)阻為20 Ω D．內(nèi)阻為30 Ω 【解析】　由圖像知該電池板的電動勢E＝600 μV，橫軸交點坐標(biāo)為(20 μA,200 μV)，因此20 μA不是短路電流． 由U＝E－Ir，或r＝||知r＝20 Ω，故A，C正確，B，D錯誤． 【答案】　AC 8. (多選)如圖4314所示，R1為定值電阻，R2是正溫度系數(shù)的金屬熱電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度下降時(　　) 圖4314 A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大 C．小燈泡變亮 D．小燈泡變暗 【解析】　溫度下降時，R2阻值減小，電路的外電阻減小，由閉合電路歐姆定律知干路電流I增大，電流表示數(shù)增大，B正確．由歐姆定律得U1＝IR1知，R1兩端電壓增大，A正確．小燈泡L兩端電壓減小，小燈泡變暗，C錯誤，D正確． 【答案】　ABD [能力提升] 9．(2016川師附中高二檢測)將一個電流表改裝成歐姆表，并將歐姆表調(diào)零，用此歐姆表測一阻值為R的電阻時，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的4/5處，現(xiàn)用該表測一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/5處，則該電阻的阻值為 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號：37930050】 A．4R　　 B．5R C．10R　　 D．16R 【解析】　由閉合電路的歐姆定律得：調(diào)零時有E＝IgR內(nèi)；指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的4/5時有E＝4Ig(R＋R內(nèi))/5；指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/5時有E＝Ig(Rx＋R內(nèi))/5.聯(lián)立三式可解得Rx＝16 R，D正確，A，B，C錯誤． 【答案】　D 10．在如圖4315所示的電路中，E為電源電動勢，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動變阻器．當(dāng)R2的滑動觸頭在a端時合上開關(guān)S，此時三個電表A1，A2和V的示數(shù)分別為I1，I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸頭向b端移動，則三個電表示數(shù)的變化情況是(　　) 圖4315 A．I1增大，I2不變，U增大 B．I1減小，I2增大，U減小 C．I1增大，I2減小，U增大 D．I1減小，I2不變，U減小 【解析】　電路結(jié)構(gòu)：R1，R2并聯(lián)后再與R3串聯(lián)，A1測通過R1的電流I1，A2測通過R2的電流I2，V測路端電壓U.R2的滑動觸點由a滑向b，R2阻值減小，電路總電阻減小，則總電流I增大；根據(jù)閉合電路歐姆定律知路端電壓U＝E－Ir，所以電壓表示數(shù)U減小；R1兩端電壓U1＝U－U3，而U3＝IR3，U3增大，所以U1減小，則I1減小，而I＝I1＋I2，所以I2增大．故正確答案為B. 【答案】　B 11.如圖4316所示，電阻R1＝R2＝R3＝1 Ω，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電壓表的示數(shù)為1 V；當(dāng)開關(guān)S斷開時，電壓表的示數(shù)為0.8 V．求電源的電動勢和內(nèi)阻． 圖4316 【解析】　S閉合時，I＝＝＝1 A，R＝＋R3＝ Ω＋1 Ω＝1.5 Ω，由I＝得E＝IR＋Ir＝(11.5＋1r) V① S斷開時，I′＝＝＝0.8 A，R′＝R1＋R3＝1 Ω＋1 Ω＝2 Ω，所以E＝I′R′＋I′r＝(0.82＋0.8r) V② 由①②兩式可得E＝2.0 V，r＝0.5 Ω. 【答案】　2.0 V　0.5 Ω 12．如圖4317所示，R1＝R2＝R3＝R4＝R，開關(guān)S閉合時，間距為d的平行板電容器C的正中間有一質(zhì)量為m、帶電量為－q的小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)；開關(guān)S斷開時，小球向電容器一個極板運動并發(fā)生碰撞，碰撞后小球帶上與極板同種性質(zhì)的電荷．設(shè)碰撞過程中沒有機械能損失，小球反彈后恰好能運動到電容器另一極板．若不計電源內(nèi)阻，求： 圖4317 (1)電源的電動勢； (2)小球與極板碰撞后的帶電量． 【解析】　(1)開關(guān)S閉合時，R1、R3并聯(lián)，再與R4串聯(lián)(R2中沒有電流通過)，則UC＝U4＝E.① 對帶電小球，有mg＝q.② 由①②兩式聯(lián)立解得E＝. (2)開關(guān)S斷開后，R1、R4串聯(lián)，則UC′＝E＝，③ 小球向下運動與下極板相碰后，小球帶電量變?yōu)閝′，向上運動到上極板，全程由動能定理，得 mgd－q－mgd＋q′UC′＝0④ 由③④兩式聯(lián)立解得q′＝q. 【答案】　(1)　(2)q