4.1闭合电路欧姆定律 跟踪训练（Word版含解析）

2021-2022学年鲁科版选修3-1
4.1闭合电路欧姆定律
跟踪训练（解析版）
1．在如图所示的电路中，、为定值电阻，为滑动变阻器。闭合S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、、和表示，电表示数的变化量分别用、、和表示，则在滑片P向下滑动的过程中（　　）
A．不变，变大
B．
C．不变，不变
D．
2．如图所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中（　　）
A．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
C．电压表V1的示数不变，电路总功率变大
D．电压表V1的示数变小，电路总功率变小
3．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，C为电容器。在可变电阻R3的阻值由较大逐渐变小的过程中（　　）
A．R1两端电压减小
B．流过R2，的电流方向为由b到a
C．电容器所带电荷量逐渐减少
D．电源内部消耗的功率变小
4．若电路为纯电阻电路，E表示电动势，U表示外电压，U'表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是（　　）
A．
B．
C．U=E+IR
D．U=I（R+r)
5．某同学在测定电源的电动势和内阻的实验中，分别测出了甲、乙两电源的多组路端电压和干路电流，并正确作出了相应的图像，如图所示。设甲、乙两电源电动势和内阻分别为、和、，由图可知（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
6．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻。开关S闭合后，理想电压表的示数为（　　）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮、小灯泡L2变暗
C．电流表A、电压表V的读数都变大
D．电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比变大
8．如图所示电路，电表都是理想电表，当闭合开关S，滑片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中、、在同一时刻的读数分别是、、、，电表示数的变化量的绝对值分别是，那么下列说法正确的是（　　）
A．I1减小，I2增大
B．U1减小，U2增大
C．
D．为定值，增大
9．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值己在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有（　　）
A．路端电压为10V
B．电源的总功率为10W
C．a、b间电压的大小为6V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A
10．如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是（　　）
A．电源的电动势为50V
B．电源的内阻为
C．电流为2.5A时，外电路的电阻为15Ω
D．输出功率为120W时，路端电压是50V
11．在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路。则（　　）
A．电源的电动势为3
V
B．电源的内阻为2
Ω
C．电源的工作效率为75%
D．电路消耗的总功率为6
W
12．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是（　　）
A．灯泡L将变暗
B．灯泡L将变亮
C．电容器C的电量将增加
D．电容器C的电压将不变
13．如图所示，平行金属板中带电液滴P处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向端移动时（　　）
A．电压表读数减小
B．电流表读数减小
C．P将向上运动
D．P带负电
14．如图所示，线段a表示电源甲两端的电压随电流变化的图线，线段b表示某电阻乙两端电压随电流变化的图线，若将甲电源和乙电阻连成闭合电路，则下列判断正确的是（　　）
A．电阻乙的阻值小于电源甲的内阻值
B．阴影部分的面积表示电源的输出功率
C．若，此时电源的输出功率最大
D．值越大，电源甲的效率越小
15．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（随光照强度增大阻值减小），闭合电键，小灯泡能正常发光。现增大照射光的强度，增大照射光的强度前后理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，不考虑灯丝电阻变化，则（　　）
A．电源的输出功率一定增大
B．灯泡亮度变亮
C．、均保持不变
D．变小
16．如图所示，M为一线圈电阻的电动机，电阻，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，当开关S闭合时，电流表的示数为。求：
（1）电源内阻；
（2）开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机输出的机械功率。
17．如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源的电动势，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极。平行板电容器两极板间的距离为d。在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量未知，电量为q的带电小球。当电键K闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O上。现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化。碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板。求：
（1）小球的质量m；
（2）小球与电容器某个极板碰撞时的速度v；
（3）小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷q′。
18．如图所示，当开关闭合，滑动变阻器的取值为时，理想电流表读数为；当滑动变阻器的取值为时，电流表读数。求：
（1）电源的电动势E和内电阻r；
（2）当滑动变阻器的取值为，求稳定时电容器的带电量Q（电容）；
（3）求当滑动变阻器的取值为多大时，电源的输出功率最大，并求出其最大值。
19．如图所示，电源电动势E
=12V，内电阻r
=0.5Ω，灯泡L标有“6V，12W”的字样。若灯泡恰能正常发光，求：
(1)电路中的电流；
(2)电阻R0的阻值；
(3)电源的路端电压。
20．如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=7.5Ω，电容器的电容C=4μF，闭合开关S2。
（1）开关S1断开时，电阻R2两端电压是多少？
（2）闭合开关S1，电阻R中的电流方向向上还是向下？
（3）闭合开关S1至电容器两端电压稳定时流经电阻R的电荷量是多少？
参考答案
1．D
【详解】
A．由电路图可知，、、串联，，为定值电阻，滑动变阻器滑片P向下滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由知电路中电流变小，由可知，，两端的电压变小，由串联电路中总电压等于各分电压之和，则滑动变阻器两端的电压变大。由可知
由于为定值电阻，所以不变，则有
所以比值不变，故A错误；
B．由串联电路中总电压等于各分电压之和，所以
故B错误；
C．由可知，即
由于接入电路的阻值变大，所以变大，则有
由于是定值电阻，所以比值不变，故C错误；
D．由于
显然
故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
电路的等效电路图如下图所示：
当滑片P自b向a移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据公式
可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；根据公式
U=IR
可知，电阻R1两端的电压变大，即V1的示数变大；根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，因电压表V2的示数变小、电流表示数变大，所以电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小；根据
P=IU
可知，电流I增大，U不变，则电路的总功率变大。
故选A。
3．C
【详解】
A．滑动变阻器阻值由大到小的过程中，电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中电流增大，则流过R1的电流增大，R1两端电压增大，A错误；
BC．根据闭合电路欧姆定律可知
R1两端电压增大，R3两端的电压减小，电容器两端的电压减小，根据
电容器电量减小，电容器上级板和电源正极相连，电容器放电，电流方向由a到b，
B错误C正确；
D．由
电路中电流增大，电源内部消耗的功率变大，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．内电压为
A错误；
B．根据
则
B正确；
C．由闭合电路欧姆定律知道
则
C错误；
D．外电压
D错误。
故选B。
5．A
【详解】
在图像中，图像与纵轴的交点为电动势，图像斜率的绝对值表示内电阻，由此可知
，
故选A。
6．C
【详解】
电压表测的是两端的电压，由欧姆定律可知
则两端的电压为
ABD错误，C正确。
故选C。
7．B
【详解】
ABC．将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，与灯L1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，电压表V的读数变大。路端电压增大，而灯电压减小，所以灯的电压增大，灯变亮，AC错误，B正确；
D．由
知
r不变，即电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比等于电源的内阻，保持不变，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．滑片P向左滑动过程中，R1电阻增大，回路总电阻增大，干路电流I变小，即I2减小，由
可知，R0、R1并联部分的电压增大，流过R0部分的电流增大，则流过R1部分的电流减小，即I1减小，A错误；
B．由于干路电流I减小，R2的电压减小，结合A的分析可知，U1增大，U2减小，B错误；
CD．把R2等效为内阻，则
由部分电阻欧姆定律可得
对比可得
且、均为定值，C正确，D错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．根据电阻的串并联规律可知电路的外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知路端电压为
故A正确；
B．电源的总功率为
故B错误；
C．规定电源负极为电势零点，则a点电势为
b点电势为
所以a、b间电压的大小为
故C错误；
D．a、b间用导线连接后，根据电阻的串并联规律可知电路外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知电路的总电流为
故D错误。
故选A。
10．AC
【详解】
A．根据闭合电路的欧姆定律，电压的输出电压
对照U-I图象，当I=0时
故A正确；
B．U-I图象斜率的绝对值表示内电阻，故
故B错误；
C．电流为2.5A时，对照U-I图象，电压为37.5V，故外电路电阻
故C正确；
D．输出功率为120W时，对照P-I图象，电流为4A，再对照U-I图象，输出电压为30V，故D错误；
故选AC。
11．AD
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律得
当I=0时
则由图Ⅰ读出电源的电动势
A正确；
B．内阻等于图线的斜率大小，则
B错误；
C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出路端电压
U=2V，电路中电流
I=2A，则电源的效率
C错误；
D．电路消耗的总功率
D正确。
故选AD。
12．AC
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器的电阻值增大，外电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，通过灯泡的电流减小，灯泡L将变暗，B错误A正确；
CD．当滑动变阻器的滑片向右移动时，滑动变阻器的电阻值增大，外电阻增大，外电压增大，则电容器两端的电压增大，根据
C的电量将增加，D错误C正确。
故选AC。
13．AD
【详解】
AB．滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，总电流增大，则电源的内电压增大，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小，则R3中的电流减小，而干路电流增大，故电流表中的电流增大；并联部分电压减小，即R2与R4两端的总电压减小。由于电流表示数增大，由欧姆定律可知R2两端的电压增大，故R4两端的电压减小，电压表示数减小，B错误A正确；
C．滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，总电流增大，则电源的内电压增大，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压减小，R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小，则电容器两端的电压减小，板间场强减小，则带电液滴所受的电场力减小，则质点P将向下移动，C错误；
D．平行金属板间的电场方向是竖直向下的，根据平衡质点P受到的电场力放向竖直向上，所以P带负电，D正确。
故选AD。
14．BC
【详解】
A．根据图像可知，两图像的交点纵坐标表示乙电阻的电压，根据电路中电压的分配规律可知，因为乙电阻电压接近电源电动势，所以乙电阻大于电源内阻。A错误；
B．阴影部分的面积表示乙电阻的功率，即电源的输出功率。B正确；
C．若，则乙电阻与电源内阻相等，此时电源的输出功率最大。C正确；
D．值越大，乙电阻越大，根据
乙电阻越大，电源的效率越高。D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
A．设回路中外电阻为R，则电源的输出功率为
根据数学知识可知，当R＞r时，P随R的增大而减小；当R＜r时，P随R的增大而增大。增大照射光强度后，R减小，但由于R与r大小关系未知，所以电源的输出功率不一定增大，故A错误；
B．增大照射光强度后，R减小，回路中电流增大，所以灯泡亮度变亮，故B正确；
CD．根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得
所以
可知、和均保持不变，故C正确，D错误。
故选BC。
16．（1）；（2）2.5A，87.5W
【详解】
（1）当S断开时，电流表的示数，由闭合电路欧姆定律得
代入数据解得
（2）当开关S闭合时
则
则通过电阻的电流
流过电动机的电流
则电动机的功率
电动机的热功率为
则电动机输出的机械功率
17．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E，由分压关系可得
小球处于静止，由平衡条件得
解得
（2）当K断开，由R1和R3串联可得电容两极板间电压
U′＜U表明K断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系
解得
（3）因小球与下极板碰撞时无机械能损失，由功能关系得
联立上述各式解得
球与下板碰后电荷符号未变，电量为原来的
18．（1），；（2）；（3）
【详解】
（1）当滑动变阻器的取值为时，理想电流表读数为，由闭合电路欧姆定律有
当滑动变阻器的取值为时，理想电流表读数为，有
联立，求得
，
（2）当滑动变阻器的取值为时，电路中的电流
稳定时电容器两极板间电压等于滑动变阻器两端电压，即
稳定时电容器的帯电量
（3）电路中的电流
电源的输出功率
当滑动变阻器的取值为
时，电源的输出功率最大，最大值为
19．（1）2A；（2）；（3）11V
【详解】
（1）各部分元件串联，故电流相等，因为灯泡正常发光所以
（2）由欧姆定律可得
则
（3）由闭合电路欧姆定律得
20．（1）；（2）电流方向向上；（3）
【详解】
（1）开关S1断开时，C相当于断路，R3中无电流，
R2两端电压
（2）S1断开时，电容器的上极板带正电；S1闭合时，电容器下极板带正电，电容器先放电后反向充电，流过电流表的电流方向向上
（3）闭合开关S1，R1与R2串联后再与R3并联，C两端电压即R1两端电压，
外电路总电阻为
电容器两端的电压
电容器的电量的变化量