4.1闭合电路欧姆定律 课后练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版选修3-1
4.1闭合电路欧姆定律
课后练习（解析版）
1．在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断，正确的是（　　）
A．L变暗，Q增大
B．L变暗，Q减小
C．L变亮，Q增大
D．L变亮，Q减小
2．将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电源的电动势为30V
B．电源最大输出功率可能大于45
W
C．电源内阻为10
Ω
D．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%
3．如图，电路中定值电阻R大于电源内阻r。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量绝对值为，则（　　）
A．V1、V2、V3示数都增大
B．电流表的示数减小
C．大于
D．与比值等于r
4．在如图所示的电路中，电容器C的上极板带负电。为了使该极板仍带负电且电量增大，下列办法中可采用的是（　　）
A．减小R1，其他电阻不变
B．增大R2，其他电阻不变
C．减小R3，其他电阻不变
D．减小R4，其他电阻不变
5．一个电源接8Ω电阻时，通过电源的电流为0.20A，接4Ω电阻时，通过电源的电流为0.30A，则电源的电动势和内阻分别为（　　）
A．2.4V　4Ω
B．1.6V　4Ω
C．2.4V　2Ω
D．1.6V　2Ω
6．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P处于某一位置时，小灯泡L
能发光。将滑片P
从该位置向b端滑动的过程中（不考虑温度对电阻的影响）（　　）
A．小灯泡L变亮，电流表的示数变大
B．电阻R3自右向左的电流
C．电阻R2的电功率变小
D．电源的输出功率变大
7．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　）
A．在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流
B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流
C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动的过程中，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D．若断开开关S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动
8．如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　）
A．I变大，U变大
B．I变大，U变小
C．I变小，U变大
D．I变小，U变小
9．一个水平放置的电容器，它与三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路，今有一个质量为m的带电油滴悬浮在两极板间静止不动，今欲使油滴加速上升，可采用的方法是（　　）
A．增大R1
B．增大R2
C．增大R3
D．减小R1
10．在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向上移动时，则：（　　）
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变暗、B灯变暗、C灯变亮
11．如图所示的图像中，直线表示某电源路端电压与电流的关系，直线为某一电阻的图像。用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．电源的输出功率为
B．电源电动势为，内阻为
C．电源的总功率为
D．若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流变为原来的
12．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻电路，下列说法中不正确的是（　　）
A．电源短路时，电源的内电压等于电源电动势
B．电源断路时，路端电压等于电源电动势
C．电路外电阻增大时，路端电压增大
D．电路外电阻增大时，电路中电流增大。
13．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头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、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是（　　）
A．不变，不变
B．变大，变大
C．变大，不变
D．不变，不变
14．在如图所示的电路中，、、和皆为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为，内阻为，当的滑动触点向图中端移动时（　　）
A．电压表示数变大
B．电源效率变大
C．的功率变大
D．通过的电流变大
15．某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增加
B．图像上某点切线的斜率的倒数即为该状态的电阻值
C．电压为5V时，导体的电阻是0.2Ω
D．电压为12V时，导体电阻的电功率为18W
16．如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=3V；当电阻箱读数为R2=4Ω时，电压表读数为U2=4V。求：
(1)电源的电动势E和内阻r；
(2)当电阻箱数为R2时，电源的输出功率P出和消耗的总功率P总。
17．如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表内阻对电路的影响。
(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线？
(2)电源的电动势和内阻分别是多少？
(3)R0阻值和变阻器R的最大阻值是多少？
18．一电路如图所示，电源电动势E＝28V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝12Ω，R2＝R4＝4Ω，R3＝8Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0pF，虚线到两极板间距离相等，极板长L＝0.20m，两极板的间距d＝1.0×10－2m.
（1）若开关S处于断开状态，试求平行板电容器上板所带电荷量；
（2）若从开关S处于断开状态计时开始，到开关闭合电路稳定后，求流过R4的总电荷量为多少？
（3）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s2）
19．如图所示，电流表示数I=0.75
A，电压表示数为U=2V，某一电阻烧断后，电流表读数变为I′=0.8A，电压表示数为U′=3.2V，已知R3=4Ω，不计电压表和电流表对电路的影响。问：
(1)发生故障的电阻是哪个？写出判断依据，它的阻值为多少？
(2)电源的电动势和内阻分别为多少？
20．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，电容器的电容。
(1)保持开关、闭合，求电容器C所带的电荷量；
(2)保持开关闭合，将开关断开，求断开开关后流过电阻的电荷量。
参考答案
1．B
【详解】
当滑动变阻器的滑动片向下移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律
得知，干路电流增大，则电源的内电压增大，由
知路端电压减小，灯L变暗。电容器板间电压等于变阻器两端的电压。由上得知，路端电压减小，则通过灯L的电流减小，而干路电流增大，则通过R1的电流
增大，R1的电压也增大，则变阻器两端的电压减小，电容器所带电量
减小。
故选B。
2．A
【详解】
B．由图可知，电源的输出功率最大为45W，B错误；
C．根据电源输出功率的性质可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为r=5Ω，选项C错误；
A．由
可知
E=30V
A正确；
D．根据效率公式可得
最大功率时内外电阻相等，所以效率为50%，D错误。
故选A。
3．C
【详解】
分析电路图，滑动变阻器和定值电阻串联，将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路阻值变小，电路总阻值变小，干路电流变大。
A．V1测R两端电压，由于电流变大，示数变大；V2测路端电压，由于电流增大，内阻分压变大，所以示数变小；V3测滑动变阻器两端电压，是V2示数减去V1示数，示数减小，故A错误；
B．电流表测干路电流，示数增大，故B错误；
C．由选项A分析知，V3测滑动变阻器两端电压，是V2示数减去V1示数，故它们示数变化量的绝对值满足
显然
故C正确；
D．V1测R两端电压，则有
电路中定值电阻R大于电源内阻r，所以有
故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
AB．若设电源负极电势为零，则开始时上极板带负电，即上极板电势较低，可知电阻R2两端电压小于电阻R4两端电压；若减小R1或增大R2时，R2上的分压增大，则上极板上电势升高，而下极板电势不变，故可能使上极板带正电，或使两板电势差减小，电容器带电量减小，故AB错误；
C．减小R3，则R4分压增大，故下极板的电势增大，则两板电势差变大，能使上极板仍带负电且电量增大，故C正确；
D．减小R4，则R4分压减小，故下极板上电势降低，上极板电势不变，也会出现AB中所说的结果，故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
由闭合电路欧姆定律得
代入数据可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．C
【详解】
将滑片P从该位置向b端滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流I变小，则电流表示数变小。总电流变小，电源的内电压变小，则路端电压变大，小灯泡的电压变大，则小灯泡L变亮，则R2电流变小，电压变小，功率变小，路端电压变大，则电阻R1两端电压变大，电容器充电，电阻R3自左向右的电流；因为不确定内阻与外阻关系，无法确定电源输出功率变化，故C正确ABD错误。
故选C。
7．A
【详解】
A．在只逐渐增大光照强度的过程中，光敏电阻阻值减小，则通过电阻R0的电流增大；根据热功率公式P=I2R可知电阻R0消耗的电功率变大，电容器两端电压增大，电容器充电，电阻R3中有向上的电流，选项A正确；
B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，电路总电阻不变，则电源输出电流不变，电源消耗的功率不变，选项B错误；
C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动的过程中，电容器两端电压增大，电容器充电，带电微粒所受电场力增大，微粒向上运动；电源路端电压减小，电压表示数变小，选项C错误；
D．若断开开关S，电容器放电，电容器所带电荷量变少，电容器两端电压减小，带电微粒所受电场力减小，带电微粒向下运动，选项D错误；
故选A。
8．D
【详解】
当传感器R2所在处出现火情时，R2阻值变小，R2与R3的并联总电阻减小，外电路的总电阻R减小，由闭合电路欧姆定律可知电路的总电流增大，电源的内电压变大，由
可知路端电压减小，即报警器两端电压U减小，电路中并联部分的电压
由于I总变大，则可知U并变小，则根据部分电路的欧姆定律可知通过显示器的电流I变小。
故选D。
9．C
【详解】
液滴处于静止状态，则受向下的重力和向上的电场力平衡，今欲使油滴加速上升，必须增大电场力，即增大板间场强，即增加两板间电压，即增加R3两端电压；题中增大R1或者减小R1，则两板间电压不变；增大R2，则R3两端电压减小；增大R3，则R3两端电压变大；
故选C。
10．B
【详解】
滑动变阻器滑片P向上移动时，电路总电阻变大，电流总电流减小，所以通过A灯的电流减小，A两端的电压减小，所以A灯变暗，路端电压变大，所以并联电路的电压变大，故B两端的电压变大，所以B灯变亮，总电流减小，同时B的电流变大，所以通过C的电流减小，故C灯变暗，B正确。
故选B。
11．AB
【详解】
A．电源的输出功率为
故A正确；
B．由图像可知电源电动势为，内阻为
故B正确；
C．电源的总功率为
故C错误；
D．根据图像信息，有
若将两个相同电阻串联接入该电源，则电流为
故D错误。
故选AB。
12．ABC
【详解】
闭合电路欧姆定律
A．电源短路时，外电阻R=0，路端电压U=0，电源的内电压等于电源电动势，A正确；
B．电源断路时，I=0，路端电压等于电源电动势，B正确；
CD．电路外电阻R增大时，干路电流I减小，路端电压U增大，C正确，D错误。
故选ABC。
13．AC
【详解】
A．根据欧姆定律得知
故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变，故A正确；
BC．由
当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时R2变大，根据闭合电路欧姆定律得
则有
不变，故B错误，C正确；
D．由
变大，根据闭合电路欧姆定律得
则有
不变，故D错误。
故选AC。
14．CD
【详解】
A．当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律
知，总电流变大，路端电压变小，即U变小，故A错误；
B．电源效率
由于U变小，故电源效率减小，故B错误；
C．由于总电流变大，的功率
变大，故C正确；
D．由于总电流变大，所以R1、R3和内压之和
变大
则
变小
则通过R2和R4的电流
变小
则通过的电流
变大，故D正确。
故选CD。
15．AD
【详解】
A．由图知，随着电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断增加，A正确；
B．图像上的点与某点切线的斜率的倒数等于电阻，B错误；
C．当时，由图知电流为
则导体的电阻
C错误；
D．由图可知，加电压时，电流为，则电功率为
故D正确；
故选AD。
16．(1)6V，2Ω；(2)4W，6W
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律得
联立上式并代入数据解得：
E=6V，r=2Ω
(2)当电阻箱数为R2时，电流为：
I=
电源的输出功率为
P出=I2R2=1×4W=4W
消耗的总功率为
P总=EI=6×1W=6W
17．(1)见解析；(2)
，；(3)
，
【详解】
(1)
随电流的增加，R0分得的电压逐渐升高，V1的读数逐渐变大，因此AC为V1的示数；随电流的增加，内电压升高，路端电压降低，因此BC为V2的示数。
(2)BC斜率的绝对值为内电阻，因此
根据闭合电路欧姆定律，可得电动势
(3)图像的C点就是滑动变阻器调到0时，根据闭合电路欧姆定律
滑动变阻器调到最大时，由图象可知，回路电流为0.5A，此时
18．(1)；(2)；(3)不能（过程见解析）
【详解】
(1)
开关S处于断开时，电阻R3两端电压为
平行板电容器上板所带电荷量
(2)
开关闭合电路稳定后，外电阻为
路端电压为
电阻R3两端电压为
闭合过程流过R4的电荷量为
断开时充电，闭合时放电，则流过R4的总电荷量为
(3)
开关S断开时，带电微粒做匀速直线运动有
开关S闭合后有
从电场中射出的时间为
在电场中的偏转位移为
解得
所以微粒不能从C的电场中射出。
19．(1)R1，8Ω；(2)4V，1Ω
【详解】
(1)因某电阻烧断后，电流表、电压表示数均增大，若R1、R3断路，电流表或电压表无读数，可断定发生故障的电阻是R1。
R1烧断后，伏特表的读数为R2两端的电压，则得：
R1烧断前，R3两端电压
U3=IR2﹣U=(0.75×4﹣2）V=1（V）
通过R3的电流为
I3=A=0.25
A
电阻R1的阻值为
R1=Ω=8
Ω
(2)R1烧断前，外电阻为
R外=Ω=3
Ω
总电流为
I0=I+=(0.75+）A=1A
由闭合电路欧姆定律得：
E=I0（R外+r）
即
E=1×（3+r）
当R1烧断后
E=I′（R2+r）
即
E=0.8×（4+r）
联立解得
r=1Ω
E=4
V?
20．(1)C；(2)C
【详解】
(1)保持开关、闭合时，电路中的电流
两端的电压
则电容器所带的电荷量
(2)保持开关闭合，将开关断开，电容器的电压等于电源的电动势，所带的电荷量
断开开关后流过电阻的电荷量