第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元测试题1（解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
第四章
闭合电路欧姆定律与科学用电单元测试题1（解析版）
一、选择题（共40分）
1．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻r恒定不变，闭合开关后电灯恰能正常发光，当变阻器的滑片P向右端滑动时，则（　　）
A．电灯变亮，电流表的示数增大
B．电灯变亮，电压表的示数变小
C．电灯变暗，电流表的示数变小
D．电灯变暗，电压表的示数增大
2．如图所示，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，电源电动势为E、内电阻为r，闭合电路使L发光，将滑动变阻器的滑片向右滑动时（
）
A．电源两端电压增大
B．R0消耗的功率变小
C．内电阻消耗的功率变小
D．灯泡变暗
3．如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电压表与电流表的示数都增大
B．电压表与电流表的示数都减小
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
4．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻小于电源的内阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是（　　）
A．电流表的读数变大
B．灯泡L变亮
C．电源输出功率先减小后增大
D．电压表的读数先增大后减小
5．在如图所示的电路中，当开关S闭合时，电灯不亮，电流表无读数，电压表读数接近为电源电压，以下可能的情况是（　　）
A．电流表断路，L1和L2都完好
B．L1灯丝断路，电流表和L2都完好
C．L2灯丝断路，电流表和L1都完好
D．L1和L2灯丝都断路，而电流表完好
6．如图所示的电路，R1、R2是两个定值电阻，R′是滑动变阻器，R3为小灯泡，电源内阻为r，开关闭合后，当滑动变阻器触头P向下移动时（　　）
A．小灯泡亮度变暗
B．电压表示数变小
C．电容器充电
D．电源的输出功率一定变小
7．如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是（　　）
A．阴影部分的面积表示电源的输出功率
B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率
C．当满足α＝β时，电源的效率最高
D．当满足α＝β时，电源的效率小于50%
8．如图所示，电动势为、内阻为的电源与定值电阻、及滑动变阻器连接成如图所示的电路。当滑动变阻器的触头由端滑向端时，下列说法中正确的是（　　）
A．两个电流表的读数都增大
B．电流表和电压表的读数都增大
C．电源的输出功率一定先增大再减小
D．电源的效率增大
9．如图所示为某欧姆表内部电路示意图，其中电流表G的满偏电流为1mA，内阻为10Ω；电池电动势为1.5V、内阻为1Ω；变阻器R0的阻值范围为0~10kΩ。下列各项说法正确的是（　　）
A．图中A表笔为黑表笔，B表笔为红表笔
B．电流表表盘上0.25mA刻度线处所对应的电阻刻度值为
C．当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时，欧姆表仍可调零，但调零后接入电路的电阻将变小，
若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为300Ω，则这个待测电阻的真实阻值为290
Ω
D．若该欧姆表换了一个电动势为1.5V、内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值，其测量结果准确。
10．关于多用电表的使用，下列说法正确的是（　　）
A．使用电阻挡“”测未知电阻时，发现指针偏转角度较小，应该换成电阻挡“”，重新进行欧姆调零后，再测量该电阻阻值
B．用多用电表直流电压挡测小灯泡两端的电压时，应将电表与被测小灯泡串联接在电路中
C．用多用电表直流电流挡测小灯泡中的电流时，应让电流从黑表笔流入电表
D．多用电表使用完毕，应拔出两表笔，并将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高挡
二、实验题（共15分）
11．（1）如图是最简单的多用电表的电路原理图，插孔应该插______（填“红”、“黑”）表笔，如果用此多用电表测量电阻，则选择开关应该接______端（填“1”、“2”或“3”），如果用此多用电表测量电压，则选择开关应该接______端（填“1”、“2”或“3”）。
（2）为了测定这个多用电表所用电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：
A．电流表（满偏电流3mA，内阻10Ω）
B．电流表（0～0.6A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器R0（0～10Ω，1A）
D．定值电阻R（阻值990Ω）
E．开关与导线若干
①某同学根据现有的实验器材，设计了图甲所示的电路，图乙中部分电路已连接，请在图乙中以笔划线代替导线按照电路图甲完成实物连线______。
②如图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的图线，为电流表G的示数，为电流表A的示数，由图线可以得到被测电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω（两空均保留两位有效数字）。采用这个电路测量，电动势的测量值比真实值______（填“大”或“小”）。
12．用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了一个电池。将两个相同的电池串联起来为红色的、LED供电时，LED会发光。为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：（计算结果保留三位有效数字）
（1）将电池组按图a所示接入电路，图中电流表的量程为、内阻为100Ω；
（2）闭合开关，调节电阻箱的值，发现当R=100Ω时，电流表的示数I如图b所示，则______；
（3）反复调节电阻箱的值，读出多组电流表的示数I（算出的值）和对应电阻箱的阻值R并描在图c中．将（2）中的数据描在图c中，连同已描出的点绘出图线；______
（4）由图c可知，该电池组的电动势为______V，内电阻为______Ω；
（5）已知红色LED的伏安特性如图d所示，当用该电池组直接为此LED供电时，LED的功率为______mV。
三、解答题（共45分）
13．用欧姆表测电阻的优点是快捷、方便，缺点是读数不够精确，尤其是当表内电池的电动势下降后，测出的电阻值与真实值之间有较大的差异。图（甲）是一个欧姆表的电路结构图，图（乙）是其表盘的刻度（该刻度值是按照表内电池电动势为1.5V的正常值而刻制的）。已知在电流满偏刻度的处所标的电阻值为15Ω，如图所示。问：
(1)该欧姆表的内阻（即、r和之和）多大？
(2)在满偏刻度的B点所标的电阻值为多大？
(3)当表内电池的电动势下降为1.4V时（欧姆表仍可准确调零），在测某一电阻时，欧姆表的指针恰好指在B点，此时的真实值为多大？
14．如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电阻R1=6Ω、R2=3Ω、R3=3Ω，电容器的电容C=2×10－5F。
(1)若将开关S闭合，电路稳定时通过R1的电流；
(2)若将开关S闭合，电路稳定时电源的输出功率；
(3)断开开关S后，通过R1的电荷量。
15．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。
16．如图的电路中，电源电动势E=6V、内阻不计，C=2μF，R1=1Ω，R2=2Ω、R3=4Ω。求∶
(1)当S、S′均闭合且稳定后，电容器C所带电荷量；
(2)保持S闭合，断开S′至电路稳定的过程中，通过R3的电荷量。
参考答案
1．C
【详解】
当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，则总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，则电流表示数减小，灯泡变暗，电压表示数减小
故选C。
2．D
【详解】
A．将滑动变阻器的画片向右滑动时，电路中的总电阻减小，电流增大，电源内部电压增大，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压减小，A错误；
BC．根据
电阻R0消耗的功率变大，内电阻消耗的功率变大，BC错误；
D．根据欧姆定律，电阻R0两端的电压增大，则并联部分的电压减小，根据并联电路的特点，灯泡两端的电压减小，灯泡变暗，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
“串反并同”指的是在一个闭合回路中当一个电学元件的阻值发生变化时，与其串联的电学元件的电学量的变化趋势与其相反，与其并联的则变化趋势与其相同，这里的串联指的是电流有流进流出的关系，并联则电流之间没有流进流出的关系。
开关S闭合后，根据“串反并同”法判断可知，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电流表示数减小，电路中总电阻增大，电源路端电压增大，电压表示数增大。
故选C。
4．D
【详解】
BD．滑动变阻器的右半部分与左半部分并联，再与灯泡L串联，当滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，总电阻先增大后减小，干路电流先减小后增大，由可知，路端电压先增大后减小，灯泡L在干路上，先变暗后变亮，电压表测的是路端电压，读数先增大后减小，B错误，D正确；
A．电流表测的是流过滑动变阻器右半部分的电流，滑动变阻器两部分并联的电压为
可知，先增大后减小，在增大过程，左半边电阻减小，左半边电流增大，则右半边电流减小，电流表示数减小，在减小过程，右半边电阻增大，右半边电流减小，电流表示数减小，即整个过程中电流表的读数都在变小，A错误；
C．随着外电阻的增大，电源的输出功率增大，当外电阻等于内阻时输出功率最大，由题意知，灯泡L的电阻小于电源的内阻，滑动变阻器两部分并联的阻值先增大后减小，但与灯泡L及内阻的阻值关系未知，故输出功率无法确定，C错误。
故选D。
5．B
【详解】
A．如果电流表中断路，L1和L2都完好，则电压表与电源连接不能相连，电压表示数为零，A错误；
B．如果L1灯丝断路，电流表和L2都完好，则电路断路，两灯都不亮，电流表示数为零，电压表与电源两极相连，电压表示数接近电源电压，B正确；
C．如果L2灯丝断路，电流表和L1都完好，电压表与电源两极不能相连，电压表示数为零，C错误；
D．如果L1和L2灯丝都断路电流表完好，则电压表不能与电源两极相连，电压表示数为零，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．闭合开关后，当滑动变阻器触头P向下移动时，减小，外电路总电阻减小，干路中电流增大，则小灯泡亮度变亮，故A错误；
B．电源的内电压增大，路端电压减小，则电压表的示数变小，故B正确；
C．电路稳定时电容器的电压等于、串联总电压，根据串联电路电压分配规律
可知I增大，电容器的电压减小，则电容器放电，故C错误；
D．因外电路的总电阻和内阻的大小关系未知，则随着外电阻的减小，外功率不一定变小，故D错误；
故选B。
【点睛】
本题按“部分→整体→部分”的思路进行动态变化分析．对于电压表的示数，可以直接根据路端电压随外电阻而增大的结论进行分析．根据串联电路电压与电阻成正比的特点，分析各部分电压的变化，比较简便。
7．A
【详解】
AB．根据闭合电路的欧姆定律和U－I图像特点可知，阴影部分的面积表示负载电阻消耗的功率，即电源的输出功率，A正确，B错误；
CD．当满足α＝β时，电源内阻等于负载电阻，电源的效率为50%，当负载电阻大于电源内阻时，根据
电源的效率将大于50%，CD错误。
故选A。
8．BD
【详解】
由图可知，R与R2并联后与R1串联，电压表测量路端电压、电流表A1测量总电流，电流表A2测量R2的电流。
AB．当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则外电路总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，电流表A1的示数减小；根据U内=I1r可知，内电压减小，则路端电压增大，故电压表V示数增大；因电路中总电流减小，故R1两端的电压减小，故并联部分电压增大，R2中电流增大，流过电流表A2的电流增大；故A错误，B正确；
C．因为不知道内外电阻的关系，所以无法判断电源输出功率的变化情况，故C错误；
D．电源的效率
由于外电阻增大，则电源的效率增大，故D正确。
故选BD。
9．BCD
【详解】
A．该欧姆表的两只表笔中，红表笔内部接电源的负极，则A是红表笔，B表笔为黑表笔，A错误；
B．欧姆表中值电阻等于其内阻，则中间刻度值对应示数为
根据
解得所对应的电阻刻度值为，B正确；
C．电动势为1.5V调零后，欧姆表内部的中性电阻的
电动势变为1.45V调零后，欧姆表内部的中性电阻
由300Ω对应的电流列出关系式
解得
C正确；
D．该欧姆表换了一个电动势为1.5V，内阻为10Ω的电池，调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消，D正确。
故选BCD。
10．AD
【详解】
A．使用电阻挡“”测未知电阻时，发现指针偏转角度较小，说明所测电阻值较大，应该换成电阻挡“”，重新进行欧姆调零后，再测量该电阻阻值，A正确；
B．用多用电表直流电压挡测小灯泡两端的电压时，应将电表与被测小灯泡并联接在电路中，B错误；
C．电流挡测直流电流时，电流应从正接线柱流入电流表，应使电流从红表笔流入多用电表，C错误；
D．多用电表使用完毕，应拔出两表笔，并将选择开关旋到“OFF”或交流电压最高挡，D正确。
故选AD。
11．红
2
3
3.0
2.0
小
【详解】
(1)[1][2][3]
A插孔接电源负极，根据红进黑出可知，A插孔应该接红表笔；如果用此多用电表测量电阻，内部包含电源，则选择开关应该接2，如果用此多用电表测量电压，则电流表与分压电阻串联，故接3。
(2)
①[4]
由原理图连接实物图所示；
②[5][6][7]
表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：
即：
所以
，
结合图像解得
，
因为没考虑G的分流，所以
小于干路电流，导致电动势的测量值比真实值小。
12．5.96（5.92～5.98）
1.47（1.40～1.54）
47.0（30.0～52.5）
6.38（5.64～7.29）
【详解】
(2)[1]由图中电流表的指针停留位置，可知=mA
(5.92~5.98)
(3)[2]图像如下所示
(4)[3][4]根据公式
代入图中的两组和的值，可得
；
(5)[5]根据的伏安特性曲线，以及两组电池为供电，可得的功率
代入伏安特性曲线的数据得
13．(1)15Ω；(2)30Ω；(3)28Ω
【详解】
(1)设电流表的满偏刻度为Ig，根据闭合电路欧姆定律，当满偏时
指针指中央时
则
Rx=R内
该欧姆表的内阻等于电流满偏刻度的一半处所标的电阻值，即
R内=15Ω
(2)设电流表的满偏刻度为Ig，根据闭合电路欧姆定律，有
当电流为满偏刻度时，有
解得
RB=2R内=30Ω
(3)当表内电池的电动势下降为1.4V时，有
?
解得
R内'=14Ω
当测某一电阻Rx欧姆表的指针恰好指在B点时，有
解得
Rx=2R内'=28Ω
14．(1)；(1)5W；(3)
【详解】
(1)开关S闭合电路稳定时，外电路中总电阻为
根据闭合电路欧姆定律得
已知R1=6Ω、R3=3Ω，则通过电阻R1的电流为
(2)开关S闭合电路稳定时，电源的总功率
内阻消耗的功率
电源的输出功率
(3)开关S闭合后，电容器两端的电压为
电量
断开开关S后，电容器通过R1与R3放电，设通过R1与R3的放电电流分别为I1和I3，则
由电量公式q=It可知，通过R1与R3的电量之比为
又
联立得通过R1的电量为
15．(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
16．(1)8×10-6C；(2)1.2×10-5C
【详解】
(1)S、S′均闭合且稳定后，由欧姆定律得，通过R1、R2的电流
电容器两极板的电压
U=IR2=4V
a板电势较高
电容器所带的电荷量为
Q=CU=8×10-6C
(2)S闭合，S′断开且稳定后，通过R1、R2的电流仍为I，电容器两极板间电压
U′=IR1=2V
b板电势较高
电容器所带的电荷量为
Q′=CU′=4×10-6C
保持S闭合，断开S′至电路稳定的过程中通过R3的电荷量
△Q=Q+Q′=1.2×10-5C