第四章 闭合电路 单元测试题（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）必修第三册
第四章
闭合电路
单元测试题（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图所示的“Z”字形连接（两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器（相当于电流表）与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a、b、c所示，则以下判断中不正确的是（　　）
A．AB间是电容器
B．BC间是电感线圈
C．CD间是电容器
D．CD间是定值电阻
2．用E表示电源电动势，U表示路端电压，表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示电源内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是：（　　）
A．
B．
C．
D．
3．下列说法正确的是（　　）
A．电势差的正负表示方向
B．虽然电流有方向，但是电流是标量
C．电动势是描述恒定电场力做功本领的物理量
D．电动势在数值上等于单位时间内非静电力所做的功
4．某同学设计了如图所示的电路来研究电源输出功率随外电阻变化的规律。已知电源电动势恒定，内电阻，滑动变阻器的最大阻值为，定值电阻，同，电流表和电压表均为理想电表。则当滑动变阻器的触片从到移动的过程中，电源的输出功率的变化情况为（　　）
A．一直增大
B．先增大再减小
C．先增大再减小再增大
D．先增大再减小再增大再减小
5．如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，电压表读数增加，由此推断，这故障可能是（　　）
A．灯L1灯丝烧断
B．电阻R2断路
C．电阻R2短路
D．电容器被击穿短路
6．在如图所示的电路中，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻R=2.5Ω，电源内阻r=0.5Ω。当开关S闭合后，电流表的示数为1A，由此可知电源电动势和电压表的示数分别为（　　）
A．3V
2.5V
B．4V
2.5V
C．3V
0.5V
D．3V
2V
7．如图所示电路中，电源电动势为12V，内阻为，指示灯的阻值为，电动机M线圈电阻为。当开关S闭合时，指示灯的电功率为4W。电流表内阻不计，那么下列说法中正确的是（　　）
A．流过电动机M的电流为4A
B．流过电流表的电流为4.5A
C．电动机M输出的机械功率7.5W
D．电源的总功率为16W
8．如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻为r，定值电阻R1=r，当滑动变阻器R2的滑片P在中间时，带电油滴恰好静止在平行板电容器中。若滑动变阻器的滑片P缓慢向下滑动油滴未打到极板上之前，则下列说法正确的是（　　）
A．油滴带负电，重力势能增大，电势能减少
B．不考虑电容器对电路的影响，电路中R1和R2消耗的总功率减小
C．通过R1的电流减小，电压表的读数减小
D．不考虑电容器对电路的影响，电源的效率减小
9．使用多用电表测电阻时，下列说法中符合实际的有（
）
A．测量电阻时，两手碰着表笔的金属杆，测量值会偏小
B．测量电路的电阻时，如果该电路不和电源断开，可能烧坏表头
C．使用欧姆挡时，不论电阻值多大，均不需拨动转换开关，都可测得较准确的电阻值
D．测灯泡电阻时，测量值比算出的值小得多
10．如图所示，为定值电阻，为负温度系数的热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时，下列说法中正确的是（　　）
A．两端的电压增大
B．电流表的示数减小
C．小灯泡的亮度变强
D．小灯泡的亮度变弱
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．一电动势E约为9
V、内阻r约为40
Ω的电源，最大额定电流为50
mA。现有量程为3
V、内阻为2
kΩ的电压表和阻值为0~999.9
Ω的电阻箱各一个，另有若干定值电阻、开关和导线等器材。为测定该电源的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路进行实验，请回答下列问题：
（1）实验室备有以下几种规格的定值电阻R0，实验中应选用的定值电阻是________。
A．200
Ω
B．2
kΩ
C．4
kΩ
D．10
kΩ
（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电压表的示数。根据记录的多组数据，做出如图乙所示的图线。根据该图线可求得电源的电动势E＝________
V，内阻r＝________
Ω。（保留两位有效数字）
12．某课外活动小组利用铜片、锌片和橙汁制作了橙汁电池，并利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r。他们在一个玻璃器皿中放入橙汁，在橙汁中相隔—定距离插入铜片和锌片作为橙汁电池的正、
负极。使用的器材有∶
A．毫安表（量程0~3
mA，内阻未知）；
B．滑动变阻器
（最大阻值为500
Ω）；
C．电阻箱
（阻值范围为0?999。
9Ω）；
D．开关和导线若干。
该小组成员分析发现，由于毫安表的内阻未知，所以无法直接测量该橙汁电池的电动势和内阻，经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先测出该毫安表的内阻、再测量橙汁电池的电动势E和内阻r。
（1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图中的滑动变阻器接入电路，要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时。滑动变阻器接入电路的阻值最大_________。
（2）该小组连接好电路后，首先对毫安表的内阻进行测量，请完善测量步骤。
①将滑动变阻器的滑片滑至最右端，断开开关，闭合开关；
②滑动滑动变阻器的滑片，使毫安表的指针达到满偏；
③保持________不变，闭合开关，调节电阻箱的阻值，使毫安表的示数达到满偏电流的一半；④读出此时电阻箱的示数，即可求得毫安表的内阻。
（3）
该小组发现，当毫安表的电流达到满偏电流的一半时，电阻箱的示数为50.0Ω，则毫安表的内阻_______Ω，用此种方法测得的毫安表的内阻与其真实值相比，测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
（4）该小组测得毫安表的内阻之后，采用以下方法测量该橙汁电池的电动势E和内阻r。首先将电路中滑动变阻器的滑片移至最右端，然后多次改变电阻箱的阻值R得到了多组毫安表的电流I，根据测得的数据作出图像，如图丙所示，则该电源的电动势E=_______，内阻r=______（结果均保留三位有效数字）
三、解答题（共458分）
13．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。设一节新电池的电动势E1=1.5V，内阻r1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E2=1.2V，内阻r2=4.3Ω。手电筒使用的小灯泡的电阻R=4.4Ω。求：
(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；
(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r2上的电压；
(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。
14．如图所示，电源的电动势为，外电路的电阻，电动机绕组的电阻，开关始终闭合，当开关断开时，电阻电功率为10W。当开关闭合时，电阻的功率为。求：
(1)电源的内阻；
(2)当开关闭合时，流过电源的电流和电动机的输出功率。
15．在如图所示的电路中，电阻R1=6Ω，R2=3Ω，电压表视为理想电表．当开关S断开时，电压表示数为9V，当开关S闭合时，电压表示数为6V．求：
(1)开关S闭合时，流过R2的电流．
(2)电源的电动势E和内阻r；
16．如图所示的电路中，电路中电源电动势为E（未知），内电阻r=1Ω，
定值电阻R=3Ω。A、B两平行金属板水平放置，两板间的距离d=10cm。闭合开关，将滑动变阻器调至2Ω，待电路稳定后，一带电的液滴恰静止于两板间。已知液滴带电量为?1×10?2C，质量为2×10?2kg（g取10m/s2）求：
(1)两板间的电压UAB；
(2)电源电动势E和电源的的输出功率P出。
参考答案
1．C
【详解】
A．根据a图可知，有瞬时充电电流，稳定后电路中无电流，说明AB间是电容器，充电完毕，电路为开路，故A正确，不符合题意；
B．根据b图可知，BC间的元件阻碍电流的增大，但是稳定后电流恒定，符合电感线圈的特点，所以BC间是电感线圈，故B正确，不符合题意；
CD．根据c图，接通电路后，电流马上达到稳定值，说明CD间是定值电阻，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
AD．若是纯电阻电路，则
内电压
路端电压
若是非纯电阻电路，则
内电压
路端电压
选项AD错误；
B．内电压等于电动势与外电压之差
选项B正确；
C．路端电压为
选项C错误。
故选B。
3．B
【详解】
A．电势差的正负表示初末位置的电势高低，不表示方向。A错误；
B．电流有方向，但是电流的叠加符合标量运算，所以不是矢量。B正确；
C．电动势是描述非静电力做功本领的物理量。C错误；
D．电动势在数值上等于非静电力移动单位正电荷所做的功。D错误。
故选B。
4．C
【详解】
滑动变阻器的右侧与串联后与滑动变阻器的左侧并联，当滑动变阻器的触片从到移动的过程中，这部分的阻值变化为0增加最大，当并联两支路电阻相等时，为再减小为，则加上后阻值变化为增加为再减小为，电源内阻为，当外电阻与电源内阻相等时，输出功率最大，故电源的输出功率的变化先增大再减小再增大。
故选C。
5．B
【详解】
A．如果灯L1灯丝烧断，即L1断路，总电阻增大，总电流减少，故L2分压减小，L2变暗，A错；
B．电阻R2断路，导致总电阻增大，总电流减小，L1两端电压减小，而路端电压增大，则L2两端电压增大，L2变亮，B正确；
C．若R2短路，L2熄灭，C错误；
D．电容器被击穿短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，电压表读数减小，L2变亮，D错误。
故选B。
6．A
【详解】
定值电阻两端电压为
由闭合电路欧姆定律得
故A正确。
故选A。
7．C
【详解】
指示灯的电功率
解得
路端电压为
设流过电流表的电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
解得
设电动机支路的电流为
电动机总功率为
电动机输出的机械功率为
解得
电源的总功率为
ABD错误，C正确。
故选C。
8．AB
【详解】
A．电容器板间带电油滴恰好静止，重力和电场力大小相等，电场力向上，油滴带负电；滑动变阻器滑片向下滑动时，电路中电流减小，电源内阻r和定值电阻R1的分压减小，滑动变阻器R2两端的电压增大，电容器两极板电压增大，板间电场的电场强度增大，油滴受到的电场力增大，向上移动，重力势能增大，电场力做正功电势能减小，A正确。
B．电路中R1和R2消耗的总功率即为电源的输出功率，当滑片向下滑动时外电路电阻（R1+R2）>r，且R1+R2在变大，所以电源输出功率减小，B正确。
C．由以上分析知，电压表的读数增大，C错误。
D．根据电源的效率关系
可见，电动势E不变，路端电压U增大，电源的效率增大，D错误。
故选AB。
9．ABD
【详解】
A．测量电阻时，两手碰着表笔的金属杆，人体电阻与被测电阻并联，测量值会偏小，A正确；
B．测量电路的电阻时，如果该电路不和电源断开，该电路两端电压可能高于表头的额定电压，可能烧坏表头，B正确；
C．使用欧姆表测量电阻时，如果指针不在表盘中间的三分之一，必须拨动转换开关，重新选择挡位调零，重新测量，C错误。
D．由于金属的电阻随温度的升高而增大，测灯泡电阻时，灯丝的温度远低于正常工作时的温度，灯丝室温时的电阻远低于正常工作时的电阻，所以测量值小得多，D正确。
故选ABD。
10．BC
【详解】
B
．当温度降低时，增大，则电路的总电阻增大，总电流减小，电流表的示数减小，所以B正确；
A．两端的电压为
则总电流I减小，两端的电压减小，所以A错误；
CD．根据
可知，总电流I减小，小灯泡两端电压增大，小灯泡变亮，所以C正确；D错误；
故选BC。
11．C
8.6
36
【详解】
（1）[1]由题中给定的电源和电压表的参数可知，电压表的量程过小，因此串联定值电阻扩大电压表的量程，由
代入数据解得
当定值电阻的阻值为4
kΩ时，电压表的量程为9
V
故选C。
（2）[2]由闭合电路的欧姆定律得
则
结合图像可得
解得
[3]根据
解得
12．
滑动变阻器接入电路的阻值
50.0
小于
1.00
200
【详解】
（1）[1]由于要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，故滑动变阻器的接法如图所示。
（2）[2]此种测量电阻的方法为半偏法，使用此方法测量未知电阻的阻值时，要求电路中其他元件的阻值不能发生变化，故应保持滑动变阻器接入电路的阻值不变。
（3）[3]当毫安表指针达到满偏后，再闭合开关时，认为电路中的总电流仍为毫安表的满偏电流。当流过毫安表的电流达到满偏电流的一半时，由于电阻箱与毫安表为并联关系，故有
所以
因此当电阻箱的示数为50.0Ω时，毫安表的内阻也为50.0Ω。
[4]但此种方法存在系统误差，当滑动变阻器接入电路的阻值不变时，由于电阻箱的接入，整个电路中的阻值减小，电路中的总电流，因此当毫安表的示数为时，实际流过电阻箱的电流
由于
所以有
（4）[5][6]由闭合电路欧姆定律可得
整理可得
将代入并结合图丙可得
两式联立可解得
E=l.00V，r=200Ω。
13．(1)2.64V；(2)1.29V；(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小
【详解】
(1)两节新电池串联时，电流
灯泡两端的电压
(2)一新、一旧电池串联时，电流
灯泡两端的电压
旧电池的内阻r2上的电压
(3)不妥当。因为旧电池内阻消耗的电压Ur大于其电动势E2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小。
14．(1)2Ω；(2)2A，8.16W
【详解】
(1)设S2断开时R1消耗的功率为P1，则
P1=I2R1=
代入数据可以解得
r=2Ω
(2)设S2闭合时R1两端的电压为U，消耗的功率为P2，则
P2=
解得
U=8V
由闭合电路欧姆定律得
E=U+Ir
代入数据解得流过电源的电流
I=2A
流过R1的电流为I1，流过电动机的电流为I2，根据欧姆定律，有
I1=A=0.8A
而
I1+I2=I
所以
I2=1.2A
由能量转化和守恒定律得知
代入数据得
P出=8.16W
15．(1)IR2=2A
(2)E=12V，r=2Ω
【解析】
本题考查闭合电路的欧姆定律．
(1)
当开关S闭合时，电压表示数为6V，R2两端电压为6V，则流过R2的电流
(2)当开关S断开时，电压表示数为9V，则电路中电流
由闭合电路欧姆定律可得，即
当开关S闭合时，电压表示数为6V，此时R1、R2并联，
电路中电流
由闭合电路欧姆定律可得，即
联立解得：、
16．(1)；(2)E=6V，P=5W
【详解】
(1)对液滴利用平衡条件得
解得
(2)根据闭合电路欧姆定律得
又知
代入数据得
I=lA
E=6V
电源输出功率