第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元达标测试（word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
单元达标测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．如图所示的电路中，电源电动势E，内电阻r，接有灯L1和L2。闭合电键S后，把变阻器R的滑动触头从a向b端移动过程中，则（　　）
A．灯L1和灯L2都变亮
B．灯L1和灯L2都变暗
C．灯L1变暗，灯L2变亮
D．灯L1变亮，灯L2变暗
2．将三个不同的电源1、2、3的U-I图线画在同一坐标轴上，如图所示，其中1和2平行，它们的内阻分别是r1、r2、r3，电动势分别是E1、E2、E3，则它们间的关系是（　　）
A．r1=r2＜r3，E1﹥E2=E3
B．r1﹥r2﹥r3，E1=E2＜E3
C．r1﹥r2=r3，E1＜E2=E3
D．r1=r2﹥r3，E1=E2﹥E3
3．如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电阻，电阻，电阻，滑动变阻器接入电路的阻值为，电容器的电容，电阻与电容器间的导线记为，单刀双掷开关与触点1连接，下列说法正确的是（　　）
A．如果仅将的滑片向上滑动，消耗的功率减少
B．如果仅将的滑片向上滑动，电源的输出功率减少
C．若仅将开关由触点1拨向触点2，流过导线的横截面的电荷量为
D．若仅将开关由触点1拨向触点2，流过导线的横截面的电荷量为
4．在如图所示的电路中，电阻R＝2.0Ω，电源的电动势E=3.0V，内电阻r＝1.0Ω。闭合开关S后，电阻R两端的电压为（　　）
A．1.0V
B．1.5V
C．2.0V
D．3.0V
5．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列选项正确的是（　　）
A．A1的示数增大，A2的示数减小
B．A1、A2的示数均增大
C．电源的输出功率减小
D．电源的效率增大
6．如图所示的电路，电源电动势恒定且内阻不可忽略，、、为定值电阻，为滑动变阻器，、为理想电流表，、、为理想电压表。闭合开关后，、分别表示两个电流表的示数，、、分别表示三个电压表的示数。现将滑动变阻器的滑片稍向上滑动一些，、分别表示两个电流表示数变化的大小、、分别表示三个电压表示数变化的大小。下列说法正确的是（　　）
A．变小
B．变小
C．小于
D．大于
7．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L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将变亮
B．R0两端的电压减小
C．R两端的电压减小
D．电源的总功率变小
8．在校园冬季安全大检查中，某学习小组发现学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，则下列说法正确的是（　　）
A．若报警装置的电池老化（内阻变大，电动势不变），不会影响报警器的安全性能
B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移
C．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移
D．增大电源的电动势，会使报警的临界温度降低
9．某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V1的示数为4.0
V，以下说法正确的是（　　）
A．电压表V2的示数为1.0
V
B．电源的输出功率为3
W
C．电流表A2的示数为0.6
A
D．电源的电动势一定为8
V，内阻为5
Ω
10．在如图所示电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑片由a向b缓慢滑动的过程中，电压表示数为U，电流表示数为I，电压表示数变化量大小为，电流表示数变化量大小为，则（　　）
A．电压表的示数U增大，电流表的示数I减小
B．电容器C所带电荷量减小
C．电源的效率变大
D．电源的输出功率一定增大
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．某同学欲将电阻为90Ω、量程为100μA的电流表改装成量程为1mA的电流表，并将改装好的电流表改装成欧姆表，如图（a）所示（虚线框内是改装后的电表）。可选用的器材有：电阻箱R0（0~999.9Ω），滑动变阻器R（最大阻值为1500Ω），干电池（E=1.5V，r=2Ω），红、黑表笔和导线若干。
(1)根据图（a）和题干条件，用笔画线代替导线将图（b）中的实物连接___________。
(2)为使改装后的电流表量程为1mA，则电阻箱R0接入电路的电阻应为___________Ω。
(3)将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器R，使电流表示数达到满偏，则滑动变阻器R接入电路的电阻应为___________Ω。
(4)在红、黑表笔间接入待测电阻Rx，电表指针如图（c）所示，则待测电阻的阻值Rx=___________Ω。
(5)由于电源使用时间过长，电源电动势略有下降，但仍可欧姆调零，则欧姆调零后待测电阻的测量值___________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
12．测定一节干电池的电动势E和内阻r，配备的器材有：
A．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.5Ω）
B．电压表V（量程为1V，内阻为1.2kΩ）
C．滑动变阻器R1（0～10Ω，1A）
D．电阻箱R2（0～9999.9Ω）
（1）实验电路图如图甲和乙应该选图_______（填“甲”或“乙”）；
（2）实验中将量程为1V电压表量程扩大为2V，电阻箱R2的取值应为______kΩ；
（3）利用上述实验电路进行实验，测出多组改装后的电压表读数UV与对应的电流表读数IA，得到UV-IA的图象如图丙所示，由图象可知，电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω。
三、解答题（共45分）
13．两个电源的U-I图像如图所示。请根据图像比较1、2两个电源的电动势和内阻的大小关系，并说明理由。
14．如图所示的电路中，电源电动势E＝10V，内阻r＝0.5Ω，电动机的电阻R0＝1.0Ω，电阻R1＝1.5Ω，电动机正常工作时，电压表的示数U1＝3.0V，求：
(1)电源释放的电功率；
(2)电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率；
(3)电源的输出功率。
15．如图是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图，图中的两个按钮开关、分别装在汽车的两道门上，只要其中任何一个开关处于开路状态，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警装置的要求，分析开关状态与发光二极管的发光状态，并指出是何种门电路，在图中画出这种门电路的符号。
16．如图所示，电源内阻r=1Ω，电炉B电阻R=19Ω，电解槽内阻r’=0.5Ω。当Sl闭合、S2断开时，电炉消耗功率为684W；Sl、S2都闭合时电炉消耗功率为475W（电炉电阻可看做不变）。试求：
（1）电源的电动势；
（2）Sl、S2都闭合时，流过电解槽的电流大小；
（3）Sl、S2都闭合时，电解槽中电能转化成化学能的功率。
参考答案
1．D
【详解】
闭合电键S后，把变阻器R的滑动触头从a向b端移动过程中,外电路电阻减小。根据闭合电路欧姆定律有
干路电流增大，故灯L1变亮，又因为
可知灯L2的端电压减小，故灯L2变暗。
故选D。
2．A
【详解】
由闭合电路欧姆定律
可知，图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，由图可知
r1=r2＜r3
E1﹥E2=E3
A正确。
故选A。
3．D
【详解】
A．开关S与触点1连接，电路中R1和R4串联，如果仅将R4的滑片向上滑动，总电阻减小，总电流增大，根据P=I2R1可知R1消耗的功率增大，故A错误；
B．电源的输出功率随外电阻变化关系如图所示，原来R1和R4接入电路的总电阻大于内电阻，如果仅将R4的滑片向上滑动，外电阻接近内电阻，则电源的输出功率增加，故B错误；
CD．开关S与触点1连接，电路的电流强度
R1两端电压
U1=IR1=1.5V
R4两端电压
U4=IR4=2V
此时电容器所带的电荷量
Q1=CU1=1.5×10-6C
左端为高电势；若仅将开关S由触点1拨向触点2，此时电容器所带的电荷量
Q2=CU4=2×10-6C
此时左端为低电势，所以流过导线d的横截面的电荷量为
Q=Q1+Q2=3.5×10-6C
故C错误D正确。
故选D。
4．C
【详解】
由闭合电路欧姆定律可得，闭合开关S后，电路中的电流为
则电阻R两端的电压为
故选C。
5．B
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑片P向下移动时，导致回路总电阻变小，干路电流变大，由
可知，路端电压变小，流过R1的电流变小，则流过R的电流变大，即A1、A2的示数均增大，A错误，B正确；
C．电源的输出功率为
由于无法确定内、外阻的大小关系，故无法确定电源的输出功率是否减小，C错误；
D．电源的效率
故外电阻减小，电源的效率减小，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
A．滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由“串反并同”可知变大，A错误；
B．由欧姆定律可知
接入电路的阻值变大，所以变大，B错误；
C．电压表的示数等于电阻和两端的电压之和，接入电路阻值变大，电压表的示数变大，由于总电流变小，但是流过的电流变大，所以流过电阻的电流变小，电阻两端的电压变小，所以大于，C正确；
D．由闭合电路欧姆定律分析可知
，
所以小于，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
B．滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的阻值变大，总电阻变大，则整个回路的电流减小，电源的内部的电压减小，路端电压增大，
R0两端的电压增大，选项B错误；
A．R0两端的电压增大，通过R0的电流增大，而整个回路的电流减小则通过灯泡L的电流减小，灯泡L将变暗，选项A错误；
C．通过灯泡L的电流减小，电压减小，而路端电压增大，则R两端的电压增大，选项C错误；
D．电源的总功率，由于整个回路的电流减小，则电源的总功率减小，选项D正确。
故选D。
8．CD
【详解】
A.
设电铃工作电压为U，当IR2=U时报警；若电池内阻变大，同一温度时，R2上电压变小，可能不会报警，故A错误；
B.
若把R2的滑片P向下移，R2减小，R1上电压增大，R2上电压减小，更加不会报警，故B错误；
C.
若把R2的滑片P向上移，R2增大，R2上电压增大，易报警，故C正确；
D.
电源电动势增大时，R2上电压增大，会使报警的临界温度降低，故D正确。
故选CD。
9．AB
【详解】
AC．图中等效电路为灯泡L2与L3并联后与灯泡L1串联，电压表V1的示数为4V，由U-I图象得到L1中电流为0.6A，根据并联电路特点得另外两个灯泡的电流均为0.3A，再根据U-I图象得到灯泡L2与L3并联部分电路的电压为1.0V，故电压表V2的示数为1.0V，电流表A2的示数为0.3A，故A正确，C错误；
B．电源路端电压
U=4V＋1V=5V
干路电流为I=0.6A，故输出功率为
P=UI=5×0.6W=3W
故B正确；
D．电源路端电压为
U=E-Ir
只有一组数据，无法求解电动势和内电阻，故D错误。
故选AB。
10．AC
【详解】
A．电压表的示数为
电流表的示数为
R2的滑片由a向b缓慢滑动的过程中，R2的阻值逐渐增大，由上式可知逐渐增大，逐渐减小，故A正确；
B．电容器C两端电压等于R2两端电压，由可得，当U增大时，Q也增大，故B错误；
C．电源的效率为
由上式可知，当I减小时，增大，故C正确；
D．电源的输出功率为
即输出功率与电流满足二次函数关系式，当时，功率取最大值，故D错误。
故选AC。
11．
10
1489
1000
大于
【详解】
(1)[1]电路连线如图
(2)[2]根据
代入数据解得
(3)[3]由闭合电路的欧姆定律可知
代入数据解得
(4)[4]根据
代入数据解得
(5)[5]电动势下降前
当接入待测电阻，电表指针偏转半偏时
此时待测电阻的值即为中值电阻，所以指针偏转半偏电表上的示数为。电动势下降后，电表仍可欧姆调零
欧姆调零后，。当接入待测电阻，电表指针偏转半偏时，
即为待测电阻的真实值，而测量值为，所以
12．乙
1.2
1.50
2.5
【详解】
(1)[1]电源内阻较小，为了避免内阻同样较小的电流表对测量内阻的影响，应选择电路乙以减小测量误差。
(2)[2]电压表量程扩大一倍，所以应串联一个与电压表内阻相同的电阻。
(3)[3]图像的纵截距表示电源电动势，由图可知电动势为1.50V。
[4]图像的斜率表示电源内阻，其内阻为
13．，，见解析
【详解】
根据闭合电路欧姆定律
即
U-I图像的纵轴截距表示电源的电动势，横轴截距表示短路电流，斜率的绝对值表示内阻。分析可知，1、2两个电源的电动势满足
内阻满足
14．(1)20W；(2)12W，8W；(3)18W
【详解】
(1)电动机正常工作时，总电流为
电源释放的电功率为
(2)电动机两端的电压为
电动机消耗的电功率为
电动机消耗的热功率为
电动机将电能转化为机械能的功率，据能量守恒为
(3)电源的输出功率为
【点睛】
电动机是非纯电阻，欧姆定律不适用。
15．见解析
【解析】
【详解】
两个车门均处于关闭状态时，跟两个车门对应的开关和均闭合，这时发光二极管不会发光报警，此时门电路的两输入端都是低电位，门电路的输出端也是低电位。只要其中任何一个开关处于开路状态，发光二极管（报警灯）就发光，即门电路的两输入端只要有一个高电位，门电路的输出端就是高电位。可见，门电路是一个“或”门电路，符号为
。
16．（1）120V；（2）25A；（3）1700W
【详解】
（1）S1闭合S2断开时，电炉消耗功率P1=684W，根据
电炉中电流为
根据闭合电路的欧姆定律
（2）S1?S2均合上时电炉功率为P2，根据
则电炉中电流为
路端电压为
电路总电流为
电解槽的电流大小为
（3）转化成化学能的功率为