第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元过关检测1（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
单元过关检测1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．在如图所示的电路中，已知电源的电动势E=3
V，内电阻r=1，电阻R=11。闭合开关S后，电路中的电流等于（　　）
A．1.0
A
B．0.75
A
C．0.50
A
D．0.25
A
2．如图所示，为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小，当光照强度增强时（　　）
A．电压表的示数减小
B．中电流减小
C．小灯泡的功率减小
D．电路的路端电压增大
3．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是（　　）
A．L1变亮，L2和L3均变暗
B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2和L3均变亮
D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
4．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，L1、L2是两个小灯泡，R是滑动变阻器，V1、V2可视为理想电压表。闭合开关S，将滑动变阻器R的滑片由最左端向最右端滑动，小灯泡的阻值可视为不变，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L1变暗
B．小灯泡L2变暗
C．V1表的示数变小
D．V2表的示数变大
5．用电压表检查如图所示电路中的故障，闭合开关后测得Uab=0
V，Uad=5.0
V，Ubc=0
V，Ucd=5.0V，则此故障可能是（　　）
A．L断路
B．R断路
C．R′断路
D．S断路
6．锦州某学校新装了一批节能路灯如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时，则下列判断正确的是（　　）
A．A灯变暗，B灯变亮
B．电源内阻消耗的功率变大
C．电源的效率变大
D．上电流的变化量等于上电流变化量
7．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，六个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用和
（、2、3下同）表示，电表示数变化量的大小分别用和表示。下列分析结论正确的是（　　）
A．、、示数均减小
B．、、的比值均不变
C．、的比值绝对值均变化
D．、的比值绝对值均不变
8．如图所示电路中，电源的内阻为r，三只灯泡原来都正常发光，当滑动变阻器的滑动触头P向左移动时，下面的判断正确的是（　　）
A．变暗
B．变亮
C．变亮
D．路端电压变小
9．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态变化的装置，其工作原理如图（a）所示，其中R为定值电阻，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程中电流表的示数如图（b）所示，在0到t1时间内升降机静止。则（　　）
A．t1到t2时间内升降机加速上升
B．t1到t2时间内升降机加速下降
C．t2到t3时间内升降机匀加速上升
D．t2到t3时间内升降机匀加速下降
10．将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．图线b表示电源内部的发热功率Pr随电流I的变化关系
B．M点对应的功率为最大输出功率
C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系PAD．两个交点M与N的横坐标之比一定为1∶4，纵坐标之比一定为1∶2
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，在操作台上准备了如下实验器材：
A．待测锂电池（电动势E约为3.7V，内阻r未知）
B．电压表V1（量程0~3V，内阻约为几千欧）
C．电流表A（量程0.6A，内阻RA=2.0Ω）
D．电阻箱R1（0~99.9Ω）
E.滑动变阻器R2（最大阻值为10Ω）
F.定值电阻R0（阻值约为5Ω）
G.开关S一个，导线若干
（1）在实验操作过程中，该小组成员设计了如图甲所示电路。多次改变电阻箱R1的阻值R，读出电压U，根据测得的数据作出-图像，如图乙所示，则电源电动势E=___________V。
（2）为了测定锂电池的内阻需测出电阻R0的阻值，小组成员设计了如图丙所示的电路，请在图丁中连接对应的实物图__________。实验过程中，某次测量电流表示数为0.40A时，电压表示数如图戊所示，由此可求得R0=___________Ω；结合图乙可求得电池内阻r=___________Ω。（以上两空结果均保留两位有效数字）
12．为了测量某电源的电动势E和内阻r，实验室准备了以下器材：
a.待测电源（电动势E约为1.5V，内阻r约为1?）；
b.量程为3V的电压表V（具有一定的内阻）；
c.满偏电流IG=100mA的电流计G（rG=0.6?）；
d.定值电阻R1=0.1?，R2=0.15?，R3=0.2?，R4=0.3?，R5=2?；
e.滑动变阻器R（阻值变化范围0~15.0?）；
f.开关S一个；
g.导线若干。
①利用以上实验器材，学习小组设计了如题图甲所示的实验电路，若B是滑动变阻器R，D是定值电阻R2，则A是_______，C是__________；（填器材对应的符号）
②在器材选择、电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器R，得到多组电表读数，作出如题图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势E=_________V，内阻r=_______；（均保留三位有效数字）
③从实验原理上看，电源电动势的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，内阻的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
三、解答题（共45分）
13．横截面积一定的甲、乙两种材料的导体棒单位长度电阻随温度的变化规律关系式分别为、，其中、、、均为正值（常数），把甲、乙两种材料的导体棒按照一定长度比例焊接在一起，总长度为，接到电动势为、内阻为的电源两端，如图所示，尽管温度在不断变化，而电路中电流恒定不变，求：
(1)甲种材料的导体棒的电阻；
(2)电路中的电流。
14．如图，电阻R1=8，R2=13。当开关处于位置1时，电流表的读数I1=0.15A；当开关处于位置2时，电流表的读数I2=0.10A，求电源的电动势E和内阻r。
15．如图所示，电源电动势，内阻，，直流电动机内阻，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路输出功率最大，调节R2时可使乙电路输出功率最大（和甲电路的最大输出功率相同），且此时电动机刚好正常工作（额定输出功率为），试求：
(1)甲电路的最大输出功率和此时回路中的电流大小；
(2)乙电路输出功率最大时R2的阻值；
(3)乙电路电动机正常工作时电动机的输入功率。
16．如图所示的电路中，已知R0=24Ω，灯泡L标有“6V、3W”字样，电源两端的电压和灯丝的电阻均保持不变。
(1)求灯泡的电阻值；
(2)当开关S1、S2都断开时，滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时（图中未标出），滑动变阻器R接入电路的电阻减小6Ω，电流表示数变化了0.1A，灯泡恰好正常发光。求电源电压；
(3)当开关S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片P的位置（滑片P不接触a端），求电路消耗总功率的最小值。
参考答案
1．D
【详解】
已知电源的电动势
内电阻
电阻
则由闭合电路的欧姆定律得：电路中的电流
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．B
【详解】
A．当光度增强时，光敏电阻R3的阻值减小，故电路的总阻值減小，总电流增大，由
可知电压表的示数增大，A错误；
B．R2两端的电压
知R2两端的电压减小，故通过R2的电流减小，B正确；
C．由知IL增大，故小灯泡的功率增大，C错误；
D．电路的路端电压
总电流增大，故路端电压减小，D错误。
故选B。
3．C
【详解】
当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，并联部分的电阻减小，外电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得，电路中总电流I增大，L3变亮
并联部分电压
E、R3、r都不变，I增大，则U减小，I1减小，L1变暗
流过L2的电流
I增大，I1减小，I2增大，则L2变亮。
故选C。
4．A
【详解】
将滑动变阻器的滑片由最左端向最右端滑动时，变阻器接入电路的电阻变大，变阻器与灯泡L2并联的电阻变大，外电路总电阻增大，则路端电压随之增大，即电压表V1的示数变大。由闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的电流减小，灯泡L1变暗，电压表V2的示数变小。灯泡L2的电压
U2=E-I（r+RL1）
I减小，则U2增大，灯泡L2变亮。
故选A。
5．A
【详解】
由，可知电路为断路故障(电路中无电流)，由测得和可知，a、c两点等电势，电键S、电阻、电阻均为通路，所以故障可能是L断路，故A正确，BCD错误。
故选A。
6．C
【详解】
光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，电流减小，内电压减小，外电压增大。
AD．A灯变亮，支路R0上的电流减小，R0上的电压减小，因为外电压增大，所以B灯电压增大，所以B灯变亮。对于支路R0，有
而，，所以
AD错误；
B．因为内电压减小，所以电源内阻消耗的功率变小。B错误；
C．因为外电阻变大，根据
可知，电源的效率变大。C正确。
故选C。
7．D
【详解】
A．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，滑动变阻器的有效电阻增大，电路总电阻增大，干路电流减小，外电压增大。即减小，增大，减小，并联电路部分电压增大，即增大，增大，减小。A错误；
B．表示电阻，该阻值不变；表示滑动变阻器的有效阻值，该阻值增大；而
因为减小，所以减小。B错误；
C．表示滑动变阻器的有效阻值，该阻值增大；根据闭合电路的欧姆定律得
化简得
与是线性关系，所以其斜率不变，即不变。C错误；
D．表示电阻，不变，所以与是线性关系，即不变；根据闭合电路的欧姆定律得
所以的绝对值表示电源内阻，其比值不变。D正确。
故选D。
8．CD
【详解】
ABC．当滑片向左移时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，故L1变亮；电路中总电流增大，故内阻r及R0、L1两端的电压增大，而电动势不变，故并联部分的电压减小，故L2变暗；因L2中电流减小，干路电流增大，故流过L3的电流增大，故L3变暗亮；故AB错误；C正确；
D．电路中总电流增大，故路端电压
变小，故D正确。
故选CD。
9．BD
【详解】
AB．静止时
t1到t2时间内，通过定值电阻R电流增大，则电阻R两端的电压增大，压敏电阻的两端的电压增大，即外电压增大，根据闭合电路的欧姆定律，内电压减小，根据
干路上的电流减小，根据并联电路的特点，则通过压敏电阻的电流减小，则压敏电阻的增大，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力减小，
t1到t2时间内根据牛顿第二定律
合力向下，加速度向下，向下做加速度增大的加速运动，A错误B正确；
CD．t2到t3时间内电流不变，通过定值电阻R电流增大，大于，
则电阻R两端的电压增大，压敏电阻的两端的电压增大，即外电压增大，根据闭合电路的欧姆定律，内电压减小，根据
干路上的电流减小，根据并联电路的特点，则通过压敏电阻的电流减小，则压敏电阻的增大，因为压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，所以压力减小，因为电流恒定
，则压力恒定，t2到t3时间内根据牛顿第二定律
合力向下，加速度向下，加速度不变，所以t2到t3时间内升降机匀加速下降，C错误D正确。
故选BD。
10．AB
【详解】
A．由电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率表达式
PE＝EI，PR＝EI－I2r，Pr＝I2r
可知，a表示的是电源的总功率随电流I的变化关系；b表示的是电源内部的发热功率随电流I的变化关系；c表示输出功率PR随电流I的变化关系，A正确；
B．当R＝r时，输出功率最大，M点是输出功率最大的位置，B正确；
C．A、B、C为在a、b、c三条图线上横坐标相同的三点，因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率之和，所以这三点的纵坐标一定满足关系
PA＝PB＋PC
故C错误；
D．M点输出功率最大时，有R＝r，则
，
可得
故
故D错误；
故选AB。
11．3.6（3.60）
4.8
3.0
【详解】
（1）[1]根据闭合电路的欧姆定律有
E=（r＋R0）＋U
两边同时除以EU，整理可得
对照
图像可知
解得
E=3.6
V
（2）[2]实物连线如图
[3]由电表读数规则可知电压表读数为
U=2.80
V
所以
R0=-RA=4.8
Ω
[4]由斜率
解得
r=3.0
Ω
12．V
G
1.50
1.21?
等于
等于
【详解】
（1）[1]因为实验中需要测量路端电压，其中A并联在电路中，故A是电压表V；
[2]因为电路中连入的电阻是R5，而连入电阻为R5时电流表的量程偏小，故需要改表。其中D是定值电阻R，则C就是电流表；
（2）[3][4]改装后的电流表的内阻为
根据图甲及闭合电路欧姆定律可得
由图乙可知，电源电动势为
斜率绝对值为
解得
（3）[5][6]由及电路图可知，电压表测得的
U，结合电流表两端电压可求得路端电压，5IG为通过电源的真实电流，RA已知，则电源电动势和内阻的测量值均等于真实值。
13．(1)
；
(2)
【详解】
(1)电路中电流恒定不变，根据闭合电路欧姆定律可知总电阻不变。则需使甲、乙两种材料的导体棒的长度之比为，则甲种材料的导体棒的长度
则甲种材料的导体棒的电阻为
(2)甲、乙两种材料的导体棒串联后总电阻
应用闭合电路欧姆定律可知电路中电流
解得
14．1.5V，
【详解】
根据闭合电路欧姆定律
联立解得
，
15．(1)12W；2A；(2)1.5；(3)6W
【详解】
(1)根据闭合电路欧姆定律有，当时，电源的输出功率最大，则有
此时电流为
甲电路输出的最大功率为
(2)由于乙电路和甲电路的最大输出功率相同，故电流，所以有
代入解得
(3)乙电路电动机正常工作时电动机的输入功率为
16．(1)；(2)12V；(3)14W
【详解】
(1)根据电功率公式，可求得灯泡的电阻值
(2)当开关、都断开时，滑动变阻器在b端时，灯泡L和滑动变阻器的整个电阻Rab串联在电路中，电路电流为
I甲，如图甲所示
RL
Rab
当开关、都断开时，滑动变阻器R的滑片P从b端滑到某一位置c时，如图乙所示
图乙中灯泡正常工作，则
因为电源电压不变，所以
代入数据得
解得，。所以
(3)当开关、都闭合时，R0与Rab并联时，电路消耗的总功率最小，如图丙所示
电路中的电流
电路消耗的最小功率