4.1闭合电路欧姆定律 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册
4.1闭合电路欧姆定律
课时练（解析版）
1．如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片的位置，可以改变外电路的电阻，电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。以下四幅图中能正确反映P-
I、P-
U关系的是（　　）
A．
B．
C．
D．
2．如图所示电路，初始时滑动变阻器的滑片恰好位于中点位置，当开关闭合时，三个小灯泡恰好都正常发光，且亮度相同，电源电动势为，内阻为，下列说法正确的是（　　）
A．三个灯泡的额定电压相同
B．此时三个灯泡的电阻按从大到小排列是
C．当滑片稍微向左滑动，灯和变暗，灯变亮
D．当滑片稍微向右滑动，灯和变暗，灯变亮
3．如图所示的电路中，电源的电动势E和内电阻恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动（灯未烧坏），则（　　）
A．电灯L变暗，安培表的示数减小
B．电灯L更亮，安培表的示数增大
C．电灯L更亮，安培表的示数减小
D．电灯L变暗，安培表的示数增大
4．传感器在我们日常生活中应用非常广泛，如图所示是一个报警传感器的电路示意图。电源的电动势为E、内阻为。R1、R2为定值电阻。R3是用光敏电阻制成的传感器，其阻值会随着光照强度的增强而急剧减小，R3放在容易受光照射的地方（某些单位中有些特殊的地方是不允许受光照射的）。电流表和电压表V是放在某单位监控室里的电流显示器和电压显示器。L是放在监控室里的小灯泡。当传感器R3附近处光照异常时，会引起电流、电压显示器上的电流、电压异常，小灯泡L灯光颜色也发生变化，从而发出警报。则当传感器R3附近处受光照强度增加时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．小灯泡变亮
D．电源总功率变小
5．如图所示为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线，图中DC平行于横坐标轴，DE平行于纵坐标轴，由图可知，以下说法错误的是（　　）
A．比值表示外电路电阻
B．比值表示电源内电阻
C．比值表示电源电动势
D．矩形OCDE的面积表示电源的输出功率
6．如图所示的电路中，小灯泡L电阻不变，、为定值电阻，为滑动变阻器，，将滑动变阻器的滑片向下滑动时，则（　　）
A．电压表的示数变小
B．灯的亮度变小
C．电源的输出功率变大
D．电源的效率升高
7．如图所示的电路中，A灯和B灯原来都是正常发光的，现在A灯突然比原来暗了些，B灯比原来亮了些，则电路中出现的故障可能是（　　）
A．R1、R2同时短路
B．R1短路
C．R3断路
D．R2断路
8．如图所示为某一电源的U-I图线，由图可知（　　）
A．电源电动势为2V
B．电源内电阻为13Ω
C．电源短路时电流为6A
D．电路路端电压为1V时，电路中电流为5A
9．如图1所示的电路中，、为定值电阻，为从汽车进气管道核心部分拆卸下来的电热丝（用特殊材料制作）其阻值随温度t的变化规律如图2所示，电源内阻不能忽略。电压表与电流表均为理想电表，电压表的示数为U，电流表的示数为I。现用冷空气吹电热丝，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数I增大
B．电热丝消耗的电功率增大
C．定值电阻两端的电压增大
D．电压表示数U与电流表示数I的比值不变
10．在如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电表均为理想电表，闭合开关，在将滑动变阻器的滑片向下移动的过程中，以下说法正确的是　　
A．电压表和电流表的示数都增大
B．电源的总功率变大
C．灯变亮，电压表的示数减小
D．若的滑动头不动，而只将电阻值变小，则电容器的带电量增加
11．如图所示，电源内阻不可忽略，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，阻值随温度的升高而减小，C为电容器，闭合开关S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，电压表为理想电表，则下列判断正确的是（　　）
A．若R1不变，当温度降低时电压表的示数减小
B．若R1不变，当温度降低时油滴向上移动
C．若温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量减少
D．若R1不变，温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时油滴向下移动
12．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，电源的内阻为1.0Ω。现闭合开关S，理想电压表V的示数为4.0V，则（　　）
A．三个灯泡的总电阻约为8.3Ω
B．电源的电动势为60V
C．电源消耗的热功率为30W
D．电源的效率约为89.3%
13．如图所示的电路中，电阻R＝10
Ω，当开关S断开时，电压表示数为6
V，当开关S闭合时，电压表示数为5V，则电源的内阻为多少？
14．如图所示电路，电源电动势E=2V、内阻，定值电阻，闭合开关S后，理想电压表V的示数为1.2V，此时电动机恰好正常工作，求：
（1）开关S闭合前后，通过定值电阻R的电流大小的比值；
（2）电动机正常工作时消耗的功率。
15．如图所示电路，A、B两点间接上一电动势为4V、内电阻为1Ω的直流电源，三个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为20μF，电流表内阻不计，求：
(1)闭合开关S后，电容器所带电荷量；
(2)断开开关S后，通过R2的电荷量。
16．如图所示电路中，R1=5Ω，R2=7Ω，R3=8Ω，R4=10Ω，C=20μF，AB两端电压U=15V，电表为理想电表．求：
（1）电流表、电压表的示数；
（2）电容器极板所带的电荷量．
参考答案
1．C
【详解】
AB．根据电源的总功率为
P=IE
可知P-I图像是过原点倾斜的直线，则选项AB错误；
CD．根据电源的总功率为
则P-U图像是倾斜的直线，选项C正确，D错误。
故选C。
2．D
【详解】
AB．由图知，变阻器R与3灯并联后与2灯串联，最后与1灯并联。三个小灯泡L1、L2、L3都正常发光，且亮度相同，说明额定功率相同；因灯1两端电压大于灯2、3两端电压，根据
可知灯1的电阻最大；对于灯2、3：通过2的电流大于3的电流，当两灯泡的功率相同时，由公式
P=I2R
分析可知，2的电阻小于3的电阻。可见，1灯电阻最大，2灯电阻最小。根据
可知，额定功率相等，电阻不等，额定电压不等，故AB错误。
CD．若将滑片P向左滑动时，变阻器在路电阻增大，外电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，路端电压U增大，则L1变亮。通过L2电流I2=I-I1，I减小，I1增大，则I2减小，故L2变暗。L3电压
U3=U-U2
U增大，U2减小，则U3增大，故L3变亮。故C错误；
同理当滑片P稍微向右滑动，灯L1和L3变暗，灯L2变亮，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
据题意，当滑片向b端移动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则整个电路总电阻增大，据闭合电路欧姆定律
可知总电流I将减小，则电源内阻分压减小而外电压增大，故灯泡变亮，而电流表示数减小。
故选C。
4．C
【详解】
当传感器R3附近处受光照强度增加时，其阻值会急剧减小，则外电路电阻减小，由欧姆定律有
可知电路总电流增大，内阻分压增大，定值电阻R1两端电压增大，电压表示数增大，将R2与R3并联看作整体，整体电阻减小，则整体两端电压减小，则可知流经R2的电流减小，电流表示数减小，又由于总电流增大，则流经R3的电流增大，灯泡变亮，由P=UI可得电源总功率变大。
故选C。
5．C
【详解】
A．由图像可知，D点对应的路端电压大小可以用DE表示，电路电流可以用OE表示，外电路电阻
R=
故A正确；
B．AC段表示电源内电压，CD表示电路电流，电源内阻
r=
故B正确；
C．电源的电动势
E=U内+U外=AC+CO=AO
故C错误；
D．电源的输出功率
P=U外I=CO×OE=SCODE
故D正确。
本题选错误的，故选C。
6．C
【详解】
AB．将滑动变阻器的滑片向下滑动时，，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，故总电流变大，根据可知路端电压减小；根据欧姆定律可知电阻两端的电压增加，即电压表的示数变大，故并联部分的电压减小，根据欧姆定律可知通过的电流减小，根据并联分流可知电流表的示数变大，即灯的电流变大，根据可知灯的功率变大，所以灯的亮度变亮，故A、B错误；
C．当外电路电阻接近电源内阻时，电源的输出功率增加，当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，由于，所以外电路的总电阻总大于电源的内阻，在外电路的总电阻减小的过程中电源的输出功率在变大，故C正确；
D．电源的效率为
变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，所以电源的效率减小，故D错误；
故选C。
7．D
【详解】
A．若R1R2同时短路，B灯不亮，不符合题意，故A错误；
B．若R1短路，外电阻减小，干路电流I增大，路端电压U减小，R3电流I3减小，则通过A的电流
增大，UA增大，A灯变亮；B灯电压
则UB减小，B灯变亮，不符合题意，故B错误；
C．若滑动变阻器R3断路，外电路总电阻增大，路端电压随之增大，A、B变亮，不符合题意，故C错误；
D．R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R3电流I3增大，则通过A的电流
减小，A灯变暗；
B灯电压
增大，B灯变亮，符合题意，故D正确。
故选D。
8．AD
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律可知
当时，，由图像可知：。故A正确；
B．由图像可知，斜率的绝对值等于内阻，所以
故B错误；
C．电源短路时，外电路电阻为零，，则
故C错误；
D．当时
故D正确。
故选AD。
9．AC
【详解】
A．由题图2可知，冷空气吹电热丝，电热丝的温度降低，Rt减小，由电路图1可知，电路的总电阻变小，电源电动势不变，由闭合电路欧姆定律可知电路电流I变大，电流表的示数增大，A正确；
BC．电路中电流I变大，路端电压
U端=E Ir
变小，定值电阻R2两端电压
U2=IR2
变大
定值电阻R1和电热丝Rt两端电压
U并=U端 U2
变小
由电功率公式得
电热丝Rt消耗的电功率减小，B错误，C正确；
D．由图2可知，电热丝的电阻Rt随温度的降低而变小，因此电压表的示数U与电流表的示数I的比值
R总
电路中总电阻R总随电路中电流变大而减小，因此R＇减小，即电压表的示数U与电流表的示数I的比值减小，D错误。
故选AC。
10．BC
【详解】
AC．当闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片向下时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，路端电压减小，则灯变亮，电压表的示数减小，根据串联电路分压规律可知，并联部分的电压减小，则灯的电流减小，流过滑动变阻器的电流增大，电流表示数增大，故A错误，C正确；
B．干路电流增大，电源的总功率，可知电源的总功率变大，故B正确；
D．若的滑动头不动，而只将电阻值变小，不会影响电路的结构，电容器两端电压不变，则电容器的带电量不变，故D错误；
故选：BC。
11．BCD
【详解】
A．当温度降低时R2增大，R总增大，根据闭合电路欧姆定律知I总减小，路端电压
U=E-I总r
可知路端电压增大，电压表的读数增大，故A错误；
B．电容器的电压
UC=E-I总（r＋R1）
增大，场强增大，油滴向上移动，故B正确；
C．若环境温度不变，R2阻值不变，当电阻箱R1的阻值增大时，R总增大，根据闭合电路欧姆定律知I总减小，电容器的电压
UC=I总R2
UC减小，电容器C的带电荷量
Q=UCC
可知电荷量减少，故C正确；
D．若R1不变，温度不变，电容器C两极板间的电压不变，当电容器C两极板间的距离增大时
电场强度减小，油滴向下移动，故D正确；
故选BCD。
12．AD
【详解】
A．理想电压表的示数是4.0V，由伏安特性曲线可知串联的灯泡电流是0.6A，此时小灯泡的电阻是
则有每个并联的灯泡的电流是0.3A，由伏安特性曲线可知灯泡两端电压是1.0V，此时每个小灯泡的电阻
所以总电阻为
R总=
A正确；
B．由闭合电路的欧姆定律，可得电源的电动势
E=4V+1V+0.6×1.0V=5.6V
B错误；
C．电源消耗的热功率是
P热=I2r=0.62×1.0W=0.36W
C错误；
D．电源的效率
D正确。
故选AD。
13．2Ω
【详解】
当开关S断开时，电压表示数为6
V，此时电动势为6V，当开关S闭合时，电压表示数为5V，回路电流
电源的内阻为
14．(1)1.25；(2)0.48W
【详解】
解：(1)开关S闭合前，定值电阻R中电流，由闭合电路的欧姆定律E=I（R+r）得
开关S闭合后
开关S闭合前后，定值电阻R中的电流比值
(2)开关S闭合后，外电路中的总电流
I总=
电动机中的电流
I机=I总 I2=0.4A
电动机正常工作时消耗的功率，由电功率公式P=IU可得
P机=
I机U1
=0.4×1.2W=0.48W
15．(1)6.4×10-5C；(2)
【详解】
(1)当电键S闭合时，电阻、被短路，据欧姆定律得电流表的读数为
电容器所带电荷量
(2)断开电键后，电容器相当于电源，外电路、并联后与串联，由于各个电阻相等，则通过的电荷量为
16．（1）I=3.6A，U=6V
（2）Q=1.8×10-4C
【详解】
(1)作出等效电路，可以看出，R2、R3、R4串联后与R1并联，R5上无电流通过，
R2、R3、R4串联后与R1并联的等效电阻
由欧姆定律，可得电流表的示数
电压表的示数等于R4两端电压，R4中电流
U4=
I4R4=6V
(2)电容器两极板之间的电压UC=I4(R2+R3)=9V
电容器极板所带的电荷量Q=CUC=1.8×10-4C
【点睛】
本题考查串并联电路的结构及电容器的电量计算，此类问题解题的关键在于电路的简化.