4.1闭合电路欧姆定律 课时作业（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
课时作业（解析版）
1．电路如图所示，所有电表都是理想电表，灯泡L1、L2和L3的电阻都不会变化。开关S闭合，3只灯泡都发光，在滑动变阻器滑片滑动的过程中，电流表A1和A2中电流变化量的绝对值分别为|ΔI1|和|ΔI2|，电压表V1和V2中电压变化量的绝对值分别为|ΔU1|和|ΔU2|，已知3只灯泡都完好无损，下列判断正确的是（　　）
A．|ΔI1|<|ΔI2|
B．|ΔI1|>|ΔI2|
C．|ΔU1|<|ΔU2|
D．|ΔU1|>|ΔU2|
2．在如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，开关S闭合前灯泡均已发光。那么，当开关S闭合时，三个灯泡的亮度变化情况是（　　）
A．亮度不变，变亮，变暗
B．变暗，变亮，变暗
C．变亮，变暗，变亮
D．变暗，变亮，亮度不变
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，和均为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度的增大而减小），电路中所接电表均为理想电表。闭合开关S时，电流表A1，A2和电压表V1，V2的示数分别为、和、。若光照强度增大，则（　　）
A．减小，增大，增大，减小
B．增大，减小，减小，增大
C．减小，增大，增大，不变
D．增大，减小，减小，减小
4．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P从最左端向右滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．的电压变小
B．的电压变大
C．的电功率减小
D．恒流源输出功率保持不变
5．如图所示电路中，电源内阻忽略不计，电阻不随温度变化。闭合电键，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程中（　　）
A．U先变大后变小
B．I先变小后变大
C．的功率先变小后变大
D．的功率先变大后变小
6．如图所示电路，电源电动势为E，内阻为r，L为小灯泡，R1为定值电阻，R为光敏电阻，光照强度越强，电阻越小。电压表和电流表都是理想电表。闭合开关S后，若照射光敏电阻R的光照强度逐渐减弱，在此过程中，下列说法正确的（　　）
A．电压表V的示数变小
B．电流表A的示数变大
C．小灯泡L变暗
D．
R1消耗的功率变大
7．如图所示，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是两理想电压表，闭合开关，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电压表V1示数减小
B．电压表V2示数增大：
C．电阻R2消耗的电功率增大
D．电压表V1示数的变化量 U1的绝对值小于电压表V2示数的变化量 U2的绝对值
8．如图所示，甲、乙分别表示两个电源的路端电压与通过它们的电流I的关系，下列说法中正确的是（
）
A．电源甲的电动势大于乙的电动势
B．电源甲的内阻小于乙的内阻
C．电流都是I0时，两电源的内电压相等
D．路端电压都为U0时，它们所在电路的外电阻相等
9．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑片，G为灵敏电流表，A1、A2为理想电流表。开关S闭合后，两金属板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰处于静止状态。在P向下移动的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表A1的示数变小
B．电流表A2的示数变小
C．油滴向上加速运动
D．G中有由a到b的电流
10．如图所示电路，，，是最大阻值为的滑动变阻器V1、V2、A均为理想电表,示数分别为、和I，示数的变化量分别为、、。现将滑动变阻器的触头从最左端缓慢向右滑动，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．保持不变
C．当时，消耗的电功率达到最大值
D．当时，消耗的电功率达到最大值
11．如图，电路中定值电阻阻值大于电源内阻阻值。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则（　　）
A．的示数减小
B．的示数增大
C．与的比值大于
D．大于
12．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，五个理想电表的示数都发生了变化，关于五个理想电表示数的变化，下列分析正确的是（　　）
A．电压表V1示数增大，电流表A示数减小
B．电压表V2示数增大，电流表A1示数增大
C．电压表V1示数的改变量的绝对值小于电压表V2示数的改变量的绝对值，即
D．电压表V示数的改变量与电流表A示数改变量的比值的绝对值等于电源内阻，即
13．如图所示的电路中，电源是由4节电动势为1.5V、内阻为0.25Ω的干电池串联组成的，电阻R1＝10Ω，R2＝7.5Ω，滑动变阻器R3的总阻值为20Ω。不计电流表和电压表的内阻对电路的影响，闭合开关S后调节滑动变阻器的滑动片P，使aP段和bP段的电压相等。求此时：
(1)电压表、电流表的示数；
(2)滑动变阻器R3上消耗的电功率。
14．如图所示，M为一线圈电阻RM=0.4
Ω的电动机，R=24
Ω，电源电动势E=40
V。当开关S断开时，理想电流表的示数I1=1.6
A，当开关S闭合时，理想电流表的示数为I2=4.0
A。求：
(1)电源内阻r；
(2)开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机消耗的功率；
(3)开关S闭合时电动机的输出功率。
15．如图所示的电路，电源的电动势，内阻，电阻，，为平行板电容器，其电容，虚线到两极板的距离相等，极板长，两极板的间距，极板右边缘到荧光屏的距离。
(1)若开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过的电荷量为多少？
(2)若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以的初速度射入平行板电容器的两极板间，刚好沿虚线匀速运动，则当开关S闭合稳定后，时，该带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间，试证明带电微粒能否从极板间射出。（取，要求写出计算和分析过程）
(3)在(2)问中，若能射出，求带电微粒打到荧光屏上的点距点的距离，若不能射出，则求带电微粒打在极板上的位置。
16．如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1.0Ω，电动机的电阻R0=1.0
Ω，电阻R1=2.0
Ω。电动机正常工作时，理想电压表的示数U1=4.0
V，求：
(1)电源的总功率和输出功率；
(2)电动机的输入功率和转化为机械能的功率；
(3)若电动机被卡住不转了，它消耗的功率又是多少。
参考答案
1．D
【详解】
若滑片向左滑动，总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电流I1增大，电压表V2示数
U2=E-I1(r+RL1)
减小。根据欧姆定律可知I2减小，根据通过L3的电流
I3=I1-I2
可知I3增大，由L3两端电压
U3=I3RL3
可知，U3增大，滑动变阻器两端电压
U1=U2-U3
减小。滑动滑片前有
I1前=I2前+I3前
和
U2前=U1前+U3前
滑动滑片后有
I1后=I2后+I3后
和
U2后=U1后+U3后
电流表示数变化
I1后-I1前=(I2后-I2前)+(I3后-I3前)
即
ΔI1=ΔI2+ΔI3
根据I1增大、I2减小和I3增大可知
|ΔI1|=-|ΔI2|+|ΔI3|
无法比较|ΔI1|与|ΔI2|的大小关系。电压表示数变化
U2后-U2前=(U1后-U1前)+(U3后-U3前)
即
ΔU2=ΔU1+ΔU3
根据U3增大、U2减小和U1减小可知
-|ΔU2|=|ΔU3|-|ΔU1|
同理可知滑片向右滑动的情况。故无法比较|ΔI1|与|ΔI2|的大小关系
|ΔU1|-|ΔU2|=|ΔU3|
则ABC错误，D项正确。
故选D。
2．B
【详解】
当开关S闭合时，并联，电阻减小，外电路总电阻R减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流I增大，的电压
减小，电流减小，变暗；的电流，增大，电压增大，变亮；的电压
减小，增大，则减小，变暗。故B正确。
故选B。
3．A
【详解】
若光照强度增大，则阻值变小，外电阻变小，路端电压变小，即电压表示数减小，根据闭合电路的欧姆定律，外电阻变小，总电阻变小，电路中的总电流变大，则两端的电压增大，即电压表增大，则和并联电路两端的电压变小，通过的电流变小，电路中的总电流变大，则通过的电流增大。
故选A。
4．A
【详解】
设恒流源的电流为I，根据并联电路的电流分配规律，则通过R0的电流为
通过R2的电流为
A
B
C．当滑动变阻器滑动触头P从最左端向右滑动过程中，减小，I1变大，I2减小。所以的电压变小，的电压变大，的电功率变大；根据并联电路电压相等，所以的电压变小。A正确，BC错误；
D．减小，导致电路的总电阻减小，根据功率公式可知，恒流源的输出功率减小。D错误。
故选A。
5．B
【详解】
AB．滑动变阻器的上下端电阻并联，在滑动变阻器的滑片P由a端滑到b端的过程中，并联电阻的总阻值先增大后减小，电源内阻忽略不计，则路端电压U保持不变，A错误；则通过R2支路的电流I先变小后变大，B正确；
C．的功率为
，则其功率保持不变，C错误；
D．的功率为，因为I先变小后变大，则的功率先变小后变大，D错误。
故选B。
6．C
【详解】
AB．若照射光敏电阻R的光照强度逐渐减弱，光敏电阻的阻值增大，根据“串反并同”规律，与其串联的电流表的电流减小，电流表的示数变小，B错误；与其并联的电压表的电压增大，电压表的示数增大，A错误；
C．与其串联的小灯泡的电流变小，小灯泡的功率变小，小灯泡变暗，C正确；
D．与其串联的电阻R1的电流变小，R1消耗的功率变小，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，R接入电路的阻值减少，总电阻减少，所以总电流变大，则内电压和R1两端的电压增大，所以
R2两端的电压减小，再根据部分电路的欧姆定律，通过R2的电流减小了，根据并联电路电流的特点，通过R3这部分支路的电流变大，则R3两端的电压变大，电压表V1示数变大，R两端的电压减小，电压表V2示数减小，故AB错误；
C．由AB的分析可知，通过R2的电流减小了，所以电阻R2消耗的电功率减少，故C错误；
D．通过以上分析可知，R2两端的电压等于R3两端的电压与R两端的电压之和，R2两端的电压减小，即R3两端的电压与R两端的电压之和减少了，而R3两端的电压增大，所以R两端的电压减少的值大于R3两端电压增大的值，故D正确。
故选D。
8．AD
【详解】
AB．图线与纵轴的交点表示电源的电动势，图线斜率的大小表示电源的内阻，由题图可知E甲>E乙，r甲>r乙，A正确，B错误；
C．当电流都为I0时，两电源的路端电压相等，内电压不相等，C错误；
D．当路端电压为U0时，电流为I0，外电阻R=相等，D正确。
故选AD。
9．BD
【详解】
油滴原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与电阻R、电阻R2相并联后与R1串联，
A．滑片P向下移动，电阻R变小，电路总电阻变小，电流变大，则A1表的示数变大，故A错误；
B．由A选项分析，
，可知，外电压减小，由于R1的电压增大，因此R2的电压减小，那么A2表的示数变小，故B正确；
C．电容器两端电压为：U=E-I（r+R1），故电容器两端电压变小，带电量变小，电场力变小，粒子向下加速，故C错误；
D．电容器处于放电，故电流从a到b，故D正确。
故选BD。
10．BC
【详解】
AB．因为电路的总电动势不变，所以的大小等于外电压的变化，也等于内电阻的电压变化，即
等于滑动变阻器的电压变化，也等于内电阻和的总电压变化，即
所以
由于
故A错误，B正确；
C．将看做内电阻，所以当外电阻等于内电阻时，外电阻消耗的功率最大，即当时，消耗的电功率达到最大值，故C正确；
D．对于定值电阻来说，当然是电流越大，功率越大，所以当等于0时，消耗的电功率达到最大值，故D错误。
故选BC。
11．CD
【详解】
AB．闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，其有效电阻减小，电路中总电阻减小，电路中总电流增大，的示数变大，由闭合电路欧姆定律
可知，路端电压减小即的示数减小，故AB错误；
C．根据闭合电路欧姆定律得
则有
即与的比值大于r，故C正确；
D．由于总电流增大，则电压表V1的示数增大
由于路端电压减小，所以电压表V2示数减小
定值电阻阻值大于电源内阻阻值，所以有大于，故D正确。
故选CD。
12．BD
【详解】
AB．滑片向上滑动时，R1的接入电阻减小，则总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，总电流增大，电流表A的示数增大，则路端电压减小，而路端电压正好是R3两端的电压，则流过R3的电流减小，根据并联电路的特点，则流过A1的电流增大，R2两端的电压增大，则电压表V2的示数增大，因为路端电压等于电压表V2的示数加上电压表V1示数，则电压表V1示数减小，A错误B正确；
C．电压表V1测量R1两端的电压，示数减小，电压表V2测量R2两端的电压，示数增加，而电压表V测量路端电压，示数减小，电压表V1示数和电压表V2示数之和等于路端电压，据闭合电路欧姆定律可知，电压表V1示数的改变量的绝对值大于电压表V2示数的改变量的绝对值，即
C错误；
D．根据电源的U-I图像可知，电压表V示数的改变量与电流表A示数改变量的比值的绝对值等于电源内阻，即
D正确。
故选BD。
13．(1)5V，；(2)
【详解】
(1)根据题意aP段和bP段的电压相等，则有RaP、R2的并联的总电阻与RPb的阻值相等，则
解得
Rap=15Ω
Rpb=5Ω
总内阻
r′=4r=1Ω
总电动势
E′=4E=6V
外电路总电阻
电压表示数
电流表示数
(2)电阻R3消耗的功率
14．(1)1Ω；(2)
2.5A，90W；(3)87.5W
【详解】
(1)当S断开时
E=I1(R＋r)
代入数据得
r=1Ω
(2)设开关S闭合时，路端电压为U2
U2=E－I2r=36V
流过R的电流
IR==1.5A
流过电动机的电流
IM=I2－IR=2.5A
电动机消耗的功率
P=U2IM=90W
(3)开关S闭合时电动机输出的机械功率
P出=U2IM－rM=87.5W
15．(1)；(2)能，见解析；(3)
【详解】
(1)S断开时，电阻两端电压
S闭合后，外电路的总电阻
路端电压
电阻两端的电压
流过的电荷量
(2)设带电微粒的质量为，带电荷量为，当开关S断开时有
当开关S闭合后，设带电微粒的加速度为，则
假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向
竖直方向
联立解得
故带电微粒能从极板间射出。
(3)带电微粒在极板间做类平抛运动，射出后做匀速直线运动，射出方向的反向延长线与虚线交于处，可知
解得
16．(1)24W，20W；(2)12W，8W；(3)9W
【详解】
(1)由部分电路欧姆定律有
电阻R1的电流为
电源的总功率为
输出电压为
输出功率为
(2)
电动机的电压为
电动机的输入功率
机械能的功率为
(3)电动机被卡住不转时，电动机可看成纯电阻电路则有电路电流为
电动机消耗的功率为