2021-2022学年鲁科版（2019）必修第三册 4.1闭合电路欧姆定律 同步练习（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
同步练习（解析版）
1．若电路为纯电阻电路，E表示电动势，U表示外电压，U'表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是（　　）
A．
B．
C．U=E+IR
D．U=I（R+r)
2．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关瞬间，电容器充电，且电容器的充电电流在充电过程中逐渐增加
B．如果电容器两极板间距变大，电容器要充电
C．电容器所带电荷量为
D．整个电路消耗的电功率等于
3．a，b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线，则以下说法正确的是（　　）
A．电池组的内阻是0.33Ω
B．电阻的阻值为0.33Ω
C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W
4．OPPO手环中内置了三轴加速度传感器，如果手环意外跌落受到撞击，传感器会检测到加速度的突然变化，执行自我保护操作，减少硬盘受损程度。假设采用压阻式工作原理，电阻变化引起加速度变化。如图所示，这是传感器的一部分，某同学把该装置平放在电梯内，探究电梯运动情况，压敏电阻受压面朝上，在受压面上放一物体，电梯静止时电流表示数为；压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。当电梯做四种不同的运动时，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示。下列判断中不正确的是（　　）
A．甲图表示电梯在做匀速直线运动
B．乙图表示电梯可能向上做匀加速运动
C．丙图表示电梯可能向下做匀减速运动
D．丁图表示电梯可能向上做变减速运动
5．酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，它利用了一种电阻随酒精气体浓度的变化而变化的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。如图所示的电路中，若传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度c成正比，则电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（　　）
A．U越大，表示c越大，c与U成正比
B．U越大，表示c越小，c与U成反比
C．U越大，表示c越大，c与U不成正比
D．U越大，表示c越小，c与U不成反比
6．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
7．如图所示的电路，电源内阻不可忽略。开关闭合后，在变阻器的滑动端向上滑动的过程中（　　）
A．电压表与电流表的示数都增大
B．电压表与电流表的示数都减小
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
8．如图所示为两电源的U－I图象，则下列说法正确的是（　　）
A．电源①的电动势比电源②的大，内阻比电源②的内阻小
B．当外接同样的电阻时，两电源的输出功率不可能相等
C．当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D．不论外接多大的相同电阻，电源①的输出功率总比电源②的输出功率大
9．如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球，开始时开关S闭合，滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)，下列判断正确的是（　　）
A．小球带负电
B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变小
C．当滑动头从a向b滑动时，电流计中有电流，方向从上向下
D．当滑动头从a向b滑动时，电源的总功率一定变小
10．如图所示，线段a表示电源甲两端的电压随电流变化的图线，线段b表示某电阻乙两端电压随电流变化的图线，若将甲电源和乙电阻连成闭合电路，则下列判断正确的是（　　）
A．电阻乙的阻值小于电源甲的内阻值
B．阴影部分的面积表示电源的输出功率
C．若，此时电源的输出功率最大
D．值越大，电源甲的效率越小
11．某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路，并用于测定电灯电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据。根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U－I图线。则有（　　）
A．图像中的曲线是电压表V2的测量值所对应的图线
B．由图像可以得出电源电动势和内阻分别是E＝4.5V，r＝1.0Ω
C．图像中两图线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值
D．若将三个这样的灯泡并联后再接到该电源上，则每个灯泡的实际功率为5W
12．如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为，玻璃皿的横截面的半径为，电源的电动势为，内阻，限流电阻，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为2V，则（　　）
A．由上往下看，液体做顺时针旋转
B．液体所受的安培力大小为1×10-3N
C．闭合开关后，液体热功率为0.02W
D．闭合开关10s，液体具有的动能是4.5J
13．如图所示，电源电动势E＝1.5
V，内阻r＝0.5
Ω，电流表满偏电流Ig＝10
mA，电流表的电阻Rg＝7.5
Ω，A、B为接线柱。
（1）若用一条导线把A、B直接连接起来，则此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？
（2）调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150
Ω的定值电阻R2，电流表指针指到多少刻度位置？
14．如题图所示，电源电动势为E=6V，内阻r=1Ω，定值电阻R1=3Ω，电动机M内部线圈电阻为R2=0.5Ω，电流表A的内阻忽略不计。
(1)断开开关S2，闭合开关S1，求电路稳定后电流表A的示数I1；
(2)开关S1与S2均闭合，电路稳定后电流表A的示数I2=3A，求电动机M的输出功率。
15．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．
16．如图所示，一对间距d=0.2m、竖直放置的平行金属板M、N分别接于电路中的B、P两点，P为变阻器R2的中点，平行金属板间产生的电场可视为匀强电场。现将一带电小球c用质量不计的绝缘细线悬挂于电场中某点，小球质量m=1×10-6kg，电量q=1×10-6C。小球静止时悬线与竖直方向的夹角，变阻器R2的总阻值为500Ω，定值电阻R1=1480Ω，电源内阻r=20Ω。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求：
(1)小球所在位置电场强度应的大小；
(2)电源电动势E。
参考答案
1．B
【详解】
A．内电压为
A错误；
B．根据
则
B正确；
C．由闭合电路欧姆定律知道
则
C错误；
D．外电压
D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．闭合开关瞬间，电容器充电，且电容器的充电电流在充电过程中逐渐减小，故A错误；
B．如果电容器两极板间距变大，电容会变小，电压恒定，电容器要放电，故B错误；
C．根据电容的公式，故电容器所带电荷量为
故C正确。
D．整个电路消耗的电功率是指总电功率，即为
故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．由图可知电池组的内阻为
故A错误；
B．电阻的阻值为
故B错误；
C．两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图可读出路端电压为
电流
电池的输出功率是
故C错误；
D．根据数学知识可知，当外电阻等于电池内阻时，电池组的输出功率最大为
故D正确。
故选D。
4．B
【详解】
A．甲图中电流大小不变，电阻不变，压力不变，合力为零，加速度为零，故A正确，不符合题意；
B．乙图表示电流增大，电阻减小，压力增大，合力增大，加速度增大，故B错误，符合题意；
C．丙图表示电阻不变，压力不变，加速度不变，且压力大于重力，加速度向上，电梯可能向下匀减速，可能向上匀加速，故C正确，不符合题意；
D．丁图表示电阻增大，压力减小，加速度减小，且压力大于重力，加速度向上，电梯可能向下变减速，可能向上变加速，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．C
【详解】
由题可知，传感器的电阻与酒精气体的浓度之间的关系为，即，其中为比例常数。由闭合电路的欧姆定律得
所以
由上式可知，越大，表示越大，但是与不成正比。
故选C。
6．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。
7．A
【详解】
在变阻器R0的滑片向上滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，变阻器R0与R2并联电阻R并增大，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，电源的内电压减小，则路端电压U增大，电压表示数增大；并联部分电压
U并=E－I(R1+r)
I减小，E、R1、r均不变，则U并增大，故电流表示数增大。
故选A。
8．BD
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，当I=0时，U=E，即图象与纵轴交点表示断路状态，交点的纵坐标等于电源的电动势大小，图象的斜率大小等于电源的内阻，由图看出，电源①的电动势和内阻均比电源②的大，故A错误，
BD．过原点O作出一条倾斜的直线，该直线与图线1、2的交点就表示该电阻与两电源连接时的工作状态，
由图看出，直线与图线1交点的两坐标的乘积大于直线与图线2交点的两坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源1的输出功率总比电源2的输出功率大，故BD正确；
C．电源的效率
当外接同样的电阻，由于内阻r不等，电源的效率不可能相等，故C错误；
故选BD。
9．BC
【详解】
A．由图可知，细线向右偏，电场力向右，则小球带正电，故A错误；
B．滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压
U＝E－Ir
变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故B正确；
C．滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下，故C正确；
D．滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，电源电动势不变，所以当滑动头从a向b滑动时，电源的总功率一定变大，故D错误。
故选BC。
10．BC
【详解】
A．根据图像可知，两图像的交点纵坐标表示乙电阻的电压，根据电路中电压的分配规律可知，因为乙电阻电压接近电源电动势，所以乙电阻大于电源内阻。A错误；
B．阴影部分的面积表示乙电阻的功率，即电源的输出功率。B正确；
C．若，则乙电阻与电源内阻相等，此时电源的输出功率最大。C正确；
D．值越大，乙电阻越大，根据
乙电阻越大，电源的效率越高。D错误。
故选BC。
11．AB
【详解】
A．由图可知，V1测电源的路端电压，V2测量R0两端的电压，路端电压随电流增大而减小，定值电阻两端电压随电流增大而增大，由图乙所示图像可知，直线是电压表V1的测量值所对应的图线，曲线是电压表V2的测量值所对应的图线，故A正确；
B．电源的U－I图像是一条倾斜的直线，由图像可知，电源电动势
E＝4.5V
电源内阻
r＝||＝Ω＝1.0Ω
故B正确；
C．当外电路电阻越大时，电源的效率越高，但很明显交点处的电阻不是无穷大，故不是最大效率；故C错误；
D．设流过每个灯泡的电流为I，三个灯泡并联接在电源上，在闭合电路中，路端电压
U＝E－3Ir＝4.5－3×1×I＝4.5－3I
即
U＝4.5－3I
在图乙所示坐标系中作出图像如图所示
由图示图像可知，灯泡两端电压为0.9V，流过灯泡的电流为1.2A，灯泡实际功率
P＝UI＝0.9×1.2W＝1.08W
故D错误。
故选AB。
12．BC
【详解】
A．由题意可知，当闭合开关后，玻璃皿中液体中的电流方向由玻璃皿的边缘指向中心。结合左手定则，可知玻璃皿中的液体在安培力的作用下，做逆时针旋转，所以A错误；
B．由题意可知，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数恒为2V，则由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流为
则液体所受的安培力为
所以B正确；
C．闭合开关后，液体热功率为
所以C正确；
D．闭合开关10s，由能量守恒可得，液体具有的动能为
所以D错误。
故选BC。
13．（1）142Ω；（2）5mA
【详解】
(1)由闭合电路的欧姆定律：
Ig＝
代入数据解得：R1＝142
Ω.
(2)由闭合电路的欧姆定律
I＝＝A＝5×10－3
A＝5
mA.
14．(1)1.5A；(2)4W
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律
代入数据得
I1=1.5A
(2)路端电压为
由并联分流
由能量转化与守恒
代入数据得
P出=4W
15．（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.
16．(1)
；(2)
【详解】
(1)小球处于静止状态，则
代入数据，可得电场强度
(2)BP之间的电压
回路中的电流
根据闭合电路欧姆定律