4.1闭合电路欧姆定律 同步作业（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
同步作业（解析版）
1．一电源电动势为6V，内阻不能忽略，将其和一标有“6V
3W”的小灯泡构成闭合回路，则小灯泡（　　）
A．正常发光
B．比正常发光略暗
C．灯泡两端电压等于6V
D．灯泡两端电压大于6V
2．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
3．如图所示为滑动变阻器，有abcd四个接线柱，电阻丝的总长度为L，将一节内阻不计的干电池两极接在a、b接线柱上，电池中电流为I1；若将该电池的两极改接在c、d接线柱上，电池中的电流为I2，已知I1：I2＝3：1。则滑动变阻器滑片的触点与接线柱b之间电阻丝的长度为（　　）
A．
B．
C．
D．无法确定
4．如图所示，直线A为某电源的U－I图线，曲线B为小灯泡L的U－I图线，将L接在该电源两端组成闭合电路。则下列说法正确的是（　　）
A．电源的内阻为Ω
B．此时电源内电压为3V
C．此时电源的输出功率为6W
D．小灯L的额定功率一定为6W
5．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，灯泡L的电阻小于电源的内阻，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，下列各物理量的变化情况正确的是（　　）
A．电流表的读数变大
B．灯泡L变亮
C．电源输出功率先减小后增大
D．电压表的读数先增大后减小
6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中电表均为理想电表。闭合电键S，将滑片P向右移动，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L变暗
B．电压表读数变大
C．电流表读数变大
D．电容器C上所带的电荷量增加
7．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是（　　）
A．若将R1的滑动触头向右端移动，则I变大，U变小
B．若将R1的滑动触头向右端移动，则变阻器R1功率变大
C．若将R1的滑动触头向左端移动，将有电流从右向左通过电阻R2
D．若将R1的滑动触头向左端移动，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值变大
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．在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是（　　）
A．电阻R1短路
B．电阻R2断路
C．电阻R2短路
D．电容器C断路
10．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻，以下说法中正确的是（　　）
A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率
B．当R2＝R1＋r时，R1上获得最大功率
C．当R2＝0时，R1上获得最大功率
D．当R2＝0时，电源的输出功率最大为
11．如图所示的电路中，灯泡L的额定电压和额定功率分别为5
V、2.5
W，K为单刀双掷开关。当开关接在位置1时，灯泡正常发光；当开关接在位置2时，理想电压表和理想电流表的读数分别为4
V、1
A。则下列说法正确的是（
）
A．定值电阻的阻值为10Ω
B．开关接在位置2时，电源内阻分的电压为2
V
C．电源的电动势为6
V
D．电源的内阻为1Ω
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向下滑动时，三个理想电表的示数都发生了变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示，电表的示数变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2表示，下列判断正确的是（　　）
A．I增大，U1增大
B．I减小，U2增大
C．不变，增大
D．不变，增大
13．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=1000匝，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求：
(1)前4s内的感应电动势的大小以及通过R的电流方向；
(2)t=5s时，电阻R两端的电压U。
14．如图所示，电路中的电源电动势E＝10
V，内阻r＝1
Ω，电阻R1＝2
Ω，R2＝7
Ω，电容器电容C＝30
μF。求
(1)闭合开关S，电路稳定时通过R1的电流I；
(2)断开开关S，电容器两端电压的变化量△U；
(3)断开开关S后流过电阻R1的电荷量q。
15．如图所示的电路中,电源的电动势E=6V，内阻r=1Ω，电阻R1=3
Ω，R2=6
Ω，电容器的电容C=3.6μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开，
(1)开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为多少？
(2)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？
(3)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？
16．在如图所示的电路中，定值电阻R1=2Ω、R2=R3=4Ω，闭合开关、，断开开关，定值电阻消耗的功率为，保持开关S1闭合，断开开关S2、S3，电压表的读数为4.5V。则：
(1)闭合开关S1、S2断开开关S3时，流过电路的总电流以及电压表的读数分别为多少？
(2)该电源的电动势以及内阻分别为多少？
(3)当保持开关S1、S3闭合，断开开关S2时，流过定值电阻的电流为多大？
参考答案
1．B
【详解】
组成闭合回路后，由于电源内阻的要分压，小灯泡分配电压达不到路端电压6V，不可能正常发光，亮度比正常发光暗，故B正确，ACD错误；
故选B。
2．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。
3．B
【详解】
设滑动变阻器滑片的触点与接线柱b之间电阻丝的电阻为R1，则
I1：I2＝3：1
则
根据电阻定律可知滑动变阻器滑片的触点与接线柱b之间电阻丝的长度为。
故选B。
4．C
【详解】
A．直线A的斜率的绝对值等于电源的内阻即
故A错误；
B．电路中的电流为2A，此时电源内电压为
故B错误；
C．此时电源的输出功率为
故C正确；
D．由于不知道此时灯泡是否正常发光，则无法确定小灯L的额定功率，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
BD．滑动变阻器的右半部分与左半部分并联，再与灯泡L串联，当滑动变阻器的滑片由a向b移动的过程中，总电阻先增大后减小，干路电流先减小后增大，由可知，路端电压先增大后减小，灯泡L在干路上，先变暗后变亮，电压表测的是路端电压，读数先增大后减小，B错误，D正确；
A．电流表测的是流过滑动变阻器右半部分的电流，滑动变阻器两部分并联的电压为
可知，先增大后减小，在增大过程，左半边电阻减小，左半边电流增大，则右半边电流减小，电流表示数减小，在减小过程，右半边电阻增大，右半边电流减小，电流表示数减小，即整个过程中电流表的读数都在变小，A错误；
C．随着外电阻的增大，电源的输出功率增大，当外电阻等于内阻时输出功率最大，由题意知，灯泡L的电阻小于电源的内阻，滑动变阻器两部分并联的阻值先增大后减小，但与灯泡L及内阻的阻值关系未知，故输出功率无法确定，C错误。
故选D。
6．C
【详解】
ABC．滑片P向右移动，滑动变阻器的有效电阻减小，干路电流增大，即电流表读数变大，灯泡变亮，内电压增大，外电压减小，即电压表读数减小。AB错误，C正确；
D．灯泡变亮，电压表读数减小，所以滑动变阻器电压减小，即电容器电压减小，根据
可得，电容器电量减小。D错误。
故选C。
7．C
【详解】
AB．由于分压电路串联一个电容器，调节滑片的位置起不到改变电路电阻的作用，所以电流表A和电压表V示数不变，则变阻器R1功率不变，故A、B错误；
C．电容器两板电压等于变阻器R1滑片右侧电阻的电压，当滑片向左移动时，电容器两端电压变大，电容器充电，将有电流从右向左通过电阻R2，故C正确；
D．电压表示数为
所以有
则比值不变，故D错误。
故选C。
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．AB
【详解】
A．若电阻R1短路，电路中总电阻减小，总电流增大，灯泡与R2并联的电压增大，则灯泡变亮，选项A正确；
B．若电阻R2断路，则总电阻增大，总电流减小，R1及内阻中电压减小，灯泡两端的电压增大，故灯泡变亮，选项B正确；
C．若电阻R2短路，则灯泡被短路，灯泡不亮，选项C错误；
D．电容不能通直流电，所以电容器C断路，对灯泡亮度没有影响，选项D错误；
故选AB。
10．AC
【详解】
A．将R1等效看成电源的内电阻，R2上的功率等于电源的输出功率，当外电阻等于内阻时，即
R2=R1+r
时，输出功率最大，即R2上的功率最大，故A正确；
BC．根据
P=I2R
电流最大时，R1上的功率最大。当外电阻最小时，即
R2=0
时，电流最大，故B错误，C正确；
D．电源消耗的功率为
P=EI
由于电源的电动势E不变，所以当
R2=0
时，电路的总电流最大，电源消耗的功率最大，但输出功率不一定最大，故D错误。
故选AC。
11．BC
【详解】
A．由题意可知，定值电阻的阻值
故A错误；
CD．当开关接在位置1
时，根据闭合电路欧姆定律有
其中
当开关接在位置2时，根据闭合电路欧姆定律有
其中
联立解得
故C正确D错误；
B．由以上分析可知，当开关接在位置2时，电源内阻分的电压为2
V，故B正确。
故选BC。
12．BC
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时R2增大，电路的外电阻电阻R外增大，由知总电流减小，由路端电压可知路端电压U增大，设通过R3的电流为I3，由于R3阻值不变，由可以判断出I3增大，由可知I减小，R1与R2串联且R1与R2串联的电压为路端电压，，由知U1减小，所以U2增大，A错误，B正确；
CD．要注意对于定值电阻，是线性元件，有
由电路图可知
故，不变化，对于电阻R2有
由于R2增大，故都增大
化简可得
所以
则不变，故C正确，D错误。
故选BC。
13．(1)1V，通过R的电流方向自下而上；(2)3.2V
【详解】
(1)前4s内磁通量的变化量
由法拉第电磁感应定律得
通过R的电流方向自下而上。
(2)由图可知
根据法拉第电磁感应定律有
根据全电路欧姆定律
根据
解得
14．(1)1A；(2)3V；(3)9×10-5C
【详解】
(1)稳定时，电容看做断开状态，电路中的电流
解得
(2)S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压
断开后，电容器两端的电压为U2=10V
(3)流过R1的总电量为：
15．(1)4.5V；(2)减少了1.8×10-6
C；(3)9.6×10-6
C
【详解】
(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有
I1==1.5A
U1=I1R1=4.5V
(2)合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2；
根据闭合电路欧姆定律有
I2==2A
U2=I2=4V
所以电容器上电荷量减少了
ΔQ=(U1-U2)C=1.8×10-6C
(3)设合上S2后，电容器上的电荷量为Q，则
Q=CU2=1.44×10-5C
再断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比；
故流过电阻R1的电荷量为
Q1=Q=9.6×10-6C
16．(1)1A，4V；(2)6V，2Ω；(3)0.5A
【详解】
(1)当闭合开关、，断开开关时，被短路，外电阻为，根据电功率公式可得，通过电路的电流
两端的电压即为电压表的读数
(2)当闭合开关、，断开开关时，由闭合电路欧姆定律得
当保持开关闭合，断开开关、时，外电路电阻
通过电路的电流
这时有
联立得
，
(3)当保持开关、闭合，断开开关时，与并联的电阻
总电阻
总电流
通过的电流