第四章闭合电路欧姆定律与科学用电综合练习（word版含答案）

第四章闭合电路欧姆定律与科学用电综合练习
一、单选题
1．学校楼道新装了一批节能灯，该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。下图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度减弱时，其电阻值增大）。当傍晚到来，光照逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）
A．A灯变暗，B灯变亮
B．电源总功率变大
C．电源的效率变小
D．Rt上电流的变化量大小大于R0上电流的变化量大小
2．如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线，用该电源与电阻R组成闭合电路，则下列说法错误的是（　　）
A．电源的电动势为3V
B．电阻R是1Ω
C．电源的输出功率是4W
D．电源内阻消耗的功率是1W
3．检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，电源内阻不计，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则（　　）
A．煤气浓度越低，a、b间电压越高
B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小
C．煤气浓度越低，电源的功率越大
D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
4．如图所示，电源电动势、内阻，闭合开关S后，标有“，”的灯泡恰能正常发光，电动机M绕组的电阻。下列说法正确的是（　　）
A．干路电流为
B．电动机的功率为
C．电动机的效率约为94%
D．把电动机从电路中移除，若灯泡仍能工作，则电源的效率提高
5．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=2W
B．图乙中R1=6Ω
C．滑动变阻器消耗的功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大
D．调整滑动变阻器Rp的阻值，可以使电源的输出电流达2A
6．如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R为定值电阻，C为平行板电容器，G为灵敏电流计。闭合开关S，当环境温度明显降低且稳定后，下列说法正确的是（　　）
A．R两端电压变大
B．两端电压变小
C．C所带电荷量减小
D．温度降低的过程中，G中电流方向由b到a
7．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，各电表的示数分别用I、、和表示，电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列说法正确的是（　）
A．不变，变小 B．变大，变大
C．变大，不变 D．变大，变大
8．某种角速度计，其结构如图所示。当整个装置绕轴OO′转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻无限大）接收相应的电压信号。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B端，当系统以角速度ω转动时，则（ ）
A．电路中电流随角速度的增大而增大
B．弹簧的伸长量为
C．输出电压U与ω的函数式为
D．此装置能测量的角速度最大不超过
二、多选题
9．如图甲所示，R为电阻箱（0~99.9 Ω），置于阻值最大位置，Rx为未知电阻。（1）断开S2，闭合S1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－图线；（2）断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1=1.0A；保持电阻箱的阻值不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I2=0.8A，据以上数据可知（　　）
A．电源电动势为2.0V
B．电源内阻为0.25Ω
C．Rx的阻值为1.5Ω
D．S1断开、S2闭合时，随着R的减小，电源输出功率增大
10．如图（a）所示电路中，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图（b）所示。不考虑电表对电路的影响，则（　　）
A．定值电阻R0为2Ω
B．电源内阻r为10Ω
C．电源电动势E为3.6V
D．定值电阻R0的最大电功率为0.9W
11．如图所示，在竖直放置的平行板电容器的金属板内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球，带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为。为定值电阻，、为滑动变阻器。闭合开关S，电流表和电压表的示数分别为I和U。已知电源电动势E和内阻r一定，电表均为理想电表。下列说法正确的有（　　）
A．小球带正电
B．将滑片向右移动，角变大
C．将滑片向右移动，U与I的比值变大
D．将滑片向右移动，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变
12．为了打击酒驾醉驾违法犯罪行为，保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试。如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路，其电源电动势与内阻保持不变，R0为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随酒精浓度c成反比关系如图乙所示。当驾驶员呼出气体中酒精浓度c1=20mg/mL时，刚好达到酒驾标准；当驾驶员呼出气体酒精浓度为c2=80mg/mL时，则刚好达到醉驾标准。根据以上信息，下列判断正确的是（　　）
A．当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电压表示数与电流表示数比值越小
B．当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，无法确定电源的输出功率的变化情况
C．呼出气体中酒精的浓度为c2时电路中电流等于呼出气体中酒精的浓度为c1时电路中电流的4倍
D．呼出气体中酒精的浓度为c2时电路中电流小于呼出气体中酒精的浓度为c1时电路中电流的4倍
三、填空题
13．如图所示，直线A为电源的图线，直线B为电阻R的图线，由该图可以判断:电源的电动势E=______V；电源的内电阻为r=______Ω；电阻R=______Ω。
14．如图所示的电路中，E、r、R1已知，可变电阻R2的最大值。当R2=______时，R2的电功率P2有最大值，最大值为______。
四、实验题
15．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和图象如图所示；请回答下列问题：
（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头，应放在滑动变阻器___________处（填“”或“”）
（2）现有以下器材：
A． 干电池1个
B． 滑动变阻器（）
C． 电压表（）
D． 电压表（）
E. 电流表（）
F. 电流表（）
其中电流表应选______________，电压表应选_______________。（填字母代号）
（3）如图乙是根据实验数据画出的图象，由此可知这个干电池的电动势___________，内电阻_______________。（计算结果均保留三位有效数字）
（4）本实验中______________，___________。
16．（1）某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡（），发现表针偏转角度极小。现将旋钮调至另外一挡，进行第二次测量使多用电表指针指在理想位置。下面列出第二次测量的过程中可能进行的操作（ ）：
A．将两表笔短接，并调零
B．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置
C．将多用电表面板上旋钮调到挡
D．将多用电表面板上旋钮调到挡
E.随即记下表盘的读数，乘以欧姆表的倍率挡，测得电阻值
根据上述有关操作，请选择合理实验步骤并按操作顺序写出______。
（2）使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图甲中、所示。若选择开关处在“”的电阻挡时指针位于，则被测电阻的阻值是______。
（3）两位同学使用完多用电表后，分别把选择开关置于图乙和图丙位置，你认为图______的位置比较好。
五、解答题
17．如图中，R1=2Ω，R2= R3＝6Ω，滑动变阻器全值电阻为R4= 6Ω，电源内电阻r=1.0Ω。当滑键P移至A端时，电压表读数为5 V。
求：（1）电源的电动势；
（2）滑键P在A端时电源的效率；
（3）滑键P在B端时电源的效率。
18．如图所示，两电容器的电容分别为C1=5μF，C2=10μF。电阻R1=2Ω，R2=4Ω，电路两端电压U=12V。则：
（1）当开关S闭合时，电容器C1的带电量为多少？
（2）当开关S断开时，电容器C2的带电量为多少？
19．在如图所示的电路中，电源电动势、内阻，电动机的电阻，电阻，电动机正常工作时，理想电压表的示数。
（1）求电动机消耗的电功率；
（2）求电源的输出功率；
（3）若电动机以匀速竖直向上提升重物，取重力加速度大小，求该重物的质量。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．D
【详解】
A．当傍晚到来，光照逐渐减弱时，Rt阻值增大，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知外电压增大，根据串并联电路电压规律可知A、B两灯两端电压均增大，所以A、B两灯均变亮，故A错误；
B．由于外电路电阻增大，所以通过电源的电流减小，根据
可知电源总功率变小，故B错误；
C．外电压增大，根据
可知电源的效率变大，故C错误；
D．由于总电流减小，而通过A的电流增大，所以通过R0的电流减小。设Rt、R0和B的电流变化量的大小分别为、和，则有
所以
故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．由图可得，电源的电动势为3V，电源的内阻
故A正确；
B．电阻的阻值为
故B正确；
C．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时的工作状态，由图可知电压为2V，电流为2A，则电源的输出功率为
故C正确；
D．电源内阻消耗的功率为
故D错误。
本题选错误项，故选D。
3．D
【详解】
AB．煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，电阻两端电压
U＝IR
变大，即a、b间电压越高，故AB错误；
C．煤气浓度越低，气敏电阻R1越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率
P＝EI
越小，故C错误；
D．调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压，会影响报警器的灵敏度，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
AB．由题意知，并联部分的电压为
根据闭合电路欧姆定律可知。内电压应为
干路电流
灯泡正常发光，则流经灯泡电流
则电动机的功率
故AB错误；
C．电动机的效率
故C错误；
D．把电动机从电路中移除，若灯泡仍能工作，则外电路的变化致使外电阻变大，干路电流减小，路端电压增大，则电源的效率
增大，电源的效率提高，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
AB．由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为
把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当
滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为
故A错误，B正确；
C．当回路中电流最大时，即时定值电阻R消耗的功率最大，故C错误；
D．当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为
则调整滑动变阻器的阻值，不可能使电源的输出电流达到，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
AB．当环境温度明显降低，阻值变大，干路电流变小，R两端电压变小，内阻上的电压变小，而电动势不变，故两端电压变大，AB错误；
CD．C两端电压为电源路端电压，由
可知，路端电压U变大，C所带电荷量Q变大，该过程电源对电容器充电，正电荷通过电流计充入下极板，故G中电流方向由b到a，C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．P向下滑动时，变大，由图中电路可知
，
因R1不变，故、都不变，故A错误；
BC．由图中电路可知
因R2增大，故变大；根据闭合电路的欧姆定律，有
可得
因都不变，故保持不变，故B错误，C正确；
D．由图中电路可知
因R2变大，故变大，根据根据闭合电路的欧姆定律，有
可得
因都不变，故不变，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A错误；
B．设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得
kx＝mω2（l＋x）
解得
故B错误；
C．又输出电压
联立得
U＝
故C错误；
D．当x＝l时角速度最大，则由
kx＝mω2（l＋x）
解得
ω＝
故D正确。
故选D。
9．AD
【详解】
AB．断开S2，闭合S1，由闭合电路欧姆定律有
E=I（R＋r）
则
可知R－图线斜率等于电源电动势E=2.0V，在纵轴的截距绝对值等于电源内阻r=0.5Ω，A正确，B错误。
C．断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1=1.0A，由
E=I（R＋r）
可知R=1.5 Ω；保持电阻箱的阻值不变，断开S1，闭合S2，由闭合电路欧姆定律有
E=I（R＋Rx＋r）
此时电流表的示数为I2=0.8A，Rx=0.5Ω，C错误。
D．S1断开，S2闭合时，随着R的减小，电源输出功率增大，D正确。
故选AD。
10．CD
【详解】
A．定值电阻两端的电压随电流的增大而增大，由图线的斜率得
故A错误；
B．电压表V2测得是电源的路端电压，上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻
故B错误；
C．当电流为0.1A时，电压表V2的读数为3.4V，根据闭合电路欧姆定律
故C正确；
D.当滑动变阻器的阻值为0时，电路电流最大
定值电阻的最大功率
故D正确。
故选CD。
11．AD
【详解】
A．由平衡条件可知，小球受到的电场力方向向左，闭合开关S后，电容器左板带负电，右板带正电，板间场强方向向左，而小球所受的电场力方向向左，因此小球带正电，故A正确；
B．将滑片向右移动，则变大，根据“串反并同”规律可知与串联关系得电容器两端的电压减小，则电容器内部的电场强度减小，小球所受电场力变小，则角变小，故B错误；
C．电路稳定后，电容器相当于断路，所以滑片向右移动，不改变电路的结构，所以U与I的比值不变，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律得
得
所以将滑片向右移动，即增大，电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故D正确。
故选AD。
12．BD
【详解】
A．当测试者呼出的气体中酒精浓度较低时，对应R的阻值较大，回路电流较小，电流表示数较小，由
可知电压表示数较大，故电压表示数与电流表示数比值越大，A错误；
B．电源输出功率为
由于题中无确定阻值关系，故无法确定电源的输出功率的变化情况，B正确；
CD．由题意可知
由闭合电路欧姆定律可得
解得
C错误，D正确。
故选BD。
13．3 0.5 1
【详解】
[1]电源的图线与纵坐标的截距表示电动势，故。
[2]电源的图线的斜率的绝对值表示电源内阻，故
[3]电阻R的图线的斜率表示电阻的大小，故
14．R1+r
【详解】
[1][2]将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点可知，当
R2=R1+r
电源的输出功率最大，即外电阻R2消耗的电功率最大，P2有最大值为
15． E C 1.49（1.49~1.51） 0.725（0.725~0.775）
【详解】
（1）[1]如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头，应放在滑动变阻器a处；
（2）[2][3]实验中电路中的电流不超过0.6A，则电流表应选E；测一节干电池的电动势，则电压表应选C。
（3）[4][5]根据图像可知这个干电池的电动势1.50，内电阻
（4）[6][7]由图示电路可知，由于电压表的分流作用电流表所测电流小于流过电源的电流，电压表的分流作用是造成系统误差的原因；当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U-I图象如图所示，由图象可知，电源电动势和内阻的测量值都小于真实值；
本实验中
<
<
16．CABE 500 乙
【详解】
解：（1）[1]第一次选择的欧姆挡（），发现表针偏转角度极小，说明选择的倍率档位太小，应选择高倍率的档位，即×100，第二次测量的过程中可能进行的操作：
A．选好倍率档位后，首先将两表笔短接，并调零，A正确；
B．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置是否在理想位置，B正确；
C．将多用电表面板上旋钮调到挡，C正确；
D．将多用电表面板上旋钮调到挡，选择的倍率档位更低，D错误；
E．随即记下表盘的读数，乘以欧姆表的倍率挡，测得电阻值，E正确。
根据上述有关操作，合理实验步骤并按操作顺序是CABE。
（2）[2] 若选择开关处在“”的电阻挡时指针位于，则被测电阻的阻值是
50×10Ω=500Ω
（3）[3] 使用完多用电表后，应把选择开关置于OFF档或交流电压最高档位，由题图可知，选择开关置于图乙的位置比较好。
17．（1）6V；（2）83.3%；（3）66.7%
【详解】
（1）P移至A端时，R3被短路。等效电路如图所示
外电路的总电阻为
电路中总电流为
A
电源的电动势为
E＝ U十Ir＝ 6V
（2）电源的效率为
P在A端时，电源的效率为
（3）P在B端时，当P移至B端时，R2、R3、R4均被短路，则电源的效率为
18．（1）；（2）
【详解】
（1）当S闭合时，C1两端电压即为电阻R1两端电压，则有
此时电容器C1所带电荷量为
（2）当S断开时，电容器C2的电压为电源电压，C2所带电荷量为
19．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）电动机正常工作时，电压表的示数
则电路中的电流为
电动机两端的电压
动机消耗的电功率
（2）电源消耗的功率为
电源的输出功率为
（3）电动机输出的电功率为
解得
答案第1页，共2页
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