12.2 闭合电路的欧姆定律 同步练习（word版含答案）

第二节闭合电路的欧姆定律
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．如图所示的U-I图象中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知( )
A．电源的输出功率为3.0W
B．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω
C．电源内部消耗功率为1.0W
D．R的阻值为1.5Ω
2．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻R0， A和B是小灯泡，光敏电阻Rt阻值随光照强度增加而减小．用逐渐增强的光照射光敏电阻Rt过程中
A．电源路端电压不变
B．R0两端电压减小
C．灯A和灯B都变暗
D．灯A变亮，灯B变暗
3．如图所示，L为小灯泡，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，当照射光强度减小时(　　)
A．电压表的示数增大
B．R2中电流增大
C．小灯泡的功率增大
D．电路的路端电压减小
4．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值己在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有（　　）
A．路端电压为10V
B．电源的总功率为10W
C．a、b间电压的大小为6V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A
5．如图所示，两只白炽灯泡L1和L2与电源、电键组成的电路中，当电键闭合后，发现电压表V1、V2的示数相同，且电流表A的示数为零，则可能发生的故障是（ ）
A．L1断路 B．L2断路 C．L1短路 D．L2短路
6．如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（ ）
A．开关S断开时电源的效率为60%
B．开关S闭合后电源的总功率会变小
C．开关S闭合后灯泡的亮度增强
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W
7．在如图所示的电路中，三个定值电阻、、的阻值都是R，滑动变阻器的阻值范围为0~2R，电源电动势为E、内阻为r，下列说法正确的是（　　）
A．当变阻器的滑片P由a向b移动时，电流表示数减小
B．当变阻器的滑片P由a向b移动时，电压表示数增大
C．当变阻器的滑片P由a向b移动时，消耗的电功率增大
D．当变阻器的滑片P由b向a移动时，滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．下列关于电源的说法中正确的是（ ）
A．电源的电动势就是电源的路端电压
B．电路中，如果每通过1C的电荷，电源能把2J的其他形式的能量转化为电能，则电源的电动势就为2V
C．电源的电动势跟外电路无关
D．电源的输出电流越大，则电源的电动势也就越大
9．用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法错误的是（ ）
A．测量前必须进行欧姆调零，而且每测一次电阻都要重新调零
B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好
C．待测电阻若是连接在电路中，应当先把它与其它元件断开后再测量
D．用欧姆表测量某一电阻的阻值时，发现指针偏角很大，应选择倍率较小的档并且要重新调零后再进行测量
10．在如图所示的电路中，开关闭合后，当滑动变阻器的触头P向下滑动时，有(　　)
A．灯L1变亮
B．灯L2变暗
C．电源的总功率变大
D．电阻R1有从b到a方向的电流
11．如图所示，实验得到甲、乙两闭合电路的路端电压U与干路电流强度I的图象，由图象可知（ ）
A．E甲=E乙 B．E甲＞E乙 C．r甲＞r乙 D．r甲＜r乙
12．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，均为定值电阻，与均为理想电表；闭合开关S，使滑动变阻器的滑片向右滑动，则下列说法正确的是(　　)
A．电压表示数变大
B．电流表示数变小
C．滑动变阻器消耗的功率变大
D．电池的输出功率变大
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．如图所示的电路中，电源由4个相同的干电池串联而成，每个电池的电动势为1.5V，内电阻为0.5Ω，外电路电阻R1=2Ω，R2=R3=4Ω．试求：
（1）当开关S与A接通时，电路中的总电流和R2消耗的功率；
（2）当开关S与B接通时，电源的路端电压．
14．如图(1)所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电．合上电键后，改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流r均随之变化．
(1)以U为纵坐标，I为横坐标，在图(2)中画出变阻器阻值R在实验过程中变化时对应的U－I图像，并说明U－I图像与坐标轴交点的物理意义．
(2)在图(2)画好的U－I关系图线上取一点A(U1、I1)，请在图(3)中用阴影面积表示电流为I1时的电源内部发热功率．
(3)推导该电源的最大输出功率及条件，并作出P－R示意图(已知R>r)．
15．如图所示，电路中三个电阻和的阻值分别为R、2R和4R．当电键断开、闭合时，电源输出功率为；当闭合、断开时，电源输出功率也为.
（1）求电源的内阻和电动势；
（2）当、都断开时，求电源的总功率．
16．如图所示的电路，已知电池电动势E＝90 V，内阻ｒ＝5 Ω，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，板面水平放置的平行板电容器的两极板M、N相距d="3" cm，在两板间的正中央有一带电液滴，其电量q= -2×10－7 C，其质量m=4．0×10－5kg，取g="10" m/s2，问
（1）若液滴恰好能静止平衡时，滑动变阻器R的滑动头C正好在正中点，那么滑动变阻器的最大阻值Rmax是多大
（2）将滑动片C迅速滑到A端后，液滴将向哪个极板做什么运动 到达极板时的速度是多大？
参考答案
1．D
【分析】
由电源的路端电压与电流的关系图象与纵轴的交点读出电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻．两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率．
【详解】
电源的输出功率为：；故A错误；由图I可知，电源的电动势为，内阻；故B错误；电源内部消耗的功率为：；故C错误；由图II可知，；故D正确；故选D．
2．C
【分析】
由光敏电阻的性质可知电路中电阻的变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化以及路端电压的变化；由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化.
【详解】
用逐渐增强的光照射光敏电阻Rt过程中，Rt阻值减小，外电路电阻减小，总电流变大，路端电压减小，灯泡A的电流减小亮度变暗，则左边支路的电流变大，R0两端电压变大，灯泡B两端电压减小亮度变暗，选项ABD错误，C正确；故选C.
【点睛】
闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质．
3．B
【详解】
由图可知，L与R3串联后与R2并联，再与R1串联；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增大，电路中总电阻增大，总电流减小，由U=E-Ir可知，路端电压增大；因电流减小，则R1两端的电压减小；并联部分电压增大，R2中电流增大，流过灯泡的电流减小；故灯泡的功率减小；故ACD错误，B正确，故选B．
点睛：闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行；分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压，而外电路较为复杂，要注意灵活应用电路的性质.
4．A
【详解】
A．根据电阻的串并联规律可知电路的外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知路端电压为
故A正确；
B．电源的总功率为
故B错误；
C．规定电源负极为电势零点，则a点电势为
b点电势为
所以a、b间电压的大小为
故C错误；
D．a、b间用导线连接后，根据电阻的串并联规律可知电路外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知电路的总电流为
故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．如果灯泡L1断路，电压表V1示数为零，不符合题意，故A错误；
B．如果灯泡L2断路，电路不同，电流表无示数，电压表V1、V2都测量电源电压，示数相同，符合题意，故B正确；
C．如果灯泡L1短路，电流表有示数，不符合题意，故C错误；
D．如果灯泡L2短路，电压表V1无示数，电流表有示数，不符合题意，故D错误．
6．D
【详解】
A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为
电源的效率为
故A错误；
BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；
D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为
故D正确；
故选D。
7．D
【详解】
ABC．当变阻器的滑片P由a向b移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知干路电流增大，而
可知电压表示数减小，则R1的电流减小，而R1的功率变小；故由
可得电流表示数增大，故ABC错误；
D．当变阻器的滑片P由b向a移动时，滑动变阻器接入电路的阻值从0增大到2R，而电路除了滑动变阻器外构成的等效电源，其等效内阻为
故滑动变阻器作为等效电路的外阻变大，当其阻值等于内阻时，其功率达到最大，故滑动变阻器消耗的电功率先增大后减小，故D正确；
故选D。
8．BC
【详解】
试题分析：电源电动势等于非静电力所做的功与电荷量的比值，电源电动势等于电源没有接入电路时电源两端的电压；电源电动势由电源自身结构决定，与外电路无关；由闭合电路欧姆定律可知，电路电流等于电源电动势与电源内阻和外电路电阻之和的比值．
解：A、电源电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，大于电源的路端电压，故A错误；
B、通过1C的电荷，电源能把2J的其他形式的能量转化为电能，电源电动势E==2V，故B正确；
C、电源电动势由电源自身的结构决定，与外电路无关，故C正确；
D、由闭合电路的欧姆定律可知，电路电流I=，由此可见，电路电流取决于电源电动势与电路总电阻的比值，电流大，电动势不一定大，故D错误；
故选BC．
【点评】电源电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领大小的物理量，由电源本身的结构决定，与外电路无关．
9．AB
【详解】
A．测量前必须进行欧姆档调零，且每一次换挡后都要重新调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不需要重新进行欧姆调零，故A错误，符合题意；
B．人是导体，人与导体接触时，人与导体并联，并联阻值小于电阻阻值．用欧姆表测电阻时，不应用两手将表笔和待测电阻两端捏紧，故B错误，符合题意；
C．测量电路中的电阻时，要将待测电阻与其他元件断开，故C正确，不符合题意；
D．使用欧姆表测电阻时，指针指在中央刻度线附近，测量误差越小，若发现指针偏角很大，应选择倍率较小的档并且要重新调零后再进行测量，故D正确，不符合题意。
故选AB。
10．BD
【详解】
试题分析：滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，接入电路电阻变大，总电阻增大，则电路中总电流减小，灯变暗，故A错误；根据串联电路中电压与电阻成正比，可知，电路中并联部分的电压增大，通过的电流增大，而总电流减小，所以通过灯的电流变小，灯变暗，故B正确；根据知，减小，E不变，则电源的总功率减小，故C错误；电容器的电压等于右侧并联电路的电压，则电容器的电压增大，带电量将增多，电容器充电，所以电阻有从到方向的电流，故D正确．
考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率
【名师点睛】滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，接入电路电阻变大，分析总电流的变化，即可判断灯亮度的变化．根据电路的结构，由欧姆定律可判断电容器电压的变化，分析其状态，判断通过电阻的电流方向．根据总电流的变化判断电源总功率的变化；解决这类动态分析问题的基础是认识电路的结构，处理好整体和局部的关系，运用欧姆定律分析．
11．AD
【详解】
解：根据闭合电路欧姆定律得：U=E﹣Ir，当I=0时，U=E，所以图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻．
根据数学知识可知：E甲=E乙，r甲＜r乙．故AD正确，BC错误；
故选AD．
【点评】对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义．本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义．
12．AB
【详解】
A：滑动变阻器的滑片向右滑动，增大，整个电路的总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电压表示数变大．故A正确．
B：总电流减小，，两端电压增大，流过的电流增大，又，总电流减小，增大，则减小，电流表示数变小．故B正确．
C：应用极值法可知，当极大时，的功率几乎为零，故C错误．
D：电池的输出功率，可知当内外电路电阻相等时，电源的输出功率最大，由于、的大小关系未知，增大时电源的输出功率不确认怎样变化．故D错误．
点睛：处理选择题中物理量变化用极值法往往较为快捷．
13．（1）1 A；1 W （2）4 V
【详解】
试题分析：（1）S与A接通时，R2与R3并联再与R1串联，回路中的总电阻为6 Ω，
所以I总=E/R总="6/6=1" A
流过R2的电流I2="0.5" A，所以P2=I22R2=0.52×4="1" W
（2）S与B接通时，R3断路，R1被短路
所以U=R2E/（R2+r）="4" V
考点：本题考查闭合电路的欧姆定律．
14．(1)如图所示：
图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势E与横轴交点的坐标值为短路电流
(2)如图所示：
(3)当时，最大输出功率为
P－R图像如图所示：
【分析】
（1）根据闭合电路的欧姆定律得到U-I表达式，再画出图象，根据表达式分析图象与两坐标轴交点的物理意义；
（2）找出内电压和电流，根据公式求解并画出图像；
（3）根据闭合电路的欧姆定律结合电功率的计算公式求解最大输出功率；
【详解】
（1）根据闭合电路的欧姆定律可得，解得
画出的图象如图所示：
图象与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流；
（2）当外电压为时，此时内电压为：
则此时电源内部发热功率为：，如图中网格图形所示：
（3）电路中的电流强度为
输出电功率
当即时输出功率最大，最大电功率
P－R图像如图所示：
【点睛】
本题主要是考查闭合电路欧姆定律和电功率的计算，能够推导出U-I关系式是画出图象的关键，知道电源最大输出功率的条件．
15．（1），r=2R（2）
【详解】
（1）当电键S1断开、S2闭合时，对全电路E=I1(R+r)，
输出功率P0=I12R，
当S1闭合、 S2断开时，对全电路E=I2(4R+r)，
输出功率P0=I22 4R
解得，r=2R
（2）当S1、S2都断开时，外电路电阻R；则电源总功率为；P=P0
16．（1）60Ω（2）
【详解】
试题分析：（1）液滴静止，有：
得：
根据电容器在电路中位置知：
电路中的电流：
据部分电路欧姆定律得：
解得：
（2）液滴向上做匀加速直线运动，滑到A后，电容器两端电压UC2=UR
由动能定理得：
解得：
考点：部分电路欧姆定律；动能定理
【名师点睛】该题考查到电场中液滴的受力平衡与闭合电路的欧姆定律，属于该部分知识的基本应用．公式虽然较多，思路还是比较简单．