2021_2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册12.2闭合电路的欧姆定律同步练习（word版含答案）

第十二章第二节：闭合电路的欧姆定律
一、选择题
1．如图所示电路中，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表示数不变，电流表示数不变 B．电压表示数变小，电流表示数变小
C．电压表示数变大，电流表示数变小 D．电压表和电流表的示数的比值不变
2．在国际单位制中，表示电动势的单位符号是（　　）
A．T B．V C．Wb D．Ω
3．欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，下面的叙述正确的是（ ）
①测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头指示电流为零
②红表笔与表内电池正极相连，黑表笔与表内电池负极相连
③红表笔与表内电池负极相连，黑表笔与表内电池正极相连
④测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越大
⑤测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越小
A．①② B．③⑤ C．②④ D．①④
4．关于电压和电动势，下列说法正确的是（　　）
A．电压和电动势单位相同，所以电动势和电压是同一物理量
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电动势是反应电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量
D．电源电动势定义式和电势差定义式中的W都是电场力做的功
5．如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，直线b为某一电阻R的U-I图像。用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．电源的输出功率为2W
B．电源电动势为4.0V，内阻为0.5Ω
C．电源的总功率为8W
D．若将两个相同电阻R串联接入该电源，则电流变为原来的
6．在如图所示的电路中，4节干电池串联，小灯泡A、B的规格为“3.8V，0.3A”。合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮。用多用电表的直流电压挡检查故障。测得c、d间电压为0。e、f间电压约为5.8V，则故障是（　　）
A．A灯丝断开 B．B灯丝断开
C．d、e间连线断开 D．B灯被短路
7．如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为，内阻，调零电阻最大值，串联的固定电阻，电源电动势，内阻不计用它测量电阻，能准确测量的阻值范围是（　　）
A． B． C． D．
8．下面各单位中不属于电动势的单位（伏特）的是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad＝0、Ucd＝6 V、Uab＝6 V，由此可以断定（　　）
A．L1和L2的灯丝都断了 B．L1的灯丝断了
C．L2的灯丝断了 D．变阻器R断路
10．关于电源电动势，下列说法错误的是 　
A．电源电动势等于外电路的路端电压
B．电源电动势等于内外电路电势降落之和
C．电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压
D．电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领
11．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，R1=R2=R3=R4=r/2不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片由a向b端移动时，则（ ）
A．电压表和电流表读数都增大
B．质点P将向下运动
C．电源输出功率增大
D．R3上消耗的功率逐渐增大
12．如图所示为一个电池组和一只电阻R的U-I图线。用该电池组与电阻R直接连接成闭合电路，则以下说法正确的是（ ）
A．电池组的内阻是0.5Ω
B．电阻R的阻值为2Ω
C．电池组的输出功率将是5W
D．改变电阻R的阻值时，该电池组的最大输出功率为6.25W
13．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡L变亮
B．电容器C的带电量将增大
C．R0两端的电压减小
D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大
14．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
15．如图所示的电路中， R1、R2、R3为阻值相同的电阻，C为电容器，电源的电动势为E，内阻为r。先将电键S闭合，电路稳定后，流过电源的电流为I1，电源的效率为η1，电容器的带电量为Q1；再将S断开，电路稳定后，流过电源的电流为I2，电源的效率为η2，电容器的带电量为Q2，则下列说法正确的是（　　）
A．I1< I2
B．η1>η2
C．Q1>Q2
D．S断开后，通过电阻R3的电荷量为Q1+Q2
二、填空题
16．如图所示的由伏打电池供电的闭合电路中，沿电流方向电路一周，在___地方电势升高；在___地方电势降低。(选填“a”“r”“b”“R”)
17．如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0 V，内阻r=1.0 Ω；电阻R1=10 Ω，R2=10Ω，R3=30 Ω，R4=35 Ω；电容器的电容C=10 μF，电容器原来不带电，求接通电键K并达到稳定这一过程中流过R4的总电量为__________C．
三、解答题
18．如图所示，M为一线圈电阻RM=0.5Ω的电动机，R=8Ω，电源电动势E=10V，当S断开时，电流表的示数I1=1A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2=3A。求：
（1）电源内阻r；
（2）开关S断开时，电阻R消耗的功率P；
（3）开关S闭合时，通过电动机M的电流大小IM。
19．如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220 V的电源和阻值R=88 Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0=20 Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0~80 Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50 mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40 mA时，衔铁被释放接通工作电路．
（1）工作电路正常工作时，R在1 min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2=50 Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 140
20．加速度计是测定物体加速度的仪器，在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇和宇宙飞船制导系统的信息源.图14－15所示为应变式加速度计，当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态，敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上，架与待测系统固定在一起.敏感元件下端滑动臂可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移，并转换为电信号输出.已知敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，调整接点C的位置，使静态时输出电压为零.
（1）当系统做匀加速运动时，试写出加速度a与电压表示数U的对应关系，以便重新刻制到电压表表盘，使它成为直接读加速度值的加速度计；
（2）为什么C点设置在电阻丝AB的中间 对电压表的零刻度在表盘上的位置应有什么要求 表盘的加速度刻度是否均匀
参考答案
1．D
【详解】
ABC．由电路图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量R0两端的电压，电流表测电路中的电流；当滑动变阻器的滑片P向左移动时，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，由U=IR可知，定值电阻R0两端的电压变大，即电压表的示数变大，故ABC错误；
D．因为电压表和电流表的示数的比值等于定值电阻R0的阻值，所以电压表和电流表的示数的比值不变，故D正确．
故选D正确．
2．B
【详解】
在国际单位制中，表示电动势的单位符号是V。
故选B。
3．B
【详解】
测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头指示电阻值为0，故①不对；红表笔应与表内电池负极相连，黑表笔与表内电池正极相连，故②不对，③正确；测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，故④不对，⑤正确，故选B。
4．C
【详解】
电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量，A错误；根据闭合电路欧姆定律，路端电压，只有当外电路断开时，，路端电压等于电动势，B错误；电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小，C正确；电动势公式中的W是非静电力做功，电压中的W是静电力做功，D错误．
5．A
【详解】
A．电源的输出功率
选项A正确；
B．电动势为4.0V，内阻
选项B错误；
C．电源的总功率
选项C错误；
D．电阻
若将两个相同电阻R串联接入该电源，则电流
所以电流变为原来的，选项D错误。
故选A。
6．B
【详解】
灯泡不亮，说明电路断路或短路，电压表接e、f端时有示数且接近电源电动势，说明有电流通过电压表，e、f间以外其他部分电路接通，电压表接c、d时无示数，说明e、f间灯泡断路，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．B
【详解】
当红、黑表笔直接接触调零时，满偏时满足
所以欧姆挡内阻为
当指针指刻度盘中间位置（中值电阻）时，设被测电阻为，则
所以，因使用欧姆表时，指针指在中间位置附近时读数最为准确，故能准确测量的阻值范围是，B正确。
故选B。
8．B
【详解】
电感上电压计算公式 可知，1V=1H A/s，故A正确；根据U=IR可知，1V=1AΩ≠1A m2/s，故B错误；根据 可知，1V=1J/C，故C正确；根据 可知，1V=1Wb/s，故D正确．本题选错误的，故选B.
9．C
【详解】
串联电路中两灯均不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压
Ucd=6V
说明从a到d的电路和b到c的电路是连接良好的，故L1的灯丝和滑动变阻器都良好，L2的灯丝烧断了，故C正确，ABD错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．电源电动势等于外电路断路时的路端电压，选项A错误，符合题意；
B．电源电动势等于内外电路电势降落之和，选项B正确，不符合题意；
C．电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，选项C正确，不符合题意；
D．电源电动势表征电源把其它形式的能转化为电能的本领，选项D正确，不符合题意；
11．B
【详解】
试题分析：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小，同时R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A错误；并联部分电压减小，则电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点将向下运动，故B正确；当滑动端在a端时，外电路的电阻为，当滑动端向b端移动时，外电路的电阻减小，因为当外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大，故当滑动变阻器R4的滑片由a向b端移动时，电源输出功率减小，选项C错误；因R3两端的电压减小，由公式可知，R3上消耗的功率减小；故D错误；故选B．
12．D
【详解】
A．电源U-I图线的斜率的绝对值表示内阻，所以电池组的内阻是
故A错误；
B．电阻R的U-I图线的斜率表示其阻值，为
故B错误；
C．电池组的输出功率即为R消耗的功率，为
故C错误；
D．由题图可知电池组的电动势为
E=5V
该电池组的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P有最大值，为
故D正确。
故选D。
13．B
【详解】
A．当滑动变阻器的滑片向右移动后，R增大，电路中电流I减小，灯泡L将变暗，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律
得路端电压增大，则知U增大，电容器电荷量
增大，故B正确；
C．电路稳定后电容器相当于断路，则两端电压为零，没有变化，故C错误；
D．I减小，电源的总功率
减小，由于电源的内电阻与外电阻的关系不知，不能确定电源输出功率如何变化，故D错误。
故选B。
14．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。
15．D
【详解】
A．设三个相同的电阻为，电键S闭合，电路如图
通过电源的电流
S断开，电路如图
通过电源的电流
所以，，A错误；
B．电键S闭合，电源效率
S断开，电源效率
所以，，B错误；
C．电键S闭合，电容器的两端的电压等于电阻两短的电压
电容器的带电量
S断开，电容器的两端的电压等于电阻两端的电压
电容器的带电量
分析可得，C错误；
D．电键S闭合，给电容器充电，电容器下级板带正电，上级板带负电，电容器充电电量为，S断开后，电容器首先放电，通过的电荷量为，然后在给电容器充电，充电量为，则流过电荷量为
D正确。
故选D。
16．a、b R、r
【详解】
在电源内部，两电极附近的接触层a、b为非静电力作用的范围，非静电力移动电荷做功的过程中是把化学能转化为电荷的电势能，正电荷在接触层克服非静电力做功，电势能增大，电势升高，所以沿电流方向电路一周，在a、b地方电势升高；
在电源的内阻r和外电阻R上，电荷移动的过程中是静电力做功，静电力对正电荷做正功，电荷的电势能减小，电势降低，所以沿电流方向电路一周，在R、r地方电势降低。
【详解】
由电阻的串并联公式得闭合电路的总电阻为
由欧姆定律得，通过电源的电流
电源的路端电压
电阻R3两端的电压
通过R4的总电荷量就是电容器的电荷量
由以上各式并代入数据解得
17.略
18．（1）2Ω ；（2） ；（3）
【详解】
（1）当S断开时，根据闭合电路欧姆定律
即
得
r=2Ω
（2）电阻R消耗的功率
（3）路端电压
R支路电流
电动机的电流
19．（1） （2）6V （3）35°C~80°C
【详解】
（1）工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88Ω的电热丝组成，则R在1min内产生的热量为：
（2）当温度为60℃时，由表格数据可知R1=50Ω，已知此时滑动变阻器R2=50Ω，则控制电路的总电阻为：
R=R1+R2+R0=50Ω+50Ω+20Ω=120Ω
此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为：
I=50mA=0.05A
由欧姆定律可得，控制电路的电源电压为：
U=IR=0.05A×120Ω=6V
（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻最大为：
滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：
R1=R大-R2-R0=120Ω-80Ω-20Ω=20Ω
由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最小为：
滑动变阻器R2的最小电阻为0时，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：
R′1=150Ω-20Ω=130Ω
由表中数据知可控制的最低温度为35℃；
20．（1）U= （2）由上式可知，m、E、R、r、k、L均为常数，则系统加速度a与电压表示数U成正比，可将电压表上刻度相应地改成加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的.利用这个装置也可测定系统减速时的加速度，故电压表的零刻度应在刻度盘的中央位置
【详解】
（1）设敏感元件从平衡位置移动距离x，滑臂滑过的距离也为x.则有2kx=ma.滑臂滑过的距离为x时输出电压为 U=IRx,其中I=，Rx=.
消去x，加速度a与输出电压U的关系式为U=.
（2）由上式可知，m、E、R、r、k、L均为常数，则系统加速度a与电压表示数U成正比，可将电压表上刻度相应地改成加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的.利用这个装置也可测定系统减速时的加速度，故电压表的零刻度应在刻度盘的中央位置.