第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元提高测试卷（Word版含解析）

第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电
一、单选题
1．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
2．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图线，以下实验结论正确的是（　　）
A．电池电动势和内电阻的测量值均偏大
B．电池内阻的测量值为3.50Ω
C．外电路发生短路时的电流为0.40A
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20A
3．如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图。单刀多掷开关S可以与不同接点连接。下列说法正确的是（　　）
A．当S接1或2时为直流电压档，接1时量程较大
B．当S接1或2时为直流电流档，接2时量程较小
C．当S接3或4时为直流电流档，接3时量程较大
D．当S接5或6时为直流电压档，接6时量程较小
4．如图为直流电动机提升重物的装置，重物的重量，电源电动势，电源内阻为，不计各处摩擦，当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流，则（　　）
A．电源的输出功率为450W B．电动机线圈的电阻为
C．电源的效率为 D．电动机的效率为
5．闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的重点知识，闭合电路中下列叙述中正确的是：（ ）
A．E=IR+Ir适应于所有电路
B．仅适应于外电路是纯电阻电路
C．E=U外+U内适应于纯电阻电路
D．电源的电动势数值上等于电源两极间的电压
6．如图所示为闭合电路电源的输出功率随电流变化的图象，由此图象可以判断（　　）
A．电源的内耗功率最大为9 W
B．电源的效率最大为50%
C．输出功率最大时，外电路的总电阻为4 Ω
D．电源的电动势为12 V
7．欧姆表电路及刻度盘如图所示，现因表头损坏，换用一个新表头.甲表头满偏电流为原来表头的2倍，内阻与原表头相同；乙表头满偏电流与原表头相同，内阻为原表头的2倍，则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为( ).
A．100Ω，100Ω B．200Ω，100Ω C．100Ω，200Ω D．50Ω，100Ω
8．如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路，电路中、为已知阻值的电阻，下列说法中正确的是
A．只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻
B．只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻
C．只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻
D．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻
二、多选题
9．如图，将一额定电压约1.5V、额定电流约10mA的LED灯接在总电动势约2.5V的自制柠檬电池组两端，LED灯正常发光，则（　　）
A．柠檬电池组的内电阻约为100Ω
B．柠檬电池组的内电阻约为1000Ω
C．若在电路中给LED灯串联一只“1V，0.5W”的小电珠，两灯都不发光
D．若在电路中给LED灯串联一只“1V，0.5W“的小电珠，LED灯亮度几乎不变
10．在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，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相连组成闭合电路，由图像可知（　　）
A．电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为2Ω
C．电源的输出功率为2W D．电源的效率为66.7%
11．如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（ ）
A．电容器C两端的电压增大
B．电容器C两极板间的电场强度增大
C．电压表的读数减小
D．R1消耗的功率增大
12．如图所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示．由该图可知
A．电源的电动势为8 V
B．电源的内电阻为2 Ω
C．电源输出功率的最大值为4 W
D．电源消耗的最大功率为16 W
三、填空题
13．如图所示，a触点离电阻R左端，b触点离电阻R右端，已知，示数为，电源由4节相同的电池串联而成，每个电池的内阻为，求图中电压表V、电流表A的示数分别是_______V、_______A和每个电池的输出功率为_______W.（将各电表视为理想电表处理）
14．如图所示，定值电阻R1 = lΩ，R2为电阻箱，电源电动势e =6V，内阻 r =3Ω．要使电源有最大功率输出，应使R2＝_______；若要使R1上得到的功率最大，应使R2=________；若要使R2上得到的功率最大，应使R2=______．
15．如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图象；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图象；直线C为一个电阻R的两端电压与电流关系的图象，将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么R接到a电源上时，电源的输出功率________（填“较大”、“较小”或“相等”），a电源的内阻________ b电源的内阻（填：“大于”、“等于”或“小于”）．a电源的电动势________ b电源的电动势（填：“大于”、“等于”或“小于”）
16．某研究性学习小组测量电阻的阻值过程如下
（1）用多用电表的欧姆挡粗测电阻，选用“k”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过大，因此需选择__________（选填“k”或“”）倍率的电阻档，换挡后应重新调零，测量时多用电表的示数如图所示，测量结果为________。
（2）为了精确地测量待测电阻的阻值，实验室提供了下列器材：
A．电流表（量程为，内阻）
B．电流表（量程为1.5mA，内阻）
C．滑动变阻器R（；额定电流1A）
D．定值电阻
E.定值电阻
F.电源（电动势V，内阻约2）
G.开关S、导线若干
①要求通过待测电阻的电流调节范围尽量大，从而可测量多组实验数据，请将设计好的电路图画在虚线框中________（要标出器材的符号）。
②按正确的电路连接，闭合开关，记录电流表、的示数、，移动滑动变阻器的滑片，记录多组数据，并做出图线如图所示，则待测电阻________（结果要保留3位有效数字）。
17．在“测电池的电动势和内电阻”的实验中，具有如下器材：待测干电池E一节，电压表V，电流表A，滑动变阻器，滑动变阻器，开关，导线若干。（结果均保留2位小数）
（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用___________（填或）。
（2）实验所用电路如图甲所示，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接图，要求保证开关在闭合前滑动变阻器的滑片处于正确的位置。
（3）该同学由实验数据得到图丙中的图像，根据图像求得电源电动势E=_________V，内电阻r=________Ω。
（4）丙图中图线是某电阻的伏安特性曲线，则两条图线的交点的横、纵坐标分别表示______，该同学将该电阻与本实验中的所用的电池连成一闭合电路，此时电阻消耗的电功率是______W。
（5）假如本实验中所使用的电压表的内阻很大（可视为理想电压表），而电流表是具有一定的内阻（不可忽略），则根据本实验原理图所测得的电源电动势值将________，内电阻值将________。（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）
四、解答题
18．如图，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角。已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，，取，，。求：
（1）流过电源的电流；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）小球的质量。
19．某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，电动机线圈的电阻为，重物的质量，不计电源内阻及各处的摩擦。当电动机以的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流。（g取）
（1）求电源的电动势E；
（2）求该装置的效率。
20．如图甲所示的电路，滑动变阻器与电源相连接，其中滑动变阻器的最大阻值，电源的输出电压随外电路总电阻按图乙所示的规律变化，其中段与横轴平行，且与的虚线接近重合。
(1)求电源的电动势、内阻；
(2)求、间空载时滑动变阻器两端电压的取值范围；
(3)若干路电流不能超过，求、间所接电阻的最小值。（保留一位小数）
试卷第2页，共8页
参考答案
1．D
【解析】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。
2．D
【解析】AB．由图像可知，电动势测量值
电源内阻
由图甲所示电路图可知，相对于电源来说，电流表采用了外接法，由于电压表的分流，使电流表所测电流小于流过电源的电流；实验误差来源于电压表的分流，电动势和内阻测量值和真实值之间的关系为
电源电动势与内阻测量值都小于真实值，A错误，B错误；
C．外电路发生短路时的电流为
故C错误；
D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数
I′==0.20 A
故D正确。
故选D。
3．B
【解析】AB．当开关S旋到位置1、2位置，电阻与表头并联，则多用电表就成了电流表，接1时分流电阻小，其分流大，则量程大；接2时分流电阻大，其分流小，则量程小，故A错误，B正确；
C．当开关S旋到位置3或4，电路中有电源，则多用电表就成了欧姆表，故C错误；
D．当开关S旋转到5、6位置，表头与电阻串联，则多用电表就成了电压表，串联电阻越大，则量程越大，所以接5时量程较小，接6时量程较大，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】A．电源的总功率
电源内阻消耗的功率为
电源的输出功率为
故A错误；
B．设线圈的电阻为R，根据能量守恒得
又
则得
故B错误；
C．电源的效率为
故C错误；
D．电动机效率为
故D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【分析】
欧姆定律只适用于纯电阻电路，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，电源电动势等于外电压与内电压之和．
【解析】A．适应于纯电阻电路，故A错误；
B．仅适应于外电路是纯电阻电路，故B正确；
C．适应于任何电路，故C错误；
D．电源的电动势数值上等于开路时电源两极间的电压，故D错误．
故选B．
【点睛】
本题考查对于电源的电动势的理解能力，注意欧姆定律只能适用于纯电阻电路，非纯电阻电路不能用，难度不大，属于基础题．
6．D
【解析】A．由P=I2r可得，随着电流的增大，内耗功率增大。故A错误；
B．随着电流的减小，电源的效率增大，最大可以接近100%，故B错误；
CD．由图可知，当电流为1.5 A时电源的输出功率最大，这里内耗功率等于输出功率为9 W，电源的效率为50%，这时电源总功率为18 W，根据P=IE可得，电源的电动势为12 V，由P=I2r可知，电源的内阻为4Ω，由于不能明确外电路是否为纯电阻电路，故无法求得电阻大小，故C错误；故D正确。
故选D。
7．D
【解析】更换表头前，从图中可知欧姆表的中值电阻为，，当换上甲表头时有 ，所以，当换上乙表头时，有，所以，故D正确．
8．D
【解析】图甲中可用
E＝I1(r＋R1)、E＝I2(r＋R2)
求得电源的电动势和内电阻；图乙中可用
E＝U1＋r，E＝U2＋r
求得电源的电动势和内电阻；而图丙中可用
E＝U1＋I1r，E＝U2＋I2r
求得电源的电动势和内电阻；三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻，故D项正确，ABC三项错误．
9．AD
【解析】AB．根据欧姆定律有
代入数据解得
选项A正确，B错误；
CD．LED灯的电阻
小电珠的电阻
额定电流
则电路的电流
可见此时电流接近于LED灯的额定电流，故在电路中给LED灯串联一只“1V，0.5W”的小电珠，LED灯亮度几乎不变，选项C错误，D正确。
故选AD。
10．AD
【解析】A．电源的电动势为3V，内阻为
A正确；
B．电阻R的阻值为
B错误；
C．电源的输出功率为
C错误；
D．电源的效率为
D正确。
故选AD。
11．AB
【解析】P下滑时接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，即通过的电流减小，根据可知消耗的功率减小，D错误；根据闭合回路欧姆定律可知内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，C错误；由于的电流减小，所以两端的电压减小，故电容器两端的电压增大，根据可得两极板间的电场强度增大，AB正确．
【点睛】
在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部．
12．CD
【解析】A、根据可知，当输出功率最大时，，，所以，由于，所以电源的电动势为，故AB错误；
C、根据图象可以知道，曲线C1、C2的交点的位置，表示电路的内外功率相等，此时电源的内阻和外电阻的大小是相等的，电源的输出的功率是最大的，由图可知电源输出功率最大值为，故C正确；
D、当电源被短路时，电源消耗的功率，故D正确．
点睛：本题考查学生的读图的能力，并且要知道当电路的内电阻和外电阻相等时，电路的输出的功率最大这个结论．
13．6 1 1.5
【解析】当触点离电阻左端，触点离电阻右端时，最左端一段与中间一段先并联再与最右端一段串联，示数为通过最左端一段的电流，所以最左端一段电压为：
通过最右端一段的电流为：
即电流表A的示数是，最右端一段的电压为：
图中电压表V的示数为：
电池的输出功率为：
每个电池的输出功率为：
14．2Ω 0 4Ω
【解析】
【解析】当外电阻与内阻相等时，电源输出功率达到最大，所以；要使的功率达到最大，需使流过的电流最大，即回路总电阻最小，所以；将与内阻r合并在一起看作新电源的内阻，则成为新电路的外电阻，使的功率最大，即为电源输出功率达到最大，所以．
【点睛】
对于电源，当外电路的总电阻等于内电路的总电阻时，电源的输出功率最大．当流过定值电阻的电流最大时，定值电阻消耗的功率最大．+
15．较大； 大于； 大于
【分析】
根据闭合电路欧姆定律分析电源的伏安特性图线截距和斜率的意义，比较电源的电动势和内阻的大小．将电阻接到电源上，电阻与电源的伏安特性曲线的交点就表示它们的工作状态，直接读出路端电压的关系．根据交点的电压和电流比较电源输出功率的大小．
【解析】当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大．电源的U-I图线的斜率大小等于电源的内阻大小，由图看出，a电源内阻大．由闭合电路欧姆定律U=E-Ir得知，当I=0时，U=E，即电源的U-I图线与纵轴的交点坐标等于电源的电动势，由图看出a电源电动势高．
【点睛】
本题是电源的外特性曲线与电阻的伏安特性曲线的综合，关键理解交点的物理意义，也可以根据欧姆定律研究电流与电压关系，来比较电源的输出功率．
16．
【解析】(1)用多用电表的欧姆挡粗测电阻，选用“”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转角度过大，则倍率档选择太大，需选择小倍率的挡位所以选择倍率的电阻档。
测量电阻为：19
(2)①由于滑动变阻器阻值比待测电阻阻值小的多，所以控制电路采用分压式电路，由于采用伏安法测电阻，但没有电压表，所以用内阻已知的电流表来改装成电压表，则需要串联一个大电阻，由于电源的电动势为3.0V，所以选择定值电阻，利用安安法测电阻有
采用这种方法测电阻时系统没有误差，则采用外接法，实验电路图如图所示
②根据安安法测电阻有
代入数据整理得
由图像可得
解得
17． 将该电阻R与电源连成闭合电路时通过电阻R的电流和它两端的电压 0.63 不变 不变
【解析】（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用即可；
（2）实物连线如图；
（3）根据图像可知，图像在纵轴上的截距等于电源电动势E=1.45V，图像的斜率等于点烟的内电阻
（4）丙图中图线是某电阻的伏安特性曲线，则两条图线的交点的横、纵坐标分别表示将该电阻R与电源连成闭合电路时通过电阻R的电流和它两端的电压，该同学将该电阻与本实验中的所用的电池连成一闭合电路，两图像的交点为电路的工作点，即I=0.9A，U=0.7V，则此时电阻消耗的电功率是
W
（5）本实验中出现误差的原因主要是电压表的分流作用，电流表内阻对实验不产生误差，若电压表内阻很大（可视为理想电压表），而电流表是具有一定的内阻（不可忽略），则根据本实验原理图所测得的电源电动势值将不变，内电阻值将不变。
18．（1）；（2）；（3）
【解析】（1）外电路电阻
电路中总电流
（2）路端电压
两板间的场
（3）设小球质量为，由共点力平衡条件有
解得
19．（1）80V；（2）75%
【解析】（1）电动机的输出功率为
电动机的热功率为
故电动机的总功率为
根据
可得电源的电动势为
（2）该装置的效率为
20．(1)；(2)；(3)
【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律得，由题图乙可知，当时
当时，，根据闭合电路欧姆定律可得
(2)、间空载时，当滑动变阻器的滑片移至最下端时，滑动变阻器两端电压，当滑动变阻器的滑片移至最上端时，有，又
可得这时滑动变阻器两端电压
所以、间空载时滑动变阻器两端电压的取值范围为。
(3)设、间所接电阻的最小值为，此时滑动变阻器的滑片应移至最上端，干路电流，有
又
代入数据可得
答案第10页，共11页
答案第11页，共1页