12.2闭合电路中的欧姆定律基础巩固（word版含答案）

12.2闭合电路中的欧姆定律基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册
一、选择题（共15题）
1．用多用表测直流电压U、直流电流I和电阻R时，若红表笔插入多用表的正（+）插孔，黑表笔插入多用表的负（－）插孔，则（　　）
A．测U、I时，电流从红表笔流入多用表，测R时电流从红表笔流出多用表
B．测U、I时，电流从红表笔流出多用表，测R时电流从红表笔流入多用表
C．测U、I时，电流从红表笔流入多用表，测R时电流从红表笔流入多用表
D．测U、I时，电流从红表笔流出多用表，测R时电流从红表笔流出多用表
2．在图所示的电路中，闭合开关S后，小灯泡正常发光，当电源两端电压不变，将滑动变阻器滑片P向左移动时，下列说法正确的
A．灯泡L1将变得更亮些
B．灯泡L1将变得更暗些
C．灯泡L2将变得更亮些
D．灯泡L2亮度不变
3．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θ．电容器接在如图所示的电路中，R1为电阻箱，R2为滑动变阻器，R3为定值电阻．闭合开关S，此时R2的滑片在正中间，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．以下说法正确的是( )
A．保持R1不变，将R2的滑片向右端滑动，则I读数变小，U读数变大
B．小球带正电，将R2的滑片向左端滑动过程中会有电流流过R2
C．减小R1，则U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值不变
D．增大R1，则I读数变大，U读数变小
4．在如图所示的电路中，S闭合，电容器已经充电．现将S断开，则以下判断错误的是
A．电容器将继续充电
B．电容器将放电
C．有瞬时电流通过R3
D．电容器上的带电量将增大
5．在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当的滑动触头向图中a端移动时（　　）
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
6．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有（　　）
A．路端电压为11V B．电源的总功率为10W
C．a、b间电压的大小为5V D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A
7．汽车后挡风玻璃上有一根根金属丝，其目的是给金属丝通电使之发热，可以快速清除玻璃上的结霜或者露水。如图所示为3根阻值皆为1的电阻丝，用一个内阻为1.5的直流电源给电阻丝供电，要使结霜最快融化，下列接法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．以下说法中正确的是（ ）
A．在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流
B．对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电源电动势越大
C．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D．电荷在闭合电路中移动一周静电力与非静电力对电荷做功之和为零
9．作为一个负责任的大国，我国今年在联合国大会中承诺2060年实现碳中和。发展电动汽车是实现这一目标的重要一步，电动汽车的核心部件之一是直流电机。小明在科创实验中将直流电机和电源相连，调整电机的转速以改变电机的输出功率。已知整个过程中，电源电动势、电源内阻r以及电机线圈内阻R都保持不变，且R=3r。则当电机的输出功率达到最大值时，电机输出功率与电源总功率之比为（　　）
A．0 B．0.25 C．0.5 D．0.75
10．有两个电阻，，有一电源电动势E=3V，内阻r=1Ω，下列接法使电源的内阻消耗的功率最大的是
A．将串联后接到电源两端
B．将单独接到电源两端
C．将单独接到电源两端
D．将并联后接到电源两端
11．单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量取决于（　　）
A．电源的电动势
B．电荷定向移动的速度
C．内、外电路的电阻之和
D．电荷运动一周所需要的时间
12．在如图所示的电路中，电流表和电压表均为理想电表，定值电阻R=2.5Ω，电源内阻r=0.5Ω。当开关S闭合后，电流表的示数为1A，由此可知电源电动势和电压表的示数分别为（　　）
A．3V 2.5V B．4V 2.5V
C．3V 0.5V D．3V 2V
13．如图所示，AB间电压恒为10V，R为阻值较大的滑动变阻器，P为R的中点，用一只的双量程非理想电压表的“5 V”挡测PB间的电压时，电压表恰好满偏，若换用“15 V”挡测量，则电压表的示数还是5V，则滑片P应置于（　　）
A．R的中点偏上 B．R的中点偏下
C．R的中点 D．R的最上端
14．如图所示，电源的电动势为E，内电阻为r．开关S闭合后，灯泡L1、L2均能发光．现将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动，则（ ）
A．灯泡 L1变亮，L2变暗 B．灯泡 L1、L2均变暗
C．电流表的示数变大 D．电源的总功率变小
15．2019年1月3日，嫦娥四号月球探测器平稳降落在月球背面南极——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了全世界。 嫦娥四号展开的太阳能电池帆板在有光照时，可以将光能转化为电能，太阳能电池板作为电源，其路端电压与干路电流的关系如图所示，则下列说法正确的是 （ ）
A．该电池板的电动势为2.80V
B．随着外电路电阻增大，其内阻逐渐增大
C．外电路阻值为1kΩ时电源输出功率约为3.2W
D．外电路阻值为1kΩ时电源效率约为36%
二、填空题（共4题）
16．如图所示，直线A为电源的U—I图象，直线B为电阻R的U—I图象，用该电源与电阻R组成闭合电路时，该电源电动势____V， 电源内阻_____Ω，电阻R____ Ω，电阻R上消耗的电功率______W．
17．在如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，外电路上接有一电阻值为R的电阻和一只自感系数很大、电阻不计的线圈，电流表和电压表均为理想电表，当开关S闭合后电压表的示数从___变化到____，电流表的示数从___变化到__（用含有E、R、r等物理量来表述结果）
18．如图甲所示为热敏电阻的图象,图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈的电阻为,当线圈中的电流大于或等于时,继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势,内阻可以不计,乙图中的“电源”是恒温箱的加热电源．
(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高而__________(填“增大”“减小”或“不变”)；
(2)应该把恒温箱内加热器接___________端(填“”或“”);
(3)如果要使恒温箱内的温度保持,电阻箱接入电路的电阻值为_________．
19．兴趣小组同学通过实验研究某电子元件的伏安特性曲线，使用的器材如下∶电源、滑动变阻器、电流表、电压表、开关、导线。
（1）该同学将此电子元件连接成如图甲所示的实验电路。开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于___________（填“左”或“右”）端。用此实验电路测得不同型号的该电子元件的多组电流和电压值，并由此分别绘出其I-U图像如图乙所示，根据图像可求得型号②元件在电压为0.8V时的电阻值为___________Ω。
（2）若导线6断路，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，示数会发生明显变化的电表是___________。
（3）拆去导线2，将滑动变阻器调至适当阻值保持不变，接型号①元件时读得电流表的示数为140mA，改接型号②元件时电流表的示数为160mA。若该电子元件被短路，则通过电源的电流为___________mA。（结果保留3位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．把铜片和锌片插入一个橙子里，就可以制成一个简单的水果电池。将四个电池的正负极依次连接起来，如图所示，就制成了一个水果电池组，可使LED灯发光。将水果电池组和干电池组分别连接小灯泡，观察两种情况下小灯泡的亮度，并分析其原因。
21．如图所示,R1=R2=R3=R4=R，开关S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，带电荷量为q的小球恰好处于静止状态．不计电源内阻．（重力加速度为g）求：
(1)电源的电动势．
(2) 开关S断开时，小球向电容器一个极板运动,小球到达极板时的速度大小
22．如图所示，=14Ω,=9Ω，当开关处于位置1时，电流表读数=0.2A；当开关处于位置2时，电流表读数=0.3A，求：
(1)电源的电动势E和内电阻r．
(2)当开关处于位置1，电流表读数=0.2A时，电源内阻消耗和输出的功率各为多少？
23．如图，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为，2、3接线柱之间的电阻为，1、3接线柱之间的电阻为。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
参考答案
1．C
【详解】
用多用表测量电阻时，流经多用表的电流由内电路提供，红表笔与内部电源的负极相连；用多用电表测电压时，电流由外部电源提供，总之无论是测电压U、电流I还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电流表。
故选C。
2．B
【详解】
此为简单的串联电路，将滑线变阻器滑片P向左移动时，电阻增大，电源的电动势和内阻不变，电流减小，灯泡都会变暗，故B正确，ACD错误．
3．C
【详解】
电路稳定时，R2相当于导线．保持R1不变，将R2的滑片向右端滑动，不改变电路中有效电阻，电路中电流不变，则I读数和U读数均不变，故A错误．电容器板间电场方向水平向右，小球受到的电场力也水平向右，所以小球带正电．将R2的滑片向左端滑动过程中，电容器的电压不变，带电量不变，没有电流通过R2．故B错误．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，得 ，保持不变，即减小R1，则U的变化量的绝对值与I的变化量的绝对值的比值不变．故C正确．增大R1，电路中电流减小，路端电压增大，则I读数变小，U读数变大，故D错误．故选C.
4．B
【详解】
试题分析：闭合，电路稳定时，电容器的电压等于电阻两端的电压，小于电源的电动势；当断开，电路稳定时，电容器的电压等于电源的电动势，可知电容器的电压增大，由知，其带电量增加，所以断开后电容器将继续充电，电阻上有瞬间电流通过，故B错误，ACD正确．
考点：电容、闭合电路的欧姆定律
5．D
【详解】
当R2的滑动触头向图中a端移动时，R2联入电路部分电阻减小，外电阻减小，内电阻不变，总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知回路中总电流变大，内电压变大，外电压减小，说明电压表示数减小，可知加在R1两端电压减小，流过R1电流减小，电流表的读数减小。故ABC错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
AB．外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，通过电源的电流为
则路端电压为
U=IR=1×10V=10V
电源的总功率为
P=EI=12×1W=12W
故AB错误；
C．选电源负极为0势点，则b点电势为
a点电势为
则ab间的电压为
故C正确；
D．a、b间用导线连接后，外电路为左半部分并联、右半部分并联，然后再串联，设外阻为R′，则有
则总电流为
故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
电源电压恒定，要使结霜最快融化，应让电阻丝总功率最大，由
可知，当电阻丝总电阻等于电源内阻时，可以让结霜最快融化。图C中两个电阻并联再和第三个电阻串联，电阻丝总电阻为与电源内阻相等，此时电阻丝功率最大。故C正确ABD错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
在电源内部，正电荷受到静电力和非静电力作用，从负极移动到正极，AC错误；电源电动势等于将单位正电荷从电源的负极移动到正极过程中非静电力所做的功，B错误；静电力对电荷做功使电荷的电势能减少，非静电力对电荷做功，其他能转化为电势能，使电荷的电势能增加，两者之和为零，D正确．
9．C
【详解】
设当电机的输出功率达到最大值时回路中的电流为I，则此时电动机输出功率
则当
时电机输出功率最大，此时
电源总功率
电机输出功率与电源总功率之比为0.5.
故选C。
10．D
【详解】
试题分析：电源内阻消耗的电功率，由于电源内阻大小恒定，所以要是消耗的功率最大，则电路电流最大即可，即电路总电阻最小，根据串并联电路规律可知将两个定值电阻并联后的电阻比其中最小的还小可得将并联后接到电源两端时电路总电流最小，故D正确；
考点：考查了串并联电路规律，电功率的计算
11．A
【详解】
单位正电荷沿闭合电路移动一周，电源释放的总能量W=qE，其中E为电源的电动势，故BCD错误，A正确。
故选A。
12．A
【详解】
定值电阻两端电压为
由闭合电路欧姆定律得
故A正确。
故选A。
13．B
【详解】
R下半部分与电压表形成并联电路再与R的上半部分串联，用“5 V”挡测PB间的电压时，电压表恰好满偏，换用“15 V”挡测量，电压表的内阻变大，并联部分分到的会电压大于，若要读数仍然为不变，只有减小并联部分的电阻，使并联部分分到的电压减小，故滑片应置于R的中点偏下。
故选B。
14．D
【详解】
解：由图可知L2与滑动变阻器并联，再与L1串联．
A、B、将滑动变阻器R的滑片P稍向下移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，整个电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减少，所以电灯L1变暗；
由于干路电流减少，内电压和灯泡L1两端的电压都减小，所以L2与滑动变阻器并联的电压增大，L2变亮．故A、B错误．
C、干路电流I减小，L2与滑动变阻器并联电压增大，所以通过L2的电流增大，所以电流表的示数减少，故C错误．
D、干路电流I减小，根据P=EI得电源的总功率减少，故D正确．
故选D．
【点评】对于电路的动态变化分析的问题，首先要搞清电路的结构，其次要按“部分→整体→部分”的顺序分析．
15．A
【详解】
A．电源的路端电压与干路电流的关系图像中，图线与纵轴的交点表示电动势，所以由图可知该电池板的电动势为2. 80V， A正确。
B．随着外电路电阻增大，干路电流不断减小，由闭合电路欧姆定律可知内阻
如图所示，
外电路电阻，阻的伏安特性曲线与原路端电压与干路电流的图线分别交于P1、P2， 则
指的是E与P1的斜率，
指的是E与P2连线的斜率，可知，B错误。
C．在原图中作出阻值为1kΩ的电阻的伏安特性曲线，如下图所示
与原图交于(1. 8V，1.8mA)，此交点即表示电阻的实际状态，所以电源输出功率约为
故C错误。
D．此时电源的效率
故D错误。
故选A。
16．6 1 2 8
【详解】
试题分析：由图A可知，电源的电动势为；内阻；
由图中两图线的交点，可知当该电源与电阻串联后，电路中电流为；电压为；则，电阻R上消耗的电功率．
考点：路端电压与负载的关系；电源的电动势和内阻；电功、电功率
17．E 0 0
【解析】
【详解】
[1][2]当开关S闭合后，因线圈电流的变化，导致线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，则电压表测量电源的电动势，当阻碍减小后，电压表读数在减小，当电路中电流稳定后，电压表示数为零，因此电压表的示数从E变化到0；
[3][4]当稳定后线圈直流电阻为零，电压表测线圈两端电压，故示数变为零，根据欧姆定律可知电流表示数为
18．减小 AB 190
【解析】
（1）由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；
（2）当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端．
（3）当温度达到150℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达25mA=0.025A，此时热敏电阻的阻值为30Ω，根据闭合电路欧姆定律可得：，即： ，解得：R′=190Ω．
19．左 5 电压表 222
【详解】
(1)[1]滑动变阻器为分压式接法，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于左端，使该元件上电压为零。
[2]根据图像可求得型号②元件在电压为U2=0.8V时电流为I2=0.16A，故电阻值为
(2)[3]若导线6断路，电压表与该元件串联，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，电流很小，电流表示数几乎不变，电压表测的是滑动变阻器左半端分出的电压，故示数会发生明显变化。
(3)[4]设电路其余部分电阻为r，电动势为E，拆去导线2，滑动变阻器变为限流式接法，接型号①元件时读得电流表的示数I1=140mA，由乙图可知，电压为U1=1.06V，由闭合电路欧姆定律可得
改接型号②元件时电流表的示数I2=160mA，电压为U2=0.8V，由闭合电路欧姆定律可得
联立解得
，
若该电子元件被短路，则通过电源的电流为
20．见解析
【详解】
水果电池的发电原理是：两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，从而产生了正负电荷的定向运动。水果电池工作时，将消耗化学能，产生电能，即把自身具有的化学能转化电能，从而使LED发光。由于水果电池内阻较大，尽管能点亮LED灯，但灯的亮度要低于同等电动势下的干电池组。
21．（1）（2）
【详解】
【分析】由小球的运动状态可得出电容器两端的电势差；根据电路结构分析开关通断前后电容器两端的电势差的变化，即可得出小球的运动情况
解：(1)开关S闭合时
由平衡条件有：

得：
(2)开关S断开后,R1、R4串联,则
小球向下运动由动能定理得
联解得：
22．（1）E=3V，；（2），
【详解】
试题分析：(1)当开关处于位置1时有: (1)
当开关处于位置2时有: (2)
联列(1)、(2)可以求得: (3)
(4)
(2)
(5)
(6)
考点：闭合电路的欧姆定律、电功率
23．
【详解】
因为1、2接线柱之间的电阻与2、3接线柱之间的电阻之和等于1、3接线柱之间的电阻，所以2为中间的结点，又因为2、3接线柱之间的电阻与1、2接线柱之间的电阻的差等于1、2接线柱之间的电阻的一半，故2、3之间有两个电阻井联，后再与第三个电阻串联，每个电阻均为1Ω，连接方式如图所示