2019人教版必修第三册第十二章第2节课时2闭合电路的欧姆定律提升练习（word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十二章 第2节 课时2 闭合电路的欧姆定律 提升练习
一、多选题
1．如图所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则（ ）
A．电源的功率变小
B．电容器贮存的电荷量变小
C．电源内部消耗的功率变大
D．电阻R1消耗的电功率变大
2．如图所示的电路，电源电动势为E，内电阻为r，R为一电阻箱．R1、R2、R3均为定值电阻，当电阻箱R的阻值减小时 ( )
A．R1中电流增大
B．R2中电流增大
C．R3中电流增大
D．R中电流增大
二、单选题
3．将某电源接入电路，测得路端电压和干路电流的关系如图中直线所示，直线为某定值电阻的图线。现用该电源与开关、定值电阻组成闭合电路，下列说法中正确的是（　　）
A．此电源的内阻为 B．此电源的电动势为2.0V
C．电源的总功率为4.0W D．若将的阻值改为，电源输出功率增大
4．在如图所示的电路中，电源的电动势为E内电阻为r，电阻R1与变阻器R2串联，将R2的阻值调至零时，下列说法中正确的是（ ）
A．电路的外电阻最小
B．电阻R1消耗的功率最小
C．电源内消耗的功率最小
D．电源内部的电势降落最小
5．某同学将一直流电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率随电流变化的图线画在同一坐标系中,如图中的所示.则下列说法中正确的是( )
A．图线表示输出功率随电流I变化的关系
B．线的交点M对应的功率为最大输出功率
C．线的交点N对应的功率为最大输出功率
D．M点与N点的横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:2
6．如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡D1的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时，灯泡D1恰好能正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．此电源的内阻约为0.67Ω
B．灯泡D1的额定电压为3V，额定功率为6W
C．把灯泡D1换成“ 3V 20W ”的灯泡D2，电源的输出功率将变小
D．把D1和"3V 20W ”的灯泡D2并联后接在电源上，两灯泡仍能正常发光
7．如图所示的电路，R1、R2是两个定值电阻，R′是滑动变阻器，R3为小灯泡，电源内阻为r，开关闭合后，当滑动变阻器触头P向上移动时（　　）
A．电压表示数变大 B．小灯泡亮度变大
C．电容器放电 D．电源的总功率变大
8．在如图所示的电路中，直流电源的电动势，内电阻，定值电阻，滑动变阻器的电阻为，电压表为量程适当的理想电压表，在变阻器滑片从端点滑向端点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表读数先减小后增大
B．电源输出功率先减小后增大
C．定值电阻消耗的最大热功率为
D．滑动变阻器消耗的最大热功率为
9．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，已知其电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比．将传感器接在如图所示的电路中，已知、为定值电阻，观察电表示数的变化，就能判断一氧化碳浓度的变化情况，下列判断中正确的是（　　）
A．电压表读数增大时，电流表读数增大，浓度增大
B．电压表读数减小时，电流表读数减小，浓度增大
C．电压表读数增大时，电流表读数减小，浓度减小
D．电压表读数减小时，电流表读数增大，浓度减小
10．图示电路中，电源的电动势E = 9V，内阻不计，闭合开关S后，某时刻电路出现故障，此时理想电压表的示数U = 9V，可知该故障可能为（　　）
A．小灯泡L断路
B．电阻R1或R2短路
C．小灯泡L和电阻R1都断路
D．电阻R1或R2断路
三、解答题
11．已知如图, , , , 的变化范围是．求：
(1) 上消耗的最大电功率？
(2)电源的最大输出电功率？
(3) 上消耗的最大电功率？
12．如图所示，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电流表内阻RA=3Ω，两个定值电阻的阻值分别为R1=10Ω，R2=15Ω，电容器电容C=1.0×10-10F，求∶
（1）闭合开关S，待电路稳定后，路端电压为多少？
（2）闭合开关S，待电路稳定后，电容器的带电量是多少？
（3）再次断开开关S，待电路稳定，通过R2的电量是多少？
13．如图的电路中，甲图中R1为一滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻，且R2＝135Ω，R3阻值未知。当滑动变阻器滑片P从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求：
(1)电源的电动势E和内阻r分别为多少
(2)滑动变阻器的最大阻值；
(3)当输出功率最大时滑动变阻器的阻值(保留两位有效数字)。
14．如图所示，已知路端电压，电容器、，电阻、。
（1）开关S先断开再闭合，电容器的电荷量改变了多少？
（2）保持开关S闭合，电路稳定后，求电阻和消耗的总功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BC
【详解】
试题分析：当滑动变阻器的滑片向上滑动时，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，再分析总电阻如何变化，即可由闭合电路欧姆定律判断干路电流和路端电压如何变化，进一步得到并变阻器两端电压的变化，即可分析功率如何变化．
解：
A、由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，接入电路的电阻变小，则总电阻R总变小，I增大，电源的功率P=EI，则P变大．故A错误．
B、I增大，路端电压U减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小．由Q=CU知：Q变小，故B正确；
C、电源内部消耗功率P内=I2r增大，故C正确；
D、将电阻R1看成电源的内阻，因R与R1+r的大小未知，则等效电源的输出功率如何变化不能确定，则R上消耗的功率无法确定．故D错误．
故选BC
【点评】本题是一道电路动态分析题，分析清楚电路结构、灵活应用欧姆定律、串联电路特点是解题的关键．
2．BD
【详解】
试题分析：当电阻箱R的值减小时，电路的总电阻减小，故路端电压减小，即两端的电压减小，所以通过的电流减小，A错误，电路总电流增大，所以通过的电流增大，两端的电压是增大的，所以电阻箱所在的并联电路的电压是减小的，故两端的电压减小，所以通过的电流减小，C错误，因为电阻箱所在的并联电路的电流是增大的，所以通过R的电流增大，D正确，
考点：本题考查了电路的动态分析
点评：对于此类型的题目，关键是需要从变化的部分电路推导出电路的总体变化，然后再有总体变化推导出其他部分的变化
3．D
【详解】
AB．根据闭合电路的欧姆定律
路端电压和干路电流的关系如图中直线，纵轴截距为电源电动势，斜率为内阻
，
故AB错误；
C．图中交点表示电源与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图可知，此时
，
电源的总功率为
故C错误；
D．由上述分析可知，电源输出功率
若将的阻值改为，根据闭合电路欧姆定律
此时，电源的输出功率
电源输出功率增大，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
试题分析：将R2的阻值调至零时，R2被短路，电路中电阻最小，则电流最大，根据闭合电路欧姆定律及功率公式即可求解．
解：将R2的阻值调至零时，R2被短路，电路中电阻最小，由闭合电路欧姆定律可得电路中电流最大，则内电压最大，电源内部的电势降落最大，根据P=I2R可知，电流最大，则电阻R1消耗的功率最大，电源内消耗的功率也最大，故A正确，BCD错误．
故选A
【点评】本题考查闭合电路欧姆定律的动态分析类题目，一般思路都是先分析局部电路的电阻变化，再分析整体中电流及电压的变化，最后分析局部电路中的流及电压的变化；在分析局部电路时要注意灵活应用串并联电路的性质．
5．B
【详解】
由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI，Pr=I2r，电源的输出功率：PR= EI-I2r, 可知，a是直线，表示的是电源消耗的电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，故A错误；因当R=r时电源的输出功率最大，此时内外电阻上的功率相等，则由图可知，在M对应的功率为最大输出功率．故B正确；由图可知，在N点电源消耗的电功率最大，但都被电源内电阻上消耗，故C错误；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点M时的电流，此时电流的大小为，功率的大小为，a、b线的交点N表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr随相等，此时只有电源的内电阻，所以此时的电流的大小为，功率的大小为，所以横坐标之比为1：2，纵坐标之比为1：4，故D错误．故选B．
【点睛】
当电源的内阻和外电阻的大小相等时，此时电源的输出的功率最大，并且直流电源的总功率PE等于输出功率PR和电源内部的发热功率Pr的和．
6．B
【详解】
A. 由图读出电源的电动势为 E=4V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则
故A错误；
B. 灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压
U=3V，I=2A
则灯泡D1的额定电压为3V，功率为
P=UI=6W
故B正确；
C. 把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2，
灯泡D1的电阻为
=1.5
把灯泡D1换成“3V，20W”的灯泡D2时，输出电压小于3V，灯泡D2的电阻小于0.45Ω，更接近电源的内阻，根据输出功率与外电阻关系可知，电源的输出功率将变大，故C错误；
D. 若把D1和“3V，20W”的灯泡D2并联后接在电源上，那么外电路相当于两个灯泡并联，则电路总电阻减小，电流增大，内阻的电压增大，则外电路电压减小，因此灯泡不能正常发光
7．A
【详解】
AB．闭合开关后，当滑动变阻器触头P向上移动时，R'增大，外电路总电阻增大，干路中电流减小，则小灯泡亮度变小；电源的内电压减小，路端电压增大，则电压表的示数变大，故A正确，B错误；
C．电路稳定时电容器的电压等于R1、R'串联总电压，根据串联电路电压分配规律可知，R'增大，电容器的电压增大，则电容器充电，故C错误；
D．电源的总功率为P=EI，干路电流I减小，则电源的总功率变小，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】
A．变阻器滑片从端点滑向的过程中，阻值变小，则总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大，则路端电压减小，所以电压表读数减小，故A错误．
B．当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，所以当变阻器阻值为时，电源的输出功率最大，所以在变阻器滑片从端点滑向的过程中，电源的输出功率先增大，后减小，故B错误．
C．根据可以知道，当电流最大时，消耗的功率最大，此时变阻器电阻等于，则定值电阻消耗的最大热功，故C错误．
D．把定值电阻看成电源同阻，则当变阻器电阻时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为，所以D选项是正确的．
故选D
9．C
【详解】
电压表读数增大时，说明传感器的阻值增大了，外电路电阻增大，根据闭合电路欧姆定律，有
故电流表读数减小，依题意有
故浓度减小。故A错误；C正确；
同理，当电压表读数减小时，电流表读数增大，浓度增大。故B错误；D错误。
故选C。
10．D
【分析】
本题考查电路故障的分析，目的是考查学生的推理能力。
【详解】
A．若小灯泡L断路，则电压表的示数为零，A错误；
B．若电阻R1或R2短路，则电压表的示数不为零，但小于电源的电动势，即电压表的示数小于9V，B错误；
C．若小灯泡L和电阻R1都断路，则电压表的示数为零，C错误；
D．若电阻R1或R2断路，则电压表的示数等于电源的电动势，即电压表的示数为9V，D正确。
故选D。
11．(1) 4.5W；(2)4.5W；(3)2.25W
【详解】
（1）当R2=0Ω 时，电路中电流最大，则R1上功率最大，最大功率：
；
（2）当R1+R2=r=2Ω，即R2=0时，电源输出功率最大,最大为：
；
（3）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，知道当R2=R1+r=4Ω时电源的输出功率最大（即外电阻R2消耗的电功率最大），最大功率为：
．
12．（1）5.4V；（2）3.6×10-10C；（3）
【详解】
（1）闭合开关S，待电路稳定后，电容器相当于开关断开，R1与R2并联后与电流表串联，则外电路总电阻为
根据闭合电路欧姆定律得干路电流为
路端电压为
U=E-Ir=5.4V…
（2）电容器板间电压
UC=E-I（RA+r）= 3.6V
电容器的带电量
Q = CUC = 3.6×10-10C…
（3）断开开关S，电容器通过R1与R2放电，R1与R2并联，放电电流与电阻成反比，因此，通过R1与R2的电量跟电阻成反比，则通过R2的电量为
13．(1)E=6.0 ； r=12；(2)67.5Ω ；(3)9.6Ω
【详解】
(1)将乙图中AB线延长，交U轴于6.0V处，所以电源的电动势为E=6.0 V。
图象斜率表示内阻为
(2)当P滑到R1的右端时，电路参数对应乙图中的B点，只有电阻R3接入电路，由图乙所示图象可知： U3=1.2V，I3=0.4A ，则定值电阻R3的阻值为
当P滑到R1的右端时，电路参数对应乙图中的A点，由图乙所示图象可知：此时路端电压UA=4.8V，IA=0.10A 有欧姆定律得
解得：R1=67.5Ω
(3)当R1的滑片从最右端滑到左端时，外电路总电阻从小于电源内阻r变至大于r，当外阻和内阻相等时，电源输出功率最大。则有
代入数据解得:
14．(1)；(2)
【详解】
（1）开关S断开时，两电容器电压都为U，设电容器的带电量为，有
开关S闭合时两电阻串联，电容器的电压为
电容器的带电量为，有
电容器电荷量减少了
代入数据得
（2）开关S闭合时两电阻串联，电阻和消耗的总功率为
代入数据得
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