4.2闭合电路欧姆定律 学科素养提升练（Word版含答案）

4.2闭合电路欧姆定律 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，、、为定值电阻，为滑动变阻器，电源的电动势为E，内阻为r。先将开关S闭合，待电路稳定后，再将滑动变阻器的滑片向右滑动时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数减小
B．消耗的功率增大
C．消耗的功率减小
D．电源内部消耗的功率减小
2．如图所示，电路中R1、R2为两个电阻箱，平行板电容器C的极板水平放置.闭合电键S一段时间后，带电油滴悬浮在两板之间静止不动；如果电源的内阻不能忽略，且只允许做一个调整，则下列做法中，仍然能使油滴静止不动的是（　　）
A．增大R1的阻值 B．将R2的阻值调为原来的2倍
C．增大两板间的距离 D．断开电键S
3．如图所示的图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（　　）
A．R的阻值为1.5Ω B．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω
C．电源的输出功率为3.0W D．电源内部消耗功率为3W
4．如图所示，由电源（内阻不可忽略）、电流表、电压表、电阻箱和开关组成的电路，当闭合开关S时，电压表示数为U，电流表示数为I，现将电阻箱的阻值变大，则（　　）
A．电压表的示数仍为U B．电压表的示数将大于U
C．电流表的示数仍为I D．电流表的示数将大于I
5．在如图所示电路中，电源电动势为E、内阻为r，电阻、为定值电阻，为滑动变阻器，A、B为电容器的两个极板。当滑动变阻器的触头处于某位置时，A、B两板间的带电油滴静止不动，则下列说法正确的是（　　）
A．仅把R1的触头向右滑动时，电流表读数减小，油滴向下运动
B．仅把R1的触头向右滑动时，电流表读数增大，油滴向上运动
C．仅把两极板A、B间距离增大，油滴向下运动，电流表读数不变
D．仅把两极板A、B间正对面积减小，油滴向下运动，电流表读数不变
6．电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成125行，每行串有5000个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω，并能产生0.16V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为790Ω，则电鳗放电时，其首尾间的输出电压为（　　）
A．790V B．800V C．974V D．503V
7．如图（a），电源的电动势，电表均为理想电表．闭合开关S，让变阻器的滑片C从B端向左滑动的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图（b）所示，其中，U、I分别是电压表、电流表的示数，R是变阻器间的电阻，是电源的输出功率，是电源的效率．则（　　）
A．电源的内阻为 B．滑动变阻器最大阻值为
C．Ⅰ图c点的坐标为 D．Ⅱ图a点的坐标
8．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下列说法错误的是（　　）
A．车灯的电流变小 B．路端电压变小
C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变小
9．如图所示的电路中，平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片向左移动，则（　　）
A．电容器中的电场强度将增大 B．电容器上的电荷量将增大
C．电容器的电容将减小 D．液滴将向下运动
10．在如图的电路结构中的Q点处，有一粒子源，能不断地向两平行板电容器的中央处水平向左地释放出速度为v的同样的带电微粒，开关S闭合时，滑动变阻器的滑片P在图中所处的位置时，微粒恰能沿平行板电容器的中线运动，并能打在左边的挡板M上，现仍保持开关S闭合，并将滑片P往下移动一小段，则此后从Q点发出的带电微粒的运动将（　　）
A．不发生偏转 B．向下偏转
C．向上偏转 D．无法确定
11．在如图所示的电路中，电流表A1、A2，电压表V均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时（　　）
A．电流表A1示数变大 B．电流表A2示数变大
C．电压表V示数变大 D．电源的输出功率变大
12．如图所示的电路，电源内阻不可忽略，闭合开关S后（　　）
A．电流表的示数增大
B．电流表的示数减小
C．电压表的示数不变
D．电压表的示数增大
13．某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I图象，利用图像回答下列问题。（　　）
A．电源的电动势为0.40V，内电阻r为3.5Ω
B．电源的电动势为1.40V，内电阻r为1Ω
C．由于电压表的分流作用，造成了本实验的系统误差
D．由于电流表的分压作用，造成了本实验的系统误差
14．如图甲所示的电路，其中电源电动势E=6V，内阻r=2Ω，定值电阻R=4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值Rr的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2=1.5W，Rr=6Ω
B．图乙中R2=12Ω
C．滑动变阻器消耗的功率P最大时，电源输出功率也最大
D．无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值，都无法使电源的输出功率达到4.5W
15．如图，电源电动势为，内阻为，定值电阻的阻值，当滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，理想电流表、的示数变化量的绝对值分别为、，理想电压表的示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数增大 B．电流表的示数减小、的示数增大
C．与的比值等于电源内阻 D．电源的效率变小
二、解答题
16．如图所示，电源的电动势E=4.2 V、内阻r=1 Ω，电阻R1=R2=5 Ω，R3=6 Ω，R4=4 Ω，电容器的电容C=6 μF，闭合开关后，求：
（1）通过电源的电流：
（2）电容器C上极板所带电性及电荷量。
17．某太阳能电池的开路电压（断路时的路端电压）为480mV，短路电流为6mA，把它与一个阻值为120Ω的电阻器连接成闭合电路。
（1）电路中的电流为多大？
（2）电路的输出功率为多少？
参考答案
1．C
【详解】
ABC．因为无论串联还是并联，其中一个用电器电阻变小总电阻变小，由题可知将滑动变阻器的滑片向右滑动时，减小，则总电阻减小，根据串反并同原则，则电流表的示数增大，消耗的功率减小，消耗的功率减小，故AB错误，C正确；
D．因为电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知电路中干路电流增大，因为内功率为
所以电源内部消耗的功率增大，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．在直流电路中，在电路稳定时，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由
可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；
B．增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；
C．增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由
可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；
D．断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D项错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．R的阻值为
A正确；
B．由图像可知，电源电动势为
E=3V
内阻为
B错误；
C．电源的输出功率为
C错误；
D．电源内部消耗功率为
D错误。
故选A。
4．B
【详解】
将电阻箱的阻值变大，则总电阻变大，电路的总电流减小，则电流表的示数将小于I，路端电压变大，则电压表的示数将大于U。
故选B。
5．C
【详解】
AB．从题图中可知电容器两板间的电压等于路端电压，电流表测量干路电流，若仅把R1的触头向右滑动时，R1连入电路的电阻增大，则电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可得干路电流减小，路端电压增大，所以电流表示数减小，电容器两端的电压增大，根据公式
可得两极板间的电场强度增大，所以油滴受到的电场力增大，故向上运动，故AB错误；
C．仅把两极板A、B间距离增大，因为两极板间的电压不变，根据公式
可得电容器两极板间的电场强度减小，油滴受到的电场力减小，向下运动，电流表的示数不变，故C正确；
D．仅把两极板A、B间正对面积减小，由于两极板间的电压不变，距离不变，所以两极板间的电场强度不变，故油滴仍处于静止状态，电流表示数不变，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
总电动势为
总内阻为
根据闭合电路欧姆定律
输出电压为
故选A。
7．C
【详解】
A．电源的输出功率为
可知，当
此时输出功率取最大值为
根据图（b）可知，电源的输出功率最大值为4W，则有
可得，电源的内阻为
故A错误；
B．电源的效率为
可知，当滑动变阻器取最大阻值时，电源效率最高，根据图（b）可知，电源的效率最大值为80%，则有
可得，滑动变阻器最大阻值为
故B错误；
C．由图可知，c点横坐标为电压表示数最大时，即滑动变阻器取最大值时，此时电压表示数为
此时电源的输出功率为
故C正确；
D．由图可知，a点坐标为电流表最小，电压表示数最大时，即滑动变阻器取最大值时，根据闭合电路欧姆定律可得，此时电流表示数为
则此时电压表示数为
故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，车灯的电流变小，选项A正确；
BCD．开关S闭合，电机工作，外电路总电阻减小，电路的总电流变大，电源内阻上电压变大，路端电压变小，电源的总功率P=EI变大，故BC正确，D错误。
此题选择错误的选项，故选D。
9．D
【详解】
A．将滑动变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，总电流减小，两端电压U减小，则电容器两极板间电压减小，根据
电容器中的电场强度将减小，A错误；
B．根据
由于电容器两极板间电压减小，电容器上的电荷量将减少，B错误；
C．根据
所以电容器的电容将保持不变，C错误；
D．开始时，带电液滴正好处于静止状态，有
则当电容器两极板间电压减小时，液滴受到的电场力小于重力，液滴将向下运动， D正确。
故选D。
10．A
【详解】
将滑片P往下移动一小段，滑动变阻器接入电路的阻值减小，其两端电压减小，由于二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，其两端电压不变，极板间电场强度不变，所以此后从Q点发出的带电微粒的运动将不发生偏转。
故选A。
11．C
【详解】
A．由图可知，R1与R2并联，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2接入电路阻值增大，则外电路中的总电阻R增大，根据闭合电路的欧姆定律
知，电路中电流I变小，即电流表A1示数变小，故A错误；
C．路端电压为
可知，路端电压U变大，即电压表示数变大，故C正确；
B．通过R1的电流
由于U变大，则I1变大，通过R2的电流为
由于I变小，I1变大，则I2变小，即电流表A2示数变小，故B错误；
D．由于不知道外阻与内阻的大小关系，当外阻变大时无法确定电源的输出功率如何变化，故D错误。
故选C。
12．A
【详解】
AB．闭合开关后，外电路电阻变小，则总电阻减小，电路中总电流增大，即电流表示数增大，故A正确，B错误；
CD．电路中总电流增大，则电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，故电压表示数减小，故CD错误；
故选A。
13．BC
【详解】
AB．由闭合电路欧姆定律得
所以U-I图象的斜率为内阻，与纵轴的交点为电动势，故由图像得
故A错误，B正确;
CD．此电路中电压表测得是路端电压，但电流表不是干路电流，因为电压表有分流作用，故由于电压表的分流作用，造成了本实验的系统误差，故C正确，D错误。
故选BC
14．ABD
【详解】
A.将看成电源的内阻，据外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大知，当等效电源的内外电阻相等时滑动变阻器消耗的功率最大，由图乙知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为
故A正确；
B.当滑动变阻器接入电路的有效阻值为与阻值为时消耗的功率相等，则有
解得
（或，舍去）
故B正确；
C. 滑动变阻器消耗的功率P最大时，对应的电流为
此时电源的输出功率为
因为内外电阻相等时，电源的输出功率最大，当时，电源内外电阻最接近，所以，这时电源的输出功率最大，最大值为
滑动变阻器消耗的功率P最大时，电源输出功率不是最大，故C错误；
D.当时，电源的输出功率最大，只有4W，所以无论如何调整滑动变阻器Rr的阻值，都无法使电源的输出功率达到4.5W，故D正确。
故选ABD。
15．AC
【详解】
AB．当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A2的示数减小，根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表V的示数增大，R1的电流变大，则电流表A1读数减小，故A正确，B错误；
C．电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律
U=E﹣I2r
可知
故C正确；
D．电源的效率
外电阻变大，则电源效率变大，选项D错误。
故选AC。
16．（1）0.7A；（2）带正电，2.1×10-6C
【详解】
（1）闭合电路的外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可得通过电源的电流为
（2）两条支路的电阻相等，所以电流也相等，为总电流的一半，设电源负极电势为零
两端的电压
电容器上极板电势为1.75V。
两端的电压
电容器下极板电势为1.4V。
则可知上极板电势高，电容器上、下两极板间的电势差
所以电容器上极板带正电，且
17．(1)2.4mA；(2)
【详解】
(1)由题意可知
则电池的内电阻为
阻值为120Ω的电阻器接入电路后，电路中的电流为
(2)电路的输出功率为