4.1闭合电路欧姆定律 课时提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）必修第三册（word含答案）

4.1闭合电路欧姆定律 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．一个电源电动势为1.5V，内阻为0.5，当它两端接1外电阻时，则闭合回路中的电流大小是（　　）
A．3A B．2A C．1.5A D．1A
2．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，、为定值电阻，R为滑动变阻器，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，电压表、的示数随电流表A的示数变化的完整图像如图乙中①②图线所示，图中能正确反映该过程中电压表示数随电流表A示数变化的完整图像的是（　　）
A．B．C．D．
3．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R0、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关K，将变阻器滑片向右缓慢滑动过程中，ΔU、ΔI分别表示电压表和电流表与初始示数的变化量，则ΔU与ΔI的比值将( )
A．不变 B．变大
C．变小 D．先变大后变小
4．如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示某小灯泡的电压与电流的关系图线，则下列说法正确的是（　　）
A．电源的电动势为30V
B．电源的内阻为Ω
C．将小灯泡直接接在电源两端时，小灯泡的电阻为15Ω
D．将小灯泡直接接在电源两端时，小灯泡消耗的功率为80W
5．如图所示，直线A为电源的U—I图线，直线B为电阻R的U—I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和电路的总功率分别是（　　）
A．4W，8W B．2W，4W C．4W，6W D．2W，3W
6．电源是将其它形式的能转化成电能的装置，设电源的电动势为E、路端电压为U，I为电源的输出电流，对电源和电路的理解正确的是（　　）
A．一定是外电路的总电阻
B．电动势的大小等于在电源内部电场力把单位负电荷从正极送到负极所做的功
C．电源的外电阻越大，输出功率越大，电源的效率越高
D．若外电路为纯电阻电路，且外电阻为R时，有，因此闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现
7．两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I，若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为（　　）
A．R B．2R C．4R D．无法计算
8．下列说法正确的是（　　）
A．用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有不等量异种电荷
B．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器
C．某一电容器带电量越多，它的电容就越大；两极板间的电压越高，它的电容也越大
D．电动势的单位跟电压一样，都是伏特，所以电动势就是电压
9．2021年2月24日，我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像（电池内阻不是常量），图线是某电阻的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　）
A．硅光电池的内阻为 B．电阻两端的电压为
C．电阻的电流为 D．电源的电动势为
10．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是（　　）
A．电源的内阻为
B．电流为时的外电阻是
C．电源的短路电流为
D．当接的外电阻时，电源的效率为
11．在如图所示的电路中，当电阻箱接入电路的电阻时，电流表示的数；当电阻箱接入电路的电阻时，电流表的示数。则当电阻箱接入电路的电阻时，电流表的示数为（　　）
A．0.30A B．0.40A C．0.50A D．0.60A
12．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，A为电压表，内阻为10kΩ，B为静电计，两个电容器的电容分别为C1、C2，下列说法中正确的是（　　）
A．若C1=C2，则电压表和静电计的电势差相等
B．若C1＞C2，则电压表上的电势差大于静电计上的电势差
C．不论C1、C2是否相等，电压表上的电势差均为零
D．C1上带电量不为零
13．如图是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是（　　）
A．电源的电动势为V B．电源的内阻为
C．电流为A时的外电阻是 D．电源的短路电流为A
14关于电动势，下列说法正确的是（　　）
A．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
B．干电池电动势1.5V表示该电池单位时间内可以把1.5J的其他形式的能转化为电能
C．电源电动势等于电源两极间的电压
D．电动势在数值上等于闭合电路内、外电压之和
二、解答题
16．无人机在人们生活中扮演着一个不可缺少的角色，为人们的生产生活带来诸多便利，一个摄影爱好者利用无人机在空中航拍，某时刻，无人机的电动机出现故障完全“卡死”（此时电动机视为纯电阻），通过短暂调整后无人机电动机恢复正常。无人机的内部简化电路如图所示，电源电压为E=12V，内阻r=0.5Ω，定值电阻R1=1.5Ω，电动机的线圈电阻为R0=1Ω，电动机正常工作电流为I0=2A。（电流表为理想电流表，导线和开关电阻不计）求：
（1）电动机“卡死”状态下，电流表的示数I；
（2）电动机正常工作时两端电压U。
17．如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k=1300N/m，电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0=0.5m，电压传感器的示数U1=3.0V。若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；
(2)当电压传感器的示数为U2=2.0V时，作用在迎风板上的风力F。
参考答案
1．D
【详解】
由闭合电路欧姆定律得
所以D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
（1）将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律，可知，电路中的电流变大，根据
可知，R1两端的电压变大，故①表示电压表V1、②表示电压表V2
（2）当滑片位于左端时，R1与R2串联，由乙图像可知：R1两端的电压U1=4V，通过的电流I1=0.4A，则
电源的电压
当滑片位于右端时，R1、R、R2串联，由乙图可知，I2=0.2A，R两端的电压UR=3V，U1′=2V，则电源的电压
两式可得
（3）因V3测电源的电压与R1两端的电压之差，所以，当U1=4V、I1=0.4A时，V3的示数为
当U1′=2V、I2=0.2A时，V3的示数为
结合选项可知A符合，BCD不符合。
故选A。
3．A
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律可得
则可得
保持不变。
故选A。
4．D
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律得电源的路端电压
U=E-Ir
对照直线①可知，当I=0时，电源的电动势
E=U=50V
故A错误；
B．直线①斜率的绝对值表示电源的内电阻，故有
故B错误；
CD．将小灯泡直接接在电源两端时，两图像的交点为电路的工作点，交点坐标为U=40V，I=2A，则小灯泡的电阻为
将小灯泡直接接在电源两端时，小灯泡消耗的功率为
P=IU=80W
选项C错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】
图像的交点即为工作点，所以输出功率为
电源的总功率为
故选C。
6．D
【详解】
A．当外电路为有电动机的非纯电阻电路时，外电路的总电阻，A错误；
B．电动势的大小等于在电源内部非静电力把单位正电荷从负极送到正极所做的功，B错误；
C．以外电路为纯电阻电路为例，由电源输出功率随外电阻的变化关系图可知，电源的外电阻越大，输出功率不一定越大，电源的效率为
故外电阻越大，电源的效率越高，C错误；
D．在闭合电路中，非静电力所做的功等于其他形式的能转化为内外电路中电能的总和，因此若外电路为纯电阻电路，且外电阻为R时，有
因此闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
设电源电动势为E，内阻为r，当两个相同的电阻R串联接入电路时，流过其中一个电阻的电流为
当它们并联接入电路时，流过其中一个电阻的电流为
由题知
可解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．用电源对平行板电容器充电后，两极板一定带有等量异种电荷，故A错误；
B．任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器，故B正确；
C．电容器的电容由电容器本身性质决定，与带电量和两极板间的电压无关，故C错误；
D．电动势是反应电源非静电力做功本领强弱的物理量，而电压（或电势差）是衡量单位电荷在静电场中由于所在位置电势不同而产生电势能差值的物理量，所以电动势和电压是两个完全不同的物理量，故D错误。
故选B。
9．A
【详解】
D．由闭合电路欧姆定律可得
当时
由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为
故D错误；
BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为
电流为
故BC错误；
A．硅光电池的内阻为
故A正确。
故选A。
10．B
【详解】
A．图像的斜率的绝对值表示电源的内阻，即
A错误；
B．有图像可知，电流为时，外电压为2.4V，则根据欧姆定律得
B正确；
C．由图可知，电源的电动势为3.0V，则短路电流为
C错误；
D．当接的外电阻时，电源的效率为
D错误。
故选B。
11．C
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律得
，，
解得
故选C。
12．C
【详解】
AB．由于静电计的两个电极是彼此绝缘的，电压表由电流表改装成的，电路稳定后，电路中没有电流，电压表两端没有电压，电容器C2充电，两端存在电压，所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势差，AB错误；
CD．由于电压表两端没有电压，电容器C1没有被充电，C1上带电量是零，所以不论C1、C2是否相等，电压表上的电势差均是零，C正确，D错误；
故选C。
13．AC
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律，当时，，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势
故A正确；
B．电源的内阻等于图线的斜率大小
故B错误；
C．电流为时，路端电压
外电阻是
故C正确；
D．外电阻时，短路电流为
故D错误。
故选AC。
14．AD
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律
U=E-Ir
得，当I=0时，U=E，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E=6V，故A正确。
B．电源的内阻等于图线的斜率大小，则有
故B错误。
C．外电阻R=0时，短路电流为
故C错误。
D．电流为I=0.3A时，路端电压
U=E-Ir=（6-0.3×2）V=5.4V
外电阻是
故D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
A．电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领，所以电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大，故A正确；
B．干电池电动势1.5V表示若有1C的电荷量通过电路，就有1.5J的化学能转化为电能，故B错误；
C．电源没有接入电路时，两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极的电压是路端电压，小于电源电动势，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律
可知，闭合电路中，电源电动势在数值上等于内外电压之和，故D正确。
故选AD。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）电动机“卡死”状态下可视为纯电阻，由闭合电路的欧姆定律有
（2）电动机正常工作时，工作电流为I0=2A，其输入功率等于输出功率和热功率之和，由能量守恒有
代入数据解得
17．(1)1Ω/m；(2)260N
【详解】
(1)无风时，电路中的电流为
则此时金属杆的电阻为
则金属杆单位长度的电阻为
(2)当传感器的示数为时，根据闭合电路欧姆定律
解得此时金属杆电阻为
则此时弹簧长度为
所以弹簧压缩量为
根据平衡条件，此时风力为