第4章 闭合电路 本章小结（word版含答案）

2019粤教版必修第三册 第4章 本章小结
一、单选题
1．某同学按如图电路进行实验，电压表和电流表均为理想电表，实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同(但不为零)，若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是（ ）
A．R3短路 B．R1短路 C．R3断开 D．R2断开
2．在“练习使用多用电表”的实验中：（1）用多用电表测某电阻，档位旋钮指“”档，读数时发现指针偏转角度太大，为使测量结果更加准确，则应改用________挡：
（2）多用电表使用时间长了，设内部电池的电动势不变，内阻变大，使用该表测量电阻时，仍能够使用“调零旋钮”进行调零，则用该表测得的电阻测量值与电阻的真实值比较将__________（填“偏大”“偏小”“不变”）
（3）如图所示电路，开关闭合后发现灯不亮，欲用多用表检查该电路某处是否发生断路，应使用电表的__________
A．电阻档 B．电流档 C．交流电压档 D．直流电压档
3．在平常的生活中会遇到这样的情况，现象一：傍晚用电多的时候，灯光发暗，而当夜深人静时，灯光特别明亮；现象二：在插上电炉等大功率电器时，灯光会变暗，拔掉后灯光马上亮了起来．下列说法正确的是
A．现象一是因为夜深人静时，周围比较黑，突显出灯光特别明亮
B．现象二是因为电炉等大功率电器的电阻都比较大引起的
C．两个现象中的变亮都是因为干路上的总电流会变大引起
D．两个现象中的变亮都是因为干路上的总电流会变小引起
二、多选题
4．某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K后，他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时，电压表读数为U；当并联在A、B两点间时，电压表读数也为U；当并联在B、C两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2阻值相差不大）（　　）
A．AB段断路
B．BC段断路
C．AB段短路
D．BC段短路
5．如图所示电路中，电源电动势为E＝3V，内电阻为r＝1Ω，定值电阻为R＝4Ω，滑动变阻器能接入电路的最大阻值为R0＝10Ω，当滑动变阻器的滑片在中间位置时，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，以下判断的是（　　）
A．电路中的电流为0.3A
B．电容器两端电压为2.7V
C．若将R0的滑片向左端滑动，液滴向下运动
D．若将R0的滑片向左端滑动，电容器的带电量增加
三、实验题
6．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）
7．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是__________。（选填选项前面的字母）
A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
B当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。
a.若所选挡位为直流50mA挡，则示数为__________mA。
b.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为__________ Ω。
c.若所选挡位为电阻×10Ω挡，则欧姆表表头内阻为__________Ω。
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：__________。
A．将红表笔和黑表笔接触
B．把选择开关旋转到“×100”位置
C．把选择开关旋转到“×1k”位置
D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中可能正确的是__________。
A． B．
C． D．
(5)图为上题（图乙表盘的）多用电表电阻档中某一档位的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=100Ω，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，则此时欧姆表为电阻×_________Ω挡。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
8．（1）下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差又直观、简便的是_____
A．测出两组I、U 的数据，代入方程组E=U1+I1r 和E=U2+I2r
B．多测几组I、U 的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U 的数据，画出U-I 图像，在根据图像求E、r
D．多测几组I、U 的数据，分别求出I 和U 的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即
为电动势E，再利用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
（2）(多选)用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I 图像，由图像可知_______
A．电池的电动势为1.40V
B．电池内阻值为3.50Ω
C．外电路短路时的电流为0.40A
D．当电压表示数为1．20V 时，电路电流为0．2A
（3）如上（2）中甲图所示，闭合电键前，应使变阻器滑片处在________（填“左”或“右”）端位置上．
（4）．(多选)为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，才能达到实验目的_______
A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C．一个电压表和一个电阻箱
D．一个电流表和一个滑动变阻器
四、解答题
9．如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=4Ω，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量mo=0.1kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x=1cm，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10m/s2 ． 求:
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U ．
10．如图所示，电流表改装成欧姆表的电路。两表笔直接接触时，指针满偏（指在表盘刻度“5.0”位置上）；当两表笔之间接有1200Ω的电阻时，指针指在刻度“1.0”位置上。求：
（1）若指针指在刻度“3.0”位置上，此时两表笔间接多大的电阻；
（2）若两表笔间接电容C=2×10-6F的电容器，稳定时电容器带电量为多少。
11．如图电路中，电阻为10Ω，为120Ω，为40Ω，另有一个电压恒为100V的电源。
（1）当C、D端短路时，A、B之间的等效电阻是多少？
（2）当A、B两端接通测试电源时，C、D两端的电压是多少？
12．某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大）按图的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。闭合开关后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。
数据序号 1 2 3 4 5 6
电阻箱的电阻 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0
电压 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67
电流
(1)由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算通过电阻箱的电流，把每组电流的数据填在表中的空格处。
(2)根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出图像。
(3)根据图像，计算水果电池的电动势和内阻。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A：R3短路，两电压表均被短路，电压表示数相同(均为零)．故A项错误．
B：R1短路，由图可知RP与R2串联后与R3并联，然后接在电源上．电压表V1测并联部分电压，V2测R2两端的电压．两电压表示数不同．故B项错误．
C：R3断开，由图可知RP与R2串联，然后再与R1串联．电压表V1测RP与R2的电压，V2测R2两端的电压．两电压表示数不相同．故C项错误．
D：R2断开，R3与R1串联接在电源上，两电压表均测R3的电压．两电压表示数相同(但不为零)．故D项正确．
2．D
【解析】
【详解】
试题分析：（1）因为欧姆表的最左端示数为零，最右端示数无穷大，刚开始时指针指在最右端，读数时发现指针偏转角度太大，说明电阻过小，所以应采用小一档测量，即档测量
（2）根据欧姆表的改装原理可知，正常调零时应有：，当电池内阻变大调零时应有：，所以中值电阻不变，由可知，测得电阻的测量值与真实值比较将不变，
（3）电源为直流电源，闭合开关后发现小灯泡不亮，欲用多用电表检查该电路某处是否发生“断路”，在保持电路完整的情况下，应使用多用电表的直流电压档进行测量
考点：“练习使用多用电表”的实验
【名师点睛】本题考查了欧姆表的使用及电路故障检测方法，使用欧姆表测电阻时，要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近；可以使用电压表、电流表与欧姆表检测电路故障，要掌握其检测方法与注意事项
3．D
【解析】
【详解】
由于大多数用电器都是并联的，当傍晚用电多的时候或者插上电炉等功率大的用电器时，干路上的总电流会变大，这时候导线上的电压损失就会增加，当变压器供给用户电压一定的情况下，会使得用户得到的电压减小，所以电灯就会发暗；而当夜深人静时，用户用电器减少或者拔掉电炉、电暖气等功率大的用电器时，干路上的总电流会减小，这时候导线上的电压损失就会减小，用户得到的电压增大，所以电灯就会明亮，所以两个现象中的变亮都是因为干路上的总电流会变小引起，故D正确，ABC错误．
4．AD
【解析】
【分析】
【详解】
电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路，根据题意电压表并联在A，C两点间，电压表读数为U，当并联在A，B两点间时，电压表读数也为U，当并联在 B，C两点间时，电压表的读数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能BC段短路，故AD正确，BC错误。
故选AD。
5．AC
【解析】
【分析】
由闭合电路欧姆定律求得电流，再根据欧姆定律得到电容器两端电压；根据滑片移动得到电阻变化，即可由欧姆定律得到电流变化，从而得到电容器两端电压变化，进而得到电荷量及场强变化，再根据电场力变化得到合外力变化，从而得到运动方向．
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得：电路中的电流，故A正确；由欧姆定律可得：电容器两端电压UC＝UR＝IR＝1.2V，故B错误；滑片向左端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，故总电流减小，R两端电压减小，所以，电容器两端电压减小，故带电量Q＝CU减小；电容器两端电压减小，场强减小，故电场力减小，又有重力不变，那么液滴受到的合外力方向向下，液滴向下运动，故C正确，D错误；故选AC．
【点睛】
电容器接在电路中相当于断路，故常根据欧姆定律得到电容器两端电压，然后根据电压变化由Q=CU求解电荷量变化．
6． 左 5 电压表 222
【解析】
【分析】
【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
7． AC 22.0mA 190Ω 150Ω BAD AC 1k 变大
【解析】
【详解】
(1)[1]BC.当S接触点2时，内部接电源，则多用电表处于测量电阻的挡位，因黑表笔内部接电源的正极，则其中接线柱B接的是黑表笔，选项B错误，C正确；
A.当S接触点1时，电阻与表头并联，则多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项A正确；
D．当S接触点3时，表头与电阻串联，则多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项D错误；
故选AC。
(2)a.[2]若所选挡位为直流50mA挡，则示数为22.0mA；
b.[3]若所选挡位为电阻×10Ω挡，则示数为19×10Ω=190Ω；
c.[4]若所选挡位为电阻×10Ω挡，则欧姆表表头内阻等于中值电阻，即为15×10Ω=150Ω。
(3)[5]用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，则必须要换成“×100”档，然后两表笔短接调零，其正确步骤是BAD。
(4)[6]根据闭合电路的欧姆定律可知
则
故图像AC正确。
(5)[7]由闭合电路的欧姆定律
即
解得
R内=15kΩ
则此时欧姆表为电阻×1kΩ挡；
[8]当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆得重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式
欧姆表内阻R内得调小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由
可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，欧姆表的示数变大了。
8． C； AD； 左； ABC
【解析】
【详解】
(1) A项中根据两组测量数据可以算出一组E、r值，但不能减少偶然误差；B项中可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求，D选项的做法是错误的，故符合要求的选项为C．
(2) A项：由图示图象可知，电源U-I图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势测量值为1.40V，故A正确；
B项：电源内阻等于图象斜率的大小，为，故B错误；
C项：由图示图象可知，路端电压为1.00V时，电路电流为0.4A，可知外电路发生短路时的电流为，故C错误；
D项：当电压表示数为1.20V时，，故D正确；
(3)为了保护用电器，在闭合开关前滑动变阻器应调到最大电阻处，即应使变阻器滑片处在左端位置；
(4) 测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir，可以一个电压表、一个电流表分别测量路端电压和电流，用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量．也可以用电流表和电阻箱组合，可代替电流表和电压表，或用电压表和电阻箱组合，代替电压表和电流表，同样能测量电源的电动势和内阻，故ABC正确．
点晴：由图象的纵坐标可知电源的电动势，由纵坐标的交点可知路端电压为1V时的电流，由闭合电路欧姆定律可得出内电阻；测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，实验的电路有三种，分别是伏安法、伏阻法和安阻法．
9．（1） （2） ，4V
【解析】
【分析】
弹簧劲度系数可用胡克定律来求；当托盘放上重物时，弹簧被压缩，电压测量电阻范围增大，示数增加，利闭合电路欧姆定律可求最大电压．
【详解】
（1）当托盘内不放重物时，弹簧弹力为可得，
（2），当重量最大时，轻杆位于R最下端，此时电压表示数为R的电压，即，
此时弹簧又缩短了10cm，所放重物重量，可得．
故该电子秤能称出的最大物体质量为1kg，对应的理想电压表V的示数4V．
【点睛】
本题为传感器知识，为力学与电学知识结合的题目，需着重注意力学物理量与电学物理量之间的对应和联系，解题时将题目一分为二，力电分家处理．
10．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）当两表笔短接（即Rx=0）时，指针指在表盘刻度“5.0”上，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，则有
当两表笔之间接有R1=1200Ω的电阻时，指针指在表盘刻度“1.0”上，则由图可知，此时
联立解得
当指针指在刻度“3.0”位置上，则有
联立解得
（2）由图可知，电流表的满偏转电流为，故电源电动势为
当两表笔间接电容C=2×10-6F的电容器，稳定时电路中没有电流，电容器两端的电压等于电源电动势，则此时的电量为
11．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）当CD端短路时，AB间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为
（2）当AB两端接通测试电源时，CD两端的电压等于电阻R3两端的电压
12．(1) 0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17 ；(2)如图所示(3) 。
【解析】
【详解】
由公式
得
计算出表格内数据分别为
0.90，0.80，0.68，0.50，0.38，0.17；填入表格
数据序号 1 2 3 4 5 6
电阻箱的电阻 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0
电压 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67
电流 0.90 0.80 0.68 0.50 0.38 0.17
(2) 图像如图所示
(3)由公式
得
所以直线斜率k=r，由图可知电源电动势E=0.85V，电源内阻
所以r=8.5×102Ω，E=0.85V。
答案第1页，共2页
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