12.2闭合电路的欧姆定律精选专题集训（word版含答案）

人教版（2019）高二（上）12.2 闭合电路的欧姆定律精选专题集训
一．选择题（共11小题）
1．如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变的电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0，若改变四个电阻的一个阻值，则（　　）
A．减小R1，C1、C2所带的电量都增加
B．增大R2，C1、C2所带的电量都增加
C．增大R3，C1、C2所带的电量都增加
D．增大R4，C1、C2所带的电量都增加
2．如图所示的电路中，变阻器R接于恒压电源上，其滑动片P置于R点的中点，R1为用电器的电阻，V为电压表，以下说法正确的是（　　）
A．R1＝R时，电压表的示数为
B．R1＝2R时，电压表的示数为
C．R1断开时，电压表的示数为
D．R1→0，电压表的示数为
3．在实验室或电子仪器中常用分压器改变加在用电器上的电压，其原理如图所示。电源的输出电压U恒定，R0为滑动变阻器，是由同种材料、粗细相同的电阻丝均匀密绕而成；用电器的电阻为R。设滑动变阻器的滑动触头P与电阻器的端点A间的电阻为Rx。下列说法正确的是（　　）
A．为保护用电器，闭合开关S前，滑动触头P应置于B端
B．当电阻Rx按线性变化时，用电器上电压也按线性变化
C．为便于调节，应选择R0远大于R
D．为便于调节，应选择R0适当小于R
4．如图所示电路，平行板电容器的两个极板M、N，定值电阻R0、R1、R2为可调电阻，将质量为m、带正电的小球用绝缘细线悬于电容器内部上端．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节R1、R2（小球摆动均在两极板间）关于F的大小判断正确的是（　　）
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
5．在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（　　）
A．L变暗，Q增大 B．L变暗，Q减小
C．L变亮，Q增大 D．L变亮，Q减小
6．如图所示的电路中，两个定值电阻的阻值R1＞R2。闭合开关S后，理想电流表示数为I，理想电压表示数为U。若滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，则在此过程中（　　）
A．I变小 B．U变大 C．UI一定减小 D．可能不变
7．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．电压表V的示数增大
B．电流表A的示数减小
C．电容器C所带的电荷量减小
D．电阻R1的电功率增大
8．在如图所示的电路中，电源的内阻不能忽略．已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω．当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V．则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（　　）
A．2.2V B．1.3V C．1.9V D．1.6V
9．在图（a）所示电路中，V1、V2都是有0～3V和0～15V两个量程的电压表．当闭合开关后，两个电压表指针偏转均如图（b）所示，则电阻R1、R2两端的电压分别为（　　）
A．9.6V，2.4V B．12V，2.4V C．2.4V，12V D．2.4V，9.6V
10．在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则（　　）
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
11．如图所示电路中，电源电动势、内阻一定，R1、R2为定值电阻，当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，电流表A1、A2及电压表V的示数的变化情况是（　　）
A．A1示数增大，A2示数减小，V示数减小
B．A1示数减小，A2示数增大，V示数减小
C．A1示数增大，A2示数增大，V示数增大
D．A1示数减小，A2示数减小，V示数增大
二．多选题（共4小题）
（多选）12．如图所示电路，总电压U保持不变，滑动变阻器总电阻为2R，当滑动片位于变阻器中点O时，四个电流表A1、A2、A3、A4的示数相等，都等于I0，当滑动片向左移到O′点时（　　）
A．A1的示数大于I0 B．A2的示数大于I0
C．A3的示数大于I0 D．A4的示数大于I0
（多选）13．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　）
A．ΔU2＝ΔU1+ΔU3
B．＝R+r
C．和保持不变
D．电源输出功率先增大后减小
（多选）14．如图所示是测定两个电源的电动势和内电阻实验中得到的电流和路端电压图线．现将两电源分别与一滑动变阻器串联，电源1所在电路中电流为I1，路端电压为U1；电源2所在电路中电流为I2，路端电压为U2．则应有（　　）
A．当I1＝I2时，两电源的总功率相等
B．当I1＝I2时，两电源所接的外电阻相等
C．当U1＝U2时，电源1的输出功率小于电源2的输出功率
D．当U1＝U2时，电源1内部消耗的电功率小于电源2内部消耗的电功率
（多选）15．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）
A．电压表读数减小
B．电流表读数减小
C．质点P将向下运动
D．R3上消耗的功率逐渐增大
三．填空题（共17小题）
16．目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色发光二极管（只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光），R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当K按下接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，延时开关S约在1分钟后断开，电灯熄灭．根据上述信息和电原理图，我们可推断：
按钮开关K按下前，发光二极管是　 　（填“发光的”或“熄灭的”），按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约　 　分钟，这一过程中发光二极管是　 　．限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足R　 　RL的条件．
17．如图所示，图线Ⅰ为一电源的路端电压随电流变化的图线，图线Ⅱ为一导体两端电压和导体中电流的关系图线，那么电源电动势为　 　V，电源内阻为　 　Ω，导体电阻为　 　Ω
18．用如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势E和内电阻r时，电流表为理想电表。当开关S2与1接触时的电流强度I1，开关S2与2接触时的电流强度I2，则：
（1）电动势表达式E＝　 　，内电阻表达式r＝　 　。
（2）如果电流表因长期使用，表盘示数不清楚，但表盘刻度依然清晰，利用该电路能测量哪些物理量　 　（填“电动势”或“内电阻”或“电动势和内电阻”）
19．在闭合电路中，电源的两端电压为U，内电阻为r，电路中的电流为I，则电源的电动势E＝　 　，能反映闭合电路中“能的转化和守恒”思想的关系式为 　 　（用E、U、I、r表示）。
20．如图所示，图线AB是电路的路端电压随电流变化的关系图线。OM是同一电源向固定电阻R供电时，R两端的电压变化的图线，由图可知R的阻值是　 　；在交点C处表示电源的输出功率是　 　。
21．如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，当电阻箱R读数为　 　时，保护电阻R0消耗的电功率最大，这个最大值为　 　。
22．如图所示，当滑片位于最右端a点时，I＝0.2A，由图中信息可得R'的阻值最大为　 　，R'的最大功率为　 　。
23．电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。如图1为某充电电路，R表示电阻，E表示电源电动势，通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q﹣t曲线如图2中①②所示。那么：
（1）当电容器充满电时，电阻R两端电压为 　 　；
（2）图线①和图线②比较，对应E较大的是 　 　，（选填“①”、“②”、“相同”或“不确定”）原因是 　 　；
（3）图线①和图线②比较，对应R较大的是 　 　，（选填“①”、“②”、“相同”或“不确定”）原因是 　 　。
24．如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不计），A是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），R0是阻值为5Ω定值电阻，R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量△L与所受压力F之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）
（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为　 　；
（2）该设计中使用的电流表的量程最小为　 　，该电子秤的称量范围为　 　；
（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）　 　、　 　．
25．如图，已知电源内阻r＝1Ω，定值电阻R1＝2Ω，R2＝12Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω。闭合电键S，当变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，电流表A的示数　 　（填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或者“先减小后增大”）。在电流表A的示数减小0.2A的过程中，伏特表V的示数变化了　 　V。
26．如图，当开关K断开时，电源内电路功率为P1；K闭合时，电源内电路功率为P2。若两种情况下电源的输出功率相等，则P1　 　P2；R2　 　r。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
27．如图所示的电路中，U＝12伏，滑动变阻器AB的总电阻为42Ω，现要使标着“6V，1.8W”的灯泡L正常发光，那么A、P间的电阻应为　 　Ω，此时滑动变阻器上消耗的功率为　 　W．
28．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，固定电阻R0，可变电阻为R，则电源输出功率最大的条件是R＝　 　；可变电阻消耗功率最大的条件是R＝　 　；固定电阻消耗功率最大的条件是R＝　 　。
29．手机锂电池电动势为3.6V，内阻为0.1Ω．将7.1Ω的电阻接在电池两端，通过电池的电流是　 　A；当外电阻变大时，电池的电动势　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
30．如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r的电源与阻值为R＝6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、电键S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效电阻RP的关系如图乙所示。则定值电阻R消耗的最大功率Pmax＝　 　W；由图乙可知，Rx＝　 　Ω。
31．如图所示，电源电动势E＝9V，内电阻r＝0.5Ω，电阻R1＝5.0Ω、R2＝3.5Ω、R3＝6.0Ω、R4＝3.0Ω，电容C＝2.0μF．当电键K从与a接触转到与b接触，则通过R3的电量为　 　．
四．解答题（共3小题）
32．如图所示，R1＝R3＝2R2＝2R4，电键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，带电量为q的小球恰好处于静止状态；现将电键S断开，小球将向电容器某一个极板运动。若不计电源内阻，求：
（1）电源的电动势大小；
（2）小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。
33．如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，R3＝6Ω，当S1闭合S2断开时，电流表示数为2A，电压表示数为6V，求：（电压表和电流表均看成理想电表）
（1）R1、R2的电阻值及电源的输出功率；
（2）S1、S2均闭合后，流过R1的电流．
34．真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm．元电荷为e．
（1）求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短．
（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．
（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为△Ek．请推导证明：P＝△Ek．
（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）
人教版（2019）高二（上）12.2 闭合电路的欧姆定律精选专题集训
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．如图所示，R1、R2、R3、R4均为可变的电阻，C1、C2均为电容器，电源的电动势为E，内阻r≠0，若改变四个电阻的一个阻值，则（　　）
A．减小R1，C1、C2所带的电量都增加
B．增大R2，C1、C2所带的电量都增加
C．增大R3，C1、C2所带的电量都增加
D．增大R4，C1、C2所带的电量都增加
【解答】解：A、减小R1，电容器C1、C2两板间的电压不变，电容器所带电量不变，故A错误；
B、增大R2，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，路端电压变大，电阻R3、R4两端电压变小，电阻R2两端电压变大，电阻R2、R3串联电压变大，由于C1的电压等于R2两端的电压，C2的电压等于R2、R3两端的总电压，所以电容器C1、C2两端电压变大，由Q＝CU可知，两电容器所带的电量都增加，故B正确；
C、增大R3，整个电路电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流减小，由U＝IR可知，电阻R2两端电压变小，电容器C1两端电压变小；路端电压变大，
电阻R4两端电压变小，电阻R2、R3串联电压变大，电容器C2两端电压变大，由Q＝CU可知，电容器C1所带电荷量减少，C2所带的电量都增加，故C错误；
D、增大R4，电路总电阻变大，由闭合欧姆定律可知，电路电流变小，电阻R2两端电压变小，电阻R2、R3串联电压变小，电容器C1、C2两端电压都变小，由Q＝CU可知C1、C2所带的电量都减小，故D错误；
故选：B。
2．如图所示的电路中，变阻器R接于恒压电源上，其滑动片P置于R点的中点，R1为用电器的电阻，V为电压表，以下说法正确的是（　　）
A．R1＝R时，电压表的示数为
B．R1＝2R时，电压表的示数为
C．R1断开时，电压表的示数为
D．R1→0，电压表的示数为
【解答】解：分析电路图可知，R1与R的下半部分相并联，当R1＝R时，并联部分电阻为＝；则由串联电路的分压原理可知，电压表的示数为：U；故A错误；
B、当R1＝2R时，并联部分总电阻为：；则电压表的示数；故B错误；
C、当R1断开时，电压表直接测量滑动变阻器下半部分的电压；故其示数为，故C正确；
D、当R1→0，电压表被短路，则电压表示数为0；故D错误；
故选：C。
3．在实验室或电子仪器中常用分压器改变加在用电器上的电压，其原理如图所示。电源的输出电压U恒定，R0为滑动变阻器，是由同种材料、粗细相同的电阻丝均匀密绕而成；用电器的电阻为R。设滑动变阻器的滑动触头P与电阻器的端点A间的电阻为Rx。下列说法正确的是（　　）
A．为保护用电器，闭合开关S前，滑动触头P应置于B端
B．当电阻Rx按线性变化时，用电器上电压也按线性变化
C．为便于调节，应选择R0远大于R
D．为便于调节，应选择R0适当小于R
【解答】解：A、为保护用电器，闭合开关S前，滑动触头P应置于A端，使用电器的电压为零，故A错误；
B、用电器上电压UR＝U＝U＝U
可知，UR与Rx是非线性关系，当电阻Rx按线性变化时，用电器上电压按非线性变化，故B错误；
CD、为便于调节，应选择R0适当小于R，因为R0小于R时，根据并联电路的规律可知用电器R与Rx的并联阻值主要取决于Rx，故C错误，D正确。
故选：D。
4．如图所示电路，平行板电容器的两个极板M、N，定值电阻R0、R1、R2为可调电阻，将质量为m、带正电的小球用绝缘细线悬于电容器内部上端．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节R1、R2（小球摆动均在两极板间）关于F的大小判断正确的是（　　）
A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大
B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小
C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小
D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大
【解答】解：AB、保持R1不变，缓慢增大R2时，由于R0和R2串联，电路中总电流减小，R0两端的电压减小，则平行板电容器两极板间的电压U减小，板间场强减小，则带电小球受到的电场力F电＝qE减小，由平衡条件知，悬线的拉力 F＝ 变小，故A错误，B正确。
CD、保持R2不变，缓慢增大R1时，由于在含容支路中的电阻相当于导线，所以R0两端的电压不变，电容器板间电压不变，则小球受到的电场力F电不变，悬线的拉力为F不变，故CD错误。
故选：B。
5．在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是（　　）
A．L变暗，Q增大 B．L变暗，Q减小
C．L变亮，Q增大 D．L变亮，Q减小
【解答】解：当滑动变阻器的滑动片向下移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，灯L变暗。
电容器板间电压等于变阻器两端的电压。由上得知，路端电压减小，则通过L灯的电流减小，而干路电流增大，则通过R1的电流增大，R1的电压也增大，则变阻器两端的电压减小，电容器所带电量Q减小。故B正确。
故选：B。
6．如图所示的电路中，两个定值电阻的阻值R1＞R2。闭合开关S后，理想电流表示数为I，理想电压表示数为U。若滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，则在此过程中（　　）
A．I变小 B．U变大 C．UI一定减小 D．可能不变
【解答】解：A、在滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动中，R3减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知I变大，故A错误；
B、由闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣I（R1+r），I变大，其它量不变，则U变小，故B错误；
C、将R1看成电源的内阻，等效电源的内阻为R1+r，因R1＞R2，则等效电源的内阻大于外电阻，当R3减小时，外电阻减小，等效电源的内外电阻差值增大，等效电源的输出功率减小，即UI减小，故C正确；
D、根据欧姆定律得：＝，R3减小，则减小，故D错误。
故选：C。
7．如图所示的电路中，R1、R2是定值电阻，R3是滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，电流表A和电压表V均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．电压表V的示数增大
B．电流表A的示数减小
C．电容器C所带的电荷量减小
D．电阻R1的电功率增大
【解答】解：
A、当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，电阻R2与R3并联的电阻减小，外电路总减小，路端电压减小，则电压表V的示数减小。故A错误。
B、外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知干路电流I增大。并联部分电压U并＝E﹣I（R1+r）减小，流过电阻R2的电流I2减小，电流表A的示数IA＝I﹣I2增大。故B错误。
C、电容器的电压UC＝IR1，I增大，UC增大，电容器C所带的电荷量增大。故C错误。
D、电阻R1的电功率P1＝I2R1，I增大，P1增大。故D正确。
故选：D。
8．在如图所示的电路中，电源的内阻不能忽略．已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω．当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V．则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为（　　）
A．2.2V B．1.3V C．1.9V D．1.6V
【解答】解：由闭合电路欧姆定律可知：
当开关置1时，U＝R1＝＝2V；
当开关置2时，U′＝R2＝；
将两式相比可得：
＝
故U′＝2×＝2﹣；
因0＜＜，故1.6＜U′＜2.0；
故只有1.9V符合题意
故选：C。
9．在图（a）所示电路中，V1、V2都是有0～3V和0～15V两个量程的电压表．当闭合开关后，两个电压表指针偏转均如图（b）所示，则电阻R1、R2两端的电压分别为（　　）
A．9.6V，2.4V B．12V，2.4V C．2.4V，12V D．2.4V，9.6V
【解答】解：由b图读出电压表V1、V2的读数分别为U1＝2.40V，U2＝12.0V，由a图分析得知，电阻R1两端的电压等于两个电压表读数之差，即为12.0V﹣2.4V＝9.6V；电阻R2两端的电压等于电压表V1的读数2.4V。
故选：A。
10．在如图所示电路中，当滑动变阻器滑片P向下移动时，则（　　）
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
【解答】解：当滑动变阻器滑片P向下移动时，滑动变阻器的有效阻值变小，总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知，总电流I增大，故A灯变亮；总电流I增大，利用电动势、内电压和路段电压关系E＝Ur+UA+UB可知，B、C灯所在支路的电压UB和UC减小，故B灯变暗；B灯所在支路电流减小，而干路电流增大，所以C灯所在支路电流增大，故C灯变亮，故D正确，ABC错误。
故选：D。
11．如图所示电路中，电源电动势、内阻一定，R1、R2为定值电阻，当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，电流表A1、A2及电压表V的示数的变化情况是（　　）
A．A1示数增大，A2示数减小，V示数减小
B．A1示数减小，A2示数增大，V示数减小
C．A1示数增大，A2示数增大，V示数增大
D．A1示数减小，A2示数减小，V示数增大
【解答】解：当滑动变阻器R3的滑片P向上端a滑动时，变阻器有效电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知：干路电流I增大，A2增大。电压表V读数U＝E﹣I（R2+r），I增大，U减小，则电流表A1减小。
故选：B。
二．多选题（共4小题）
（多选）12．如图所示电路，总电压U保持不变，滑动变阻器总电阻为2R，当滑动片位于变阻器中点O时，四个电流表A1、A2、A3、A4的示数相等，都等于I0，当滑动片向左移到O′点时（　　）
A．A1的示数大于I0 B．A2的示数大于I0
C．A3的示数大于I0 D．A4的示数大于I0
【解答】解：当滑动片位于变阻器中点O时，根据欧姆定律得：
U＝2I0R
当滑动片向左移到O′点时，A1和R被短路，读数为零。A2的示数为I2＝＝2I0＞I0．A4的示数I4＝I0．则A3的示数为I3＝I2+I4＝3I0＞I0。
故选：BC。
（多选）13．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合电键后，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　）
A．ΔU2＝ΔU1+ΔU3
B．＝R+r
C．和保持不变
D．电源输出功率先增大后减小
【解答】解：A、V2测量路端电压，V1测量R的电压，V3测量滑动变阻器的电压，将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，则总电流增大，内电压增大，U2变小，U1变大，U3变小，U2减小量小于U1增大量和U3减小量之和，所以△U2＜△U1+△U3，故A错误；
B、根据闭合电路欧姆定律得：U3＝E﹣I（r+R），则得：＝R+r．故B正确。
C、根据欧姆定律得：＝R，不变，根据闭合电路欧姆定律得：U2＝E﹣Ir，则得：＝r，不变，故C正确；
D、当外电路电阻等于内阻时，电源输出功率最大，而电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，所以将滑动变阻器滑片向下滑动，功率变大，故D错误；
故选：BC。
（多选）14．如图所示是测定两个电源的电动势和内电阻实验中得到的电流和路端电压图线．现将两电源分别与一滑动变阻器串联，电源1所在电路中电流为I1，路端电压为U1；电源2所在电路中电流为I2，路端电压为U2．则应有（　　）
A．当I1＝I2时，两电源的总功率相等
B．当I1＝I2时，两电源所接的外电阻相等
C．当U1＝U2时，电源1的输出功率小于电源2的输出功率
D．当U1＝U2时，电源1内部消耗的电功率小于电源2内部消耗的电功率
【解答】解：A、在该U﹣I图线中，纵轴截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻。可知E1＝E2，r1＞r2．电压的总功率P＝EI，可知当I1＝I2时，两电源的总功率相等。故A正确。
B、当I1＝I2时，从图象可以看出，外电压不等，而外电阻等于外电压除以电流，所以外电阻不等。故B错误。
C、电源的输出功率P＝UI，当U1＝U2时，I1＜I2，所以电源1的输出功率小于电源2的输出功率。故C正确。
D、当U1＝U2时，E1＝E2，所以U1内＝U2内，根据P内＝，r1＞r2．所以电源1内部消耗的电功率小于电源2内部消耗的电功率。故D正确。
故选：ACD。
（多选）15．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）
A．电压表读数减小
B．电流表读数减小
C．质点P将向下运动
D．R3上消耗的功率逐渐增大
【解答】解：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；
B、当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大；故B错误；
A、因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A正确；
C、因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷向下运动，故C正确；
D、因R3两端的电压减小，根据欧姆定律可知，流过R3的电流逐渐减小； 故D错误；
故选：AC。
三．填空题（共17小题）
16．目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色发光二极管（只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光），R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当K按下接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，延时开关S约在1分钟后断开，电灯熄灭．根据上述信息和电原理图，我们可推断：
按钮开关K按下前，发光二极管是　发光的　（填“发光的”或“熄灭的”），按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约　1　分钟，这一过程中发光二极管是　熄灭的　．限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足R　＞　RL的条件．
【解答】解：如图所示，按钮开关K 按下前，发光二极管、限流电阻与灯泡串联，有小电流通过发光二极管，因此发光二极管处于发光状态．
当按钮开关K 按下再释放后，由于通电路瞬间延时开关触发，相当于S闭合，二极管被短路，所以处于熄灭状态；由于延时开关S约在1分钟后断开，电灯才熄灭，则知电灯L 发光持续时间约1min．
只有当限流电阻R的阻值比灯丝电阻RL大得多时，通过发光二极管的电流才很小，确保二极管不烧坏．
故答案为：发光的，1，熄灭的，＞
17．如图所示，图线Ⅰ为一电源的路端电压随电流变化的图线，图线Ⅱ为一导体两端电压和导体中电流的关系图线，那么电源电动势为　6　V，电源内阻为　2　Ω，导体电阻为　3　Ω
【解答】解：根据闭合电路欧姆定律得：U＝E﹣Ir，可知电源的U﹣I图象纵截距等于电源的电动势，斜率的大小等于电源内阻，所以由图象Ⅰ可知电源的电动势 E＝6V，电源的内阻 r＝||＝＝2Ω，导体的电阻为 R＝＝＝3Ω，
故答案为：6，2，3。
18．用如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势E和内电阻r时，电流表为理想电表。当开关S2与1接触时的电流强度I1，开关S2与2接触时的电流强度I2，则：
（1）电动势表达式E＝　　，内电阻表达式r＝　　。
（2）如果电流表因长期使用，表盘示数不清楚，但表盘刻度依然清晰，利用该电路能测量哪些物理量　内电阻　（填“电动势”或“内电阻”或“电动势和内电阻”）
【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律E＝IR+Ir，当开关S2与1接触时的电流强度I1，开关S2与2接触时的电流强度I2，代入方程，可求出电源的电动势和内阻，根据闭合电路欧姆定律E＝IR+Ir得：
E＝I1（R1+r）…①
E＝I2（R2+r）…②
联立①②解得：
E＝，r＝
（2）如果电流表因长期使用，表盘示数不清楚，但表盘刻度依然清晰，当开关S2与1接触时读出电流表指针指示的格数n1，用相同的量程测量当开关S2与2接触时读出电流表指针指示的格数n2，则＝，将这个关系代入（1）的结果可知：内电阻r＝，故可以测量内电阻；但无法求出电源的电动势。
故答案为：（1）； ； （2）内电阻
19．在闭合电路中，电源的两端电压为U，内电阻为r，电路中的电流为I，则电源的电动势E＝　U+Ir　，能反映闭合电路中“能的转化和守恒”思想的关系式为 　EI＝UI+I2r　（用E、U、I、r表示）。
【解答】解：根据闭合电路欧姆定律可知，I＝，变形可得：E＝I（R+r）＝U+U′＝U+Ir；
闭合电路中电源将其他形式的能转化为内外电路上的电能，即EI＝UI+I2r。
故答案为：U+Ir；EI＝UI+I2r。
20．如图所示，图线AB是电路的路端电压随电流变化的关系图线。OM是同一电源向固定电阻R供电时，R两端的电压变化的图线，由图可知R的阻值是　2Ω　；在交点C处表示电源的输出功率是　8W　。
【解答】解：OM是电阻的伏安特性曲线，其斜率等于电阻，则电阻为：R＝＝2Ω；
交点C处，电源的路端电压为4V，电流为2A，则电源的输出功率为：PC出＝UcIc＝4×2（W）＝8（w）
故答案为：2Ω；8W。
21．如图所示，已知电源电动势为6V，内阻为1Ω，保护电阻R0＝0.5Ω，当电阻箱R读数为　0　时，保护电阻R0消耗的电功率最大，这个最大值为　8W　。
【解答】解：保护电阻消耗的电功率为：P0＝
因为R0和r是常量，而R是变化的，所以R＝0时，P0最大，最大值为：Pm＝
代入数据解得：Pm＝8W；
故答案为：0，8W；
22．如图所示，当滑片位于最右端a点时，I＝0.2A，由图中信息可得R'的阻值最大为　10Ω　，R'的最大功率为　0.45W　。
【解答】解：电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量干路电流，分析U﹣I图象可知，电源电动势：E＝3.0V，
斜率表示电源内阻和定值电阻R的阻值之和，r+R＝5Ω，
分析电路可知，当滑动变阻器的滑片位于最右端a点时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
此时干路电流：I＝0.2A，
滑动变阻器两端的电压：U'＝E﹣I（R+r）＝2V
根据欧姆定律可知，R'的最大阻值：R'＝＝10Ω
把定值电阻R看作内阻，当R'的阻值等于R+r时，R'消耗的功率最大，最大功率：P'＝＝0.45W。
故答案为：10Ω；0.45W。
23．电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。如图1为某充电电路，R表示电阻，E表示电源电动势，通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，对应的q﹣t曲线如图2中①②所示。那么：
（1）当电容器充满电时，电阻R两端电压为 　0　；
（2）图线①和图线②比较，对应E较大的是 　相同　，（选填“①”、“②”、“相同”或“不确定”）原因是 　两条充电曲线趋近于同一电量大小　；
（3）图线①和图线②比较，对应R较大的是 　②　，（选填“①”、“②”、“相同”或“不确定”）原因是 　开始时刻电阻大的充电电流较小充电时间较长　。
【解答】解：（1）当电容器充满电时，电容器相当于断路，则电阻R两端的电压为0；
（2）图线①和图线②比较，E是相同的，因为两条充电曲线趋近于同一电量大小，而根据公式Q＝CU可知，U相等；
（3）图线①和图线②比较，对应R较大的是②，因为开始时刻电阻大的充电电流较小充电时间较长。
故答案为：（1）0；（2）相同；两条充电曲线趋近于同一电量大小（3）②；开始时刻电阻大的充电电流较小充电时间较长
24．如图（a）所示为某同学设计的电子秤原理图，其中E是电动势为3V的电源（内阻不计），A是电流表（在设计中计划被改成电子秤的示数表盘），R0是阻值为5Ω定值电阻，R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝。c是一根金属弹簧（电阻不计），其压缩量△L与所受压力F之间的关系如图（b）所示，c顶端连接有一个塑料盘。制作时调整弹簧的位置，使之不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端。（计算中g取10m/s2）
（1）当电流表示数为0.3A时，所称重物的质量为　2kg　；
（2）该设计中使用的电流表的量程最小为　0.6A　，该电子秤的称量范围为　0﹣6kg　；
（3）将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘有哪些特点？（请至少写出两个）　刻度不均匀、左大右小　、　刻度盘最左侧部分区域无刻度等　．
【解答】解：（1）当电流表示数为0.3A时，根据闭合电路欧姆定律得
R＝＝＝5Ω
R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝，则滑片P向下移动的距离为△L＝＝2cm，即弹簧压缩量为2cm，由△L﹣F图象读出F＝20N，则所称重物的质量为m＝。
（2）当不称重物时，滑片P刚好处于a端，电路中电流最大为 Im＝＝．故该设计中使用的电流表的量程最小为0.6A。
当滑片P滑到b端时，电子秤的称量最大，此时弹簧的压缩量为6cm，则由△L﹣F图象读出F＝60N，电子秤的称量最大值为m＝6kg。
（3）由R＝知，R与I不是成正比，而△L与R成正比，则△L与I不成正比，所以将电流表的表盘改制成的电子秤示数盘不均匀，与电流是反刻度，左大右小，另外一个特点是
由于电路中电流不为零，则刻度盘最左侧部分区域无刻度。
故答案为：
（1）2kg；（2）0.6A，0～6kg；
（3）刻度不均匀、左大右小、刻度盘最左侧部分区域无刻度等。
25．如图，已知电源内阻r＝1Ω，定值电阻R1＝2Ω，R2＝12Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω。闭合电键S，当变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，电流表A的示数　减小　（填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或者“先减小后增大”）。在电流表A的示数减小0.2A的过程中，伏特表V的示数变化了　0.6　V。
【解答】解：由图知，Rap+Rpb＝R3，R2 与 Rpb串联，再与Rap并联，根据串并联电路的特点得：
R并＝＝
根据数学知识，因为R2＞R3，当Rap与Rpb+R2 最接近时，并联电阻最大，故变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，Rap与Rpb+R2 相差越来越小，即并联电阻阻值逐渐增大，故电流表的示数减小。
根据闭合电路欧姆定律得：
E＝U+I（R1+r）
解得：U＝E﹣I（R1+r），
故 △U＝△I（R1+r）＝0.2×（2+1）V＝0.6V
故答案为：减小 0.6
26．如图，当开关K断开时，电源内电路功率为P1；K闭合时，电源内电路功率为P2。若两种情况下电源的输出功率相等，则P1　小于　P2；R2　小于　r。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【解答】解：当开关K断开时，R1和R2串联，此时电路中的电流为I1＝，电源内电路功率为：P1＝I12r；
K闭合时，R1短路，外电路只有R2，此时电路中的电流为I2＝，电源内电路功率为：P2＝I22r，由于I1＜I2，则P1＜P2；
电源的输出功率随外电阻的变化情况如图所示，当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，若两种情况下电源的输出功率相等，则R2小于r。
故答案为：小于；小于。
27．如图所示的电路中，U＝12伏，滑动变阻器AB的总电阻为42Ω，现要使标着“6V，1.8W”的灯泡L正常发光，那么A、P间的电阻应为　12　Ω，此时滑动变阻器上消耗的功率为　4.2　W．
【解答】解：设AP电阻为R，由于标着“6V 1.8W”的灯泡L正常发光，则可知BP电压为6V，电阻为：42﹣R；
又因为U＝12V，则AP电电压为6V，则：
＝+
解得：R＝12Ω
可知BP电阻为30Ω，滑动变阻器上消耗的功率为：
P＝+＝4.2W
故答案为：12，4.2
28．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，固定电阻R0，可变电阻为R，则电源输出功率最大的条件是R＝　r﹣R0　；可变电阻消耗功率最大的条件是R＝　R0+r　；固定电阻消耗功率最大的条件是R＝　0　。
【解答】解：设外电阻为R外，电源的输出功率为：＝＝；
由于R外×＝r2（定值），根据数学知识可得：R外＝时分母最小，电源的输出功率最大，此时有R外＝r；
所以当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大。
根据以上分析可知：
电源输出功率最大的条件是：R+R0＝r，解得：R＝r﹣R0；
要求可变电阻消耗的最大功率，可将电源内电阻等效为r+R0，满足的条件为：R＝R0+r；
根据P＝I2R0可得，固定电阻消耗的功率最大时，电流最大，此时R＝0。
故答案为：r﹣R0；R0+r；0。
29．手机锂电池电动势为3.6V，内阻为0.1Ω．将7.1Ω的电阻接在电池两端，通过电池的电流是　0.5　A；当外电阻变大时，电池的电动势　不变　（选填“增大”、“不变”或“减小”）．
【解答】解：电池电动势为3.6V，内阻为0.1Ω．将7.1Ω的电阻接在电池两端时，根据闭合电路的欧姆定律：I＝A
电源的电动势是由电源本身决定的，与外电路的电阻值无关．当外电阻变大时，电池的电动势不变．
故答案为：0.5，不变
30．如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r的电源与阻值为R＝6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、电键S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效电阻RP的关系如图乙所示。则定值电阻R消耗的最大功率Pmax＝　6　W；由图乙可知，Rx＝　20　Ω。
【解答】解：将定值电阻R看作电源的内阻，由图乙可知，当滑动变阻器的电阻Rp＝R+r＝6Ω+r＝10Ω时，即r＝4Ω，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率有
Pmax＝[]2 （R+r）＝2.5W
代入数据解得：E＝10V
当电路中的电流最大时，定值电阻R消耗的功率最大，此时Rp＝0，最大功率为
P'max＝[]2 R
代入数据解得：P'max＝6W
由图乙可知，当滑动变阻器的阻值为5Ω与阻值为Rx时消耗的功率相等，则有
代入数据解得：Rx＝20Ω
故答案为：6，20
31．如图所示，电源电动势E＝9V，内电阻r＝0.5Ω，电阻R1＝5.0Ω、R2＝3.5Ω、R3＝6.0Ω、R4＝3.0Ω，电容C＝2.0μF．当电键K从与a接触转到与b接触，则通过R3的电量为　1.7×10﹣6C　．
【解答】解：由闭合电路欧姆定律可得：电路中电流I＝＝＝1A；
则R1两端的电压为：U1＝IR1＝1×5＝5V；R2两端的电压U2＝IR2＝1×3.5＝3.5V；
则由Q＝UC可知，开关由a接b的过程中，电量变化△Q＝（U1+U2）C＝8.5×2.0×10﹣6＝1.7×10﹣5C
故答案为：1.7×10﹣5C．
四．解答题（共3小题）
32．如图所示，R1＝R3＝2R2＝2R4，电键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，带电量为q的小球恰好处于静止状态；现将电键S断开，小球将向电容器某一个极板运动。若不计电源内阻，求：
（1）电源的电动势大小；
（2）小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小。
【解答】解：（1）电键S闭合时，R1、R3并联与R4串联，（R2中没有电流通过）
UC＝U4＝
对带电小球有：
mg＝
得：E＝；
（2）电键S断开后，R1、R4串联，则有：
U′C＝，
小球向下运动与下极板相碰前瞬间，由动能定理得：
mg﹣q＝，
解得：v＝。
答：（1）电源的电动势大小为；
（2）小球第一次与极板碰撞前瞬间的速度大小为。
33．如图所示，电源电动势E＝10V，内阻r＝1Ω，R3＝6Ω，当S1闭合S2断开时，电流表示数为2A，电压表示数为6V，求：（电压表和电流表均看成理想电表）
（1）R1、R2的电阻值及电源的输出功率；
（2）S1、S2均闭合后，流过R1的电流．
【解答】解：（1）当S1闭合S2断开时，由题可得，R2＝＝＝3Ω
根据闭合电路欧姆定律得：I＝
可得 R1＝﹣R2﹣r＝﹣3﹣1＝1Ω
电源的输出功率 P＝I2（R1+R2）＝22×（1+3）W＝16W
（2）S1、S2均闭合后，外电路总电阻 R＝R1+＝1+＝3Ω
由闭合电路欧姆定律得
流过R1的电流 I′＝＝＝2.5A
答：
（1）R1、R2的电阻值分别为1Ω和3Ω，电源的输出功率是16W；
（2）S1、S2均闭合后，流过R1的电流是2.5A．
34．真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电子数为N，电子逸出时的最大动能为Ekm．元电荷为e．
（1）求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短．
（2）图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．
（3）在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为△Ek．请推导证明：P＝△Ek．
（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）
【解答】解：（1）由动能定理，有：Ekm＝eUm，解得：
Um＝
短路时所有溢出电子都到达B板，故短路电流：
I短＝Ne
（2）电源电动势等于断路时的路端电压，即上面求出的Um，故：
E＝Um＝
电源的内电阻：
r＝
（3）电阻两端的电压为U，则电源两端的电压也为U；
由动能定理，一个电子经过电源内部电场后损失的动能为：
△Eke＝eU
设单位时间内有N′个电子到达B板，则损失的动能之和为：
△Ek＝N′eU
根据电流的定义，此时电流：
I＝N′e
此时流过电阻的电流也为I＝N′e，外电阻上消耗的电功率：
P＝UI＝N′eU
故P＝△Ek．
答：（1）A板和B板之间的最大电势差为，以及将a、b短接时回路中的电流为Ne．
（2）图示装置可看作直流电源，则其电动势E为，内阻r为．
（3）证明如上．