第4章闭合电路欧姆定律与科学用电课后练习（word版含答案）

第4章闭合电路欧姆定律与科学用电
一、选择题（共15题）
1．如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则 （　　）
A．两个电阻的电功率相等
B．R1接在电源上时，电源的输出功率较大
C．R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大
D．两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等
2．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内电阻为r，L1、L2是两个小灯泡.闭合S后，两灯均能发光。当滑动变阻器的滑片向左滑动时，会出现（　　）
A．L1变暗，L2变暗 B．L1变亮，L2变暗
C．L1变亮，L2变亮 D．L1变暗，L2变亮
3．如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U﹣I图象，O为坐标原点，下列判断正确的是（ ）
A．电动势E1=E2，内阻r1＞r2
B．电动势E1＞E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＜E2，内阻 r1＜r2
D．电动势E1=E2，发生短路时的电流I1＞I2
4．用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻r，实验中可供选择的电压表有两个，量程分别为A(0～2 V)，B(0～5 V)，滑动变阻器两个：C(1000 Ω，0.1 A)，D(20 Ω，2A)，应选用的电压表和应选用的变阻器为( )
A．A、C B．A、D C．B、C D．B、D
5．如图所示电路中，电源电动势、内阻一定，、为定值电阻，当滑动变阻器的滑片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
6．若你家中某一个灯泡接通电源后不发光，则以下对于可能的故障分析正确的是(　　)A．灯泡灯丝烧坏
B．灯泡与灯座接触不良
C．总空气开关或其他电器空气开关断开
D．以上分析均有可能
7．如图所示，用多用电表测量直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入多用电表的“＋”插孔，则（____）
A．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
B．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
C．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
D．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
8．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示。下列判断中正确的是（　　）
A．电源内阻消耗的功率随外电阻R的增大而增大
B．当R＝r时，电源有最大的输出功率
C．电源的功率P总随外电阻R的增大而增大
D．当R＝r时，电源的效率η最大
9．如图所示，直线A为电源的路端电压与电流的关系图线，直线是电阻两端电压与电流的关系图线，用该电源与电阻组成闭合电路，则下列说法错误的是（　　）
A．电源的电动势为
B．电阻是
C．消耗的功率是
D．电源内阻消耗的功率是
10．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡均能发光。在将滑动变阻器的触片逐渐向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L1、L2均变暗
B．小灯泡L1变亮、小灯泡L2变暗
C．电流表A、电压表V的读数都变大
D．电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比变大
11．如图所示电路，电源内阻不能忽略，阻值小于变阻器的总电阻，初态滑片位于变阻器的中点，由中点向上移动到顶端的过程中（　　）
A．电流表的示数一直增大 B．电压表的示数先增大后减小
C．电源的总功率先减小后增大 D．电源的效率先减小后增大
12．如图。平行金属板中带电质点P处于静止状态，移动滑动变阻器的滑片，发现质点P将向下运动，则
A．电压表读数增大 B．电流表读数减小
C．滑动变阻器的滑片向a端移动 D．上消耗的功率逐渐减小
13．如图所示电路中，R1为定值电阻，L为小灯泡，假设小灯泡阻值不随温度变化而变化。闭合开关S，小灯泡L正常发光，当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时（　　）
A．电流表示数减小 B．电流表示数增大
C．小灯泡L变暗 D．小灯泡L变亮
14．如图电路中，电源的电动势E、内阻r，，平行板电容器的电容C水平放置，开始时电键K断开．则以下说法正确的是（　　）
A．电容器间插入云母片时，会有电流向上流经
B．电容器间插入金属薄片时，会有电流向下流经到电容器上极板
C．电键K闭合前后，电容器上极板均带正电
D．闭合电键K后，通过电阻的总电量大于闭合前电容器的带电量
15．在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势E，内阻为r．设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U．当R5的滑动触点向图中a端移动时( )
A．R1、R3 功率变大，R2、R4功率变小 B．I变大，U变大
C．R1、R3 功率变小，R2、R4功率变大 D．I变小，U变小
二、填空题
16．如图所示，当滑动变阻器的滑片向右移动时，外电阻的阻值将______，电流表的示数将______，电压表V1的示数将______，电压表V2的示数将______。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
17．数字电路中基本的逻辑门电路是___________门、___________门和___________门。
18．如图中把量程为3mA，内阻为100Ω的电流表改装成15V的电压表，则需串联一个阻值为___________Ω的电阻，改装后原来刻度1.4mA位置的读数为___________V；若是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表，其中电源电动势E=3V。改装后，将原来电流表3mA的刻度定为电阻的“0”刻度，欧姆表的中值电阻为___________Ω，2mA刻度处标___________Ω。
19．如图所示的电路中，电阻R2=15Ω，R3=30Ω，电源的电动势ε=12V，内电阻r = 1 Ω，安培表的读数I = 0.4A．则
（1）通过电阻R3的电流为___________A
（2）电阻R1的阻值为___________Ω
（3）电源的输出功率为___________W．
三、综合题
20．将一个标有“24 V、48 W’的电灯接在电动势E="36" V，内阻r＝2 Ω的直流电源下使用，今有“2Ω、50W”的定值电阻R若干只可供选用，请设计两种电路使电灯正常发光（要求使用定值电阻数最少）：
（1）定值电阻与电灯串联作分压电阻使用（写出设计根据，画出电路图）
（2）定值电阻与电灯并联作分流电阻使用（写出设计根据，画出电路图）
（3）在你设计的两种电路中，哪种方法较好？说明理由．
21．如图所示，电源电动势E=30 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=4 Ω，R2=10 Ω．两正对的平行金属板长L=0.2 m，两板间的距离d=0.1 m．闭合开关S后，一质量m=5×10﹣8kg，电荷量q=+4×10﹣6C的粒子以平行于两板且大小为 =5×102m/s的初速度从两板的正中间射入，求粒子在两平行金属板间运动的过程中沿垂直于板方向发生的位移大小？（不考虑粒子的重力）
22．如图所示，甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的AC，BC两直线所示，已知，滑动变阻器的最大阻值为6Ω，不考虑电表内阻对电路的影响。求：
（1）定值电阻；
（2）电源的电动势和内阻；
（3）在滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，变阻器消耗的最大电功率。
23．如图所示，电路中的电源的电动势为E、内电阻为r，灯泡L1、L2、L3、L4的电阻均为R，开关S闭合后，求：
（1）电源的路端电压
（2）通过导线AB的电流
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
AB．由两图线的交点读出，R1接在电源上时
U1=0.5U0
I1=0.5I0
电源的输出输出功率
P1=U1I1=0.25 U0I0
R2接在电源上时电压
U2=0.75U0
通过R2的电流
I2=0.25I0
则电源的输出功率
所以R1接在电源上时，电源的输出功率较大，故B正确，A错误；
C．由图可知，电源接R1时电路中的电流大，所以电源内阻的热功率较大，故C错误；
D．电源非静电力做功的功率为
所以电流大的，非静电力的功率大，故D错误。
故选B。
2．B
【详解】
由电路图可知，滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I变大，灯L1电阻RL1不变，由PL1=I2RL1可知，灯L1的实际功率变大，灯L1变亮；电路电流I变大，电源内阻r、灯L1电阻RL1不变，则并联电压
U并=E-I（r+RL1）
变小，灯L2电阻RL2不变，灯L2的实际功率变小，则灯L2变暗；故B正确，ACD错误。
故选B。
3．A
【详解】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律，路端电压为：U=E﹣Ir；U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，斜率的绝对值表示内阻．
解：U﹣I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻，电动势E1=E2，内阻r1＞r2，
由U﹣I图象与I轴的交点表示短路电流，故发生短路时的电流I1＜I2，故A正确，BCD错误；
故选A．
4．B
【详解】
电池的电动势约为1.5V，故电压表应选用的量程为0-2V即可；为了调节方便并能减小误差，故变阻器应选用20 Ω的即可，故选B。
5．B
【详解】
依题意，根据闭合电路中当外电阻变化时，相关量遵循“串反并同”的规律。由题图可知变化的滑动变阻器与电压表V，A1为并联关系，与电流表A2为串联关系，所以当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动时，接入电路中的 阻值减小，则A1示数减小，V示数减小，A2示数增大，故选B。
6．D
【详解】
若灯泡灯丝烧坏，灯泡就不会发光，故A正确；灯泡与灯座接触不良，灯泡也不会发光，故B正确；总空气开关或其他电器空气开关断开, 灯泡也不会发光，故C正确.所以D正确，ABC错误．
7．B
【详解】
图中所示是多用电表的示意图，无论是测电压U还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表。
故选B。
8．B
【详解】
A．电源内阻消耗的功率
所以外电阻R的增大，电源内阻消耗的功率减小，故A错误；
B．该图象反映了电源的输出功率P随外电阻R变化的规律，由图看出，电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小，当R=r时，电源有最大的输出功率，故B正确；
C．电源的功率
则当外电阻R的增大时，电源的功率减小，故C错误；
D．电源的效率
则知R增大时，电源的效率增大，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】
A．由图可得，电源的电动势为，电源的内阻
故A正确，不符合题意；
B．电阻的阻值为
故B正确，不符合题意；
C．两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时的工作状态，由图可知电压为，电流为，则消耗的功率为
故C正确，不符合题意；
D．电源内阻消耗的功率为
故D错误，符合题意。
故选D。
10．B
【详解】
ABC．将滑动变阻器的滑片逐渐向右滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，与灯L1并联的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表读数变小，变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，电压表V的读数变大。路端电压增大，而灯电压减小，所以灯的电压增大，灯变亮，AC错误，B正确；
D．由
知
r不变，即电流表A的读数变化量与电压表V的读数变化量之比等于电源的内阻，保持不变，D错误。
故选B。
11．B
【详解】
AB．因并联电路的总电阻
当两电阻之和确定时，两电阻大小相等时总电阻最大；所以P向上滑动时，并联电路的总电阻先增大后减小，外电路的总电阻就先增大后减小，所以电压表的示数（路端电压）先增大，后减小。与电流表串联的电阻在减小，所以开始时电流表的示数是增加的，故A错误，B正确；
C．因P向上滑动时，并联电路的总电阻先增大后减小，则干路电流先减小，后增加，由可知电源的总功率先减小后增大。则C正确；
D．因电源效率
所以电源效率先增大后减小。则D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．P将向下运动，说明P所受电场力减小，即R3两端电压减小，说明R4阻值减小，电压表读数减小，故A错误；
B．R4阻值减小，电路总电阻减小，电路中电流增大、则R1的分压增大，路端电压减小，故R3的分压减小，流经R3的电流减小，总电流增大，故流经R2与R4支路的电流增大，电流表示数将增大，故B错误；
C．R4阻值减小，滑动变阻器R4的滑片向b端移动，故C错误；
D．由
可知当R3上电压降低时其功率减小，故D正确。
故选D。
13．AC
【详解】
当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，R阻值变大，则总电阻变大，总电流减小，电流表示数减小；根据U=IR并可知，灯泡两端电压减小，则小灯泡变暗。
故选AC。
14．BD
【详解】
AB．根据公式
可知，当电容器间插入云母片或金属薄片时，电容器的电容增大，由电路图可知，会有电流向下流经到电容器上极板，A错误，B正确；
C．由电路图可知，当电键K闭合后，电容器下极板的电势高于上极板的电势，故电容器下极板带正电，C错误；
D．闭合电键K后，由公式
分析电路图可知
通过电阻的总电量大于闭合前电容器的带电量，D正确。
故选BD。
15．AD
【详解】
B、D、当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，则由闭合电路欧姆定律知，总电流I总变大，路端电压变小，U变小．电路中并联部分电压变小，则I变小，则B错误，D正确．A、C、R1和R3在干路上，由 知R1和R3 功率均变大，R2和R4在并联电路的一条支路上，由知R2和R4功率变小，则A正确，C错误.故选AD.
16． 增大 减小 增大 增大
【详解】
当滑动变阻器的滑片向右移动时，变阻器接入电路的阻值增大，外电阻的阻值也随之增大。
电流表的示数为电路中的干路电流，有
故电流表示数减小。
电压表V1的示数表示电路的路端电压，有
故电压表V1的示数增大。
电压表V2的示数为
故电压表V2的示数增大。
17． 与 或 非
【详解】
数字电路中基本的逻辑门电路是与门、或门和非门。
18． 4900 7 1000 500
【详解】
由欧姆定律得
代入数据解得
改装后原来刻度1.4mA位置的读数
电压3V，电流3mA的时候标度为0，即外加电阻为0，内电阻为R，则
中值电阻等于欧姆表内阻为1000，2mA刻度时候总电阻
则外加电阻
19． 0.2A　 9Ω 6.84W
【详解】
（1）R3两端的电压等于R2两端的电压，即：
R3的电流：
（2）通过R1的电流：I1=I2+I3=0.6A
R1两端的电压：
则
（3）电源的输出功率:
20．（1）如图；（2）如图；（3）第1种方法好：节能，效率高．
【详解】
电灯额定电流I0=P0/U0=2A．电阻R0=U02/P0=12Ω．定值电阻R的额定电流I＝=5A．
（1） R总＝ε/I0＝36/2=18Ω，
R串=R总- R0-r＝18-12-2=4Ω=2R
（2）R并＝＝6Ω=3R
（3）第1种方法：电源消耗总功率 P1＝I1ε=2×36＝72W
效率ηl＝P0/P1=48/72＝67％．
第2种方法：电源消耗总功率P2=I总ε=6×36＝216 W，效率η2＝P0/P2=48/216＝22％．
第1种方法好：节能．效率高
21．
【详解】
根据闭合电路欧姆定律，有：
电场强度：
粒子做类似平抛运动，根据分运动公式，有：
L=v0t
y=at2
其中：
联立解得：
22．（1）；（2）；；（3）
【详解】
（1）图像AC为定值电阻R0的伏安特性曲线，则
（2）图像BC为电源的伏安特性曲线
（3）变阻器消耗的电功率
整理得
当时，变阻器消耗的功率最大
23．（1） （2）
【详解】
（1）由电路图可知，灯L4与灯L1并联后与灯L2串联，再与灯L3并联，最后接在电源的两端．则外电路总电阻：，
总电流：
电源的路端电压
（2）通过导线AB的电流等于通过电灯L1和L3的电流之和，通过L3的电流： ；
通过L1的电流：
则通过导线AB的电流
答案第1页，共2页