4.2闭合电路欧姆定律的应用 课后练习（word 含答案）

4.2闭合电路欧姆定律的应用
一、选择题（共15题）
1．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r,闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向a端滑动，则灯泡L的亮度、电流表A的示数如何变化（均未超过限度）（　　）
A．灯泡L变亮，电流表A示数变小 B．灯泡L变亮，电流表A示数变大
C．灯泡L变暗，电流表A示数变小 D．灯泡L变暗，电流表A示数变大
2．如图所示，电源的内阻不可忽略，在滑片从最右端向最左端滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电源的内耗功率减小 B．电源消耗的总功率变大
C．电阻R1的功率增大 D．电源的输出功率减小
3．如图所示，当滑动变阻器的滑动片向右移动时，各电表读数的变化情况是（ ）
A．安培表和伏特表读数均增大 B．安培表和伏特表读数均减小
C．安培表读数变大，伏特表读数变小 D．安培表读数变小，伏特表读数变大
4．如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r．开关S闭合后，电灯L1、L2均能发光．现将滑动变阻器R的滑片P稍向上移动，下列说法正确的是
A．电灯L1、L2均变亮
B．电灯L1变亮，L2变暗
C．电流表的示数变小
D．电源的总功率变小
5．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，电流表A和电压表V均可视为理想电表．闭合开关S后，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中（ ）
A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大
B．小灯泡L变暗
C．电源的总功率变大，效率变小
D．通过定值电阻R1的电流方向自右向左
6．现有甲、乙两个电源，电动势E相同，内阻不同，分别为和．用这两个电源分别给定值电阻供电，已知，则将R先后接在这两个电源上的情况相比较，下列说法正确的是（ ）
A．接在甲电源上时，定值电阻R上的电流较大
B．接在甲电源上时，电源输出功率较大
C．接在甲电源上时，电源消耗的功率较大
D．接在乙电源上时，定值电阻R上的电压较小
7．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2、R3阻值相同．将单刀双掷开关由a点打到b点（　　）
A．伏特表的读数变大 B．电源的总功率变小
C．电源的效率变大 D．R2的功率变小
8．某电源的U—I图线如图所示，则下列结论正确的是（　　）
A．电源的电动势为0.8V B．电源的内阻为12Ω
C．电源的内阻为1.6Ω D．电源的短路电流为0.5A
9．如图所示，一个电源的电动势为E、内阻为r，将一个额定电压为U的电动机接在该电源上，电动机正常工作，通过电动机的电流为I。电动机的内阻为R，关于在时间t内的能量转化，下面说法中正确的是
A．电源的输出功率为
B．电源的总功率为UI
C．电动机的电功率为I2R
D．电动机的机械功率为UI-I2R
10．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
11．传感器在我们日常生活中应用非常广泛，如图所示是一个报警传感器的电路示意图。电源的电动势为E、内阻为。R1、R2为定值电阻。R3是用光敏电阻制成的传感器，其阻值会随着光照强度的增强而急剧减小，R3放在容易受光照射的地方（某些单位中有些特殊的地方是不允许受光照射的）。电流表和电压表V是放在某单位监控室里的电流显示器和电压显示器。L是放在监控室里的小灯泡。当传感器R3附近处光照异常时，会引起电流、电压显示器上的电流、电压异常，小灯泡L灯光颜色也发生变化，从而发出警报。则当传感器R3附近处受光照强度增加时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．小灯泡变亮
D．电源总功率变小
12．如图所示的电路中，平行金属板中带电质点P处于静止状态，所有电流表和电压表均可视为理想电表，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（　　）
A．电流表A示数变小，电压表V1示数变小
B．R3上消耗的功率逐渐增大
C．平行金属板之间原静止的质点P将向下运动
D．此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表A1示数的变化量ΔI1的比值绝对值变小
13．如图，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，V与A分别为理想电压表与理想电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则（　　）
A．V的读数变小，A的读数变大
B．V的读数变大，A的读数变大
C．流过R1的电流变大，流过R3电流变小
D．流过R1的电流变小，流过R3电流变大
14．二氧化锡传感器的电阻随着一氧化碳的浓度增大而减小，将其接入如图所示的电路中，可以测量汽车尾气一氧化碳的浓度是否超标。当一氧化碳浓度增大时，下列说法正确的是（　　）
A．A表示数增大
B．V表示数减小
C．电路的路端电压变大
D．电源内部消耗功率变大
15．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．R接到电源a上，电路中的电流较大
B．R接到电源b上，电源的输出功率较大
C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较高
D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较高
二、填空题
16．闭合电路中的能量转化
（1）时间t内电源输出的电能（等于非静电力做功的大小）为W＝Eq＝______.
（2）在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝______.内电路转化的内能为Q内＝______.
（3）根据能量守恒定律，非静电力做的功应有W＝Q外＋Q内，即EIt＝______，进一步得：I＝.
17．2020年12月17日，嫦娥五号在太空遨游23天之后，首次实现了我国地外天体采样返回。图甲是嫦娥五号探测器张开的光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。用一定强度的光照射该电池板，闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，通过测量得到该电池板的U-I曲线（如图丁）。
(1)某时刻电压表示数如图丙所示，读数为___________V。由图像可知，此时电源内阻为___________Ω（计算结果保留2位小数）
(2)当电阻箱的阻值为4Ω时，电池板的电动势为___________V，电阻箱消耗的电功率为___________W（计算结果保留2位小数）。
18．如图所示，图像a是某一蓄电池组的伏安特性曲线，图像b是一定值电阻的伏安特性曲线。将蓄电池组与该定值电阻连成闭合回路，若已知该蓄电池组的内阻为2.0Ω，则这个定值电阻的阻值为________Ω。现有4个这种规格的定值电阻，可任意选取其中的若干个进行组合，作为该蓄电池组的外电路，则所组成的这些外电路中，输出功率最大时是________W。
19．如图所示的电路中，当开关S1闭合S2断开时灯泡L正常发光．若再将开关S2闭合，则电流表的读数变___（选填“大”或“小”），电压表的读数变__（选填“大”或“小”）．
三、综合题
20．在如图所示的电路中，电源电动势为、内阻为，为定值电阻，当滑动变阻器的触头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图乙所示.不考虑电表对电路的影响，滑动变阻器阻值调节范围足够大.求：
（1）电源内阻和电动势；
（2）定值电阻的最大电功率；
（3）滑动变阻器的最大功率。
21．如图所示，电源电动势E=14V，内电阻r=1Ω，小灯泡标有：“2V，4W”，电动机D的内阻r=0.5Ω，当滑动变阻器的阻值R调到1Ω时，电灯和电动机均能正常工作，求：
（1）通过小灯泡中的电流；
（2）电路消耗的总功率；
（3）电动机输出的机械功率．
22．在如图所示的装置中，电源电动势为E，内阻不计，定值电阻为R1，滑动变阻器总电阻为R2，置于真空中的平行板电容器水平放置，极板间距为d。处在电容器中的油滴A恰好静止不动，此时滑动变阻器的滑片P位于R2的中点位置。
（1）求此时电容器两极板间的电压；
（2）确定该油滴的带电电性以及油滴所带电荷量q与质量m的比值；
（3）现将滑动变阻器的滑片P由中点迅速向上滑到某位置，使电容器上的电荷量变化了Q1，油滴运动时间为t，再将滑片从该位置迅速向下滑动到另一位置，使电容器上的电荷量又变化了Q2，当油滴又运动了2t的时间时，恰好回到原来的静止位置。设油滴在运动过程中未与极板接触，滑动变阻器滑动所用时间与电容器充电、放电所用时间均忽略不计。则两次电荷量的变化量Q1与Q2的比值为多少？
23．如图所示，U=10V，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电容C=30μF．
（1）闭合开关S，电路稳定后，求通过R1的电流强度；
（2）然后断开S，求这以后流过R1的电量是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，两个电阻串联总电阻增大，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，所以灯泡L变亮，电流表A示数变小，故选项A正确，选项BCD错误．
故选A。
2．B
【详解】
AB.滑片向左移动，R3减小，电路总电阻减小，总电流I增大，由Pr＝I2r，P＝IE，可知电源的内耗功率和电源消耗的总功率均变大，故A错误，B正确；
C.由于总电流增大，因此内电压变大，路端电压减小，则电阻R1的功率将减小，故C错误；
D．当外电路的电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大，由于电阻的阻值情况未知，因此输出功率的变化无法确定，故D错误。
故选B。
3．D
【详解】
电压表测量的是路端电压，电流表测量的是通过滑动变阻器的电流，当滑动片向右移动时，滑动变阻器阻值增大并联电阻阻值增大电路总电阻增大路端电压增大即电压表示数增大，电路总电流减小；因为两端电压增大，所以通过的电流增大，又因为电路的总电流减小即并联电路的电流和减小，所以通过的电流减小，即电流表示数减小，D正确．
4．B
【详解】
AB．由图可知与滑动变阻器并联，再与串联．现将滑动变阻器的滑片稍向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流增大，所以电灯变亮，路端电压减小，所以与滑动变阻器并联电压减小，所以变暗．故A错误，B正确；
C．干路电流增大，与滑动变阻器并联电压减小，所以通过的电流减小，所以电流表的示数增大，故C错误；
D．根据得电源的总功率增大，故D错误．
故选B。
5．C
【详解】
试题分析：电压表测量两端的电压或者电容器两端的电压，当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路总电阻减小，故电路总电流增大，所以通过灯泡L的电流增大，即小灯泡变亮，电流表示数增大，由于总电阻减小，所以根据闭合回路欧姆定律可得路端电压减小，而小灯泡两端的电压增大，所以滑动变阻器两端的电压减小，即电压表示数减小，故AB错误；根据公式可得电源的总功率增大，根据公式可得电源的效率减小，故C正确；由于电容器两端的电压减小，所以根据公式可得电容器上的电荷量减小，故通过定值电阻R1的电流方向自左向右，D错误
6．C
【详解】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律得，因为所以，R接在乙电源上时，定值电阻R上的电流较大，定值电阻两端的电压，因为接在乙电源上时电流较大，所以接在乙电源上时，定值电阻R上的电压较大，电源的输出功率，电流越大，输出功率越大，故接在乙电源上时，电源的输出功率大，ABD错误；内电阻消耗的功率为：，则当时，P最大，则知接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大，C正确；
7．D
【详解】
接a点时：R2接入电路，电压表示数为：U＝E/2，电源的效率为：U/E＝50%，电源的总功率为：P＝．R2的电流为：I2＝；接b点时：R1与R2串联再与R3并联后接入电路，电压表示数为：U′＝；电源的效率为：＝40%；电源的总功率为：P＝；R2的电流为：；电压表的示数变小，则A错误；电源的总功率变大，则B错误；电源的效率变小，则C错误；通过R2的电流变小，功率变小，则D错误；故选D．
8．C
【详解】
A．根据闭合电路的欧姆定律有
U = E - Ir
由图可知直线与y轴截距为电源电动势，即E = 6.0V，A错误；
BC．由于纵轴的起点不是原点，电源内阻为直线斜率的绝对值，即
r = Ω = 1.6Ω
B错误，C正确；
D．短路时U = 0，代入
U = - 1.6I + 6
得
I = 3.75A
D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．因电源的外电路所接电动机是非纯电阻，则电源的输出功率为
全电路部不满足欧姆定律，则，电源的输出功率不等于为，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律可知
E=U+Ir
故电源的总功率为
故B错误；
C．电动机的电功率为UI，而I2R为电动机的热功率，故C错误；
D．根据电动机上的能量守恒定律有
则电动机的机械功率为
故D正确；
故选D。
10．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。
11．C
【详解】
当传感器R3附近处受光照强度增加时，其阻值会急剧减小，则外电路电阻减小，由欧姆定律有
可知电路总电流增大，内阻分压增大，定值电阻R1两端电压增大，电压表示数增大，将R2与R3并联看作整体，整体电阻减小，则整体两端电压减小，则可知流经R2的电流减小，电流表示数减小，又由于总电流增大，则流经R3的电流增大，灯泡变亮，由P=UI可得电源总功率变大。
故选C。
12．C
【详解】
A．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器的阻值减小，由串反并同规律得，与滑动变阻器串联的电流表A的读数增大，A错误；
B．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器的阻值减小，由串反并同规律得，与滑动变阻器并联的R3的功率减小，B错误；
C．当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，滑动变阻器的阻值减小，由串反并同规律得，与滑动变阻器并联的电容器两端电压减小，电场强度减小，液滴所受的电场力减小，液滴向下运动，C正确；
D．因为 ，此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1和电流表A1示数的变化量ΔI1的比值绝对值保持不变，D错误。
故选C。
13．BD
【详解】
AB．电流表和电压表和电阻都是并联关系，当开关断开时，相当于的电阻增加为无穷大，根据“串反并同”可知，电压表、电流表示数都要变大，故A错误、B正确；
CD．断开，总电阻增大，总电流减小，则流过的电流变小；电流表的示数变大，则流过电流变大，故C错误、D正确。
故选BD。
14．AD
【详解】
AB．当一氧化碳浓度增大时，二氧化锡传感器的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流变大，则电流表示数变大。由欧姆定律知R的电压变大，则电压表示数变大，故A正确，B错误；
C．电路中电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，故C错误；
D．电路中电流变大，内阻不变，由P=I2r分析电源内部消耗的功率变大，故D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，可知R接到电源a上电路中的电流较大，故A正确；
B．电源的输出功率P=UI，表示图像交点坐标构成的矩形面积，则R接到电源a上，电源的输出功率较大，故B错误；
CD．电源的效率为
因R接到电源a上的路端电压较大，则电源的效率较高，故C正确，D错误；
故选AC。
16． EIt I2Rt I2rt I2Rt＋I2rt
17． 2.50 2.90V 0.34W
【详解】
(1)由图丙所示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为2.50V。
由图示图象可知，电源电动势
当路端电压
时电流
电源内阻
(2)由图示图象可知，电源电动势
当电阻箱的阻值为4Ω时，电路中电流
电阻箱消耗的电功率为
18． 6 50
【详解】
图线b的斜率
则定值电阻的阻值
由图读出交点的电压U=15V，电流I=2.5A，根据闭合电路欧姆定律得，电源的电动势
根据数学知识得到，当外电阻等于电源的内阻时，输出功率最大，取三个相同的并联，则有输出功率的最大值为
19．变大 变小
【详解】
将开关S2闭合后，外电路的电阻减小，则总电阻减小，电流变大，安培表的读数变大，路端电压减小，电压表的读数减小.
20．（1）2Ω，3.6V；（2）0.9W；（3）0.27W
【详解】
（1）由题图甲知，电压表测的是电源的路端电压，题图乙中上方图线表示的读数随电流表读数的变化情况，
上方图线斜率的绝对值等于电源的内阻，即有
当电路中电流为时，电压表的读数为，根据闭合电路的欧姆定律得
（2）电压表测定值电阻两端电压，且两端的电压随电流的增大而增大，则题图乙中下方图线表示电压表的读数随电流表读数的变化情况，由图线的斜率得
当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大电流为
此时定值电阻消耗的功率最大，最大电功率为
（3）当滑动变阻器时，电功率最大
此时
电功率为
21．（1）2A;（2）28W;（3）14W
【详解】
（1）灯泡正常工作，电路电流
电动机两端电压
UM=E﹣Ir﹣IR﹣UL=8V
（2）电路消耗的总功率
P=EI=28W
（3）电动机的输入功率
PM=UMI=16W
热功率
PQ=I2r′=2W
电动机的机械功率
P机=PM﹣PQ=14W
22．（1）；（2）负电；；（3）4：9
【详解】
（1）电路中的电流
平行板两端电压为
（2）电容上板带正电，油滴处于静止状态，电场力F向上，则油滴带负电。对油滴受力分析，得
又
联立解得
（3）设电容器的电容为C，极板原来具有的电荷量为Q，电容器上的电量变化Q1后，油滴在电场中向上做初速度为零的匀加速直线运动，t秒末油滴的速度为v1、位移为s，板间的电压
根据牛顿第二定律得
即
根据运动学公式得
，
电容器上的电量又变化了Q2后，油滴在电场中向上做匀减速直线运动，2t末位移为-s，极板间的电压为
根据牛顿第二定律得
即
根据运动学公式得
联立解得
23．（1）1A；（2）
【详解】
（1）S闭合，电路稳定后（即电容器充电完毕）即为R1与R2的串联电路，所以通过R1的流为
此时电容C与R2并联，两极间电压U1=IR2=1×6=6V，且上板带电荷。
（2）断开S后，由于U=10V，所以继续给电容器充电至极板电压U2=U=10V，仍是上板带正电，流过R1的电量等于继续给电容器的充电电量，所以