专题强化一 闭合电路中的欧姆定律重难点必刷专题 练习（word版含答案）

第十二章 电能 能量守恒定律
专题强化一　闭合电路中的欧姆定律重难点必刷专题
一、单选题
1．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值己在图中标出，闭合开关S，下列说法正确的有（　　）
A．路端电压为10V
B．电源的总功率为10W
C．a、b间电压的大小为6V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A
2．如图所示电路中，电源的电动势为3.0V。闭合开关后，电压表示数为2.4V，电流表示数为0.60A。将电压表和电流表视为理想电表，则电源的内阻r为（　　）
A．0.50 B．1.0 C．1.5 D．2.0
3．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻组成电路，可以同时接入电路，也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大，可采用的接法是（　　）
A．将单独接到电源两端 B．将并联后接到电源两端
C．将串联后接到电源两端 D．将单独接到电源两端
4．如图所示，E为内阻不能忽略的电池电动势，为定值电阻，、S为开关。初始时闭合，S断开，现将S闭合，则（ ）
A．电源的消耗功率减小
B．电压表的读数变小，电流表的读数变小
C．电源的总功率减小
D．电源的输出功率一定减小
5．电源的效率η定义为外电路消耗的功率与电源的总功率之比，如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线，直线C为一个电阻R两端的电压与电流的关系图线，将这电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．电源a的电动势大于电源b的电动势
B．电源a的内阻大于电源b的内阻
C．R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源效率较低
D．R接到电源b上，电源的输出功率较小，电源效率较低
6．如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的U－I图线，虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路，由图象可知（　　）
A．R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1Ω
B．此时电阻的热功率为4W
C．电源的效率为50%
D．电源的电动势为3V，内阻为1Ω
7．如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器。有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动。若滑动变阻器的滑片向下滑动，则（　　）
A．灯L变亮 B．通过R的电流减小
C．油滴向下运动 D．电源输出功率一定增大
8．如图所示的电路中，小灯泡L电阻不变，、为定值电阻，为滑动变阻器，，将滑动变阻器的滑片向下滑动时，则（　　）
A．电压表的示数变小 B．灯的亮度变小
C．电源的输出功率变大 D．电源的效率升高
9．如图所示，图线甲、乙分别为电源和某金属导体的伏安特性曲线，电源的电动势和内阻分别用、表示，根据所学知识分析以下选项不正确的是（　　）
A．电源的电动势
B．电源的内阻
C．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为
10．在如甲所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图乙所示。则（ ）
A．图线乙是电压表V2示数随电流变化的图线 B．滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W
C．电源内电阻的阻值为10 Ω D．电源的最大输出功率为3.6 W
11．如图甲所示电路中，R为电阻箱，电源的电动势为E，内阻为r。图乙为电源的输出功率P与电流表示数的关系图像，其中功率分别对应电流、，外电阻、。下列说法中正确的是（　　）
A． B． C． D．
12．在如图所示的U-I图像中，直线I为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线，曲线Ⅲ为某一小灯泡L的U-I曲线，曲线Ⅲ与直线I的交点为（1.5A，0.75V），该点的切线与横轴交点坐标为（1.0A，0），用该电源直接与电阻R或小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．电源电动势为3V，内阻为0.5Ω
B．R为定值电阻，其阻值为0.5Ω
C．L接入电源时的电阻为1.5Ω
D．R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率
二、多选题
13．如图所示的电路中，E＝6V、r＝10Ω，R0＝10Ω，滑动变阻器R（0﹣40Ω），不计电表对电路的影响。以下判断正确的是（　　）
A．当R＝10Ω时电源的输出功率最大
B．当R的滑片从左向右滑动的过程中，电源的输出功率一直减小
C．当R＝10Ω时R0上消耗的功率最大
D．当R＝20Ω时滑动变阻器R上消耗的功率最大
14．一个闭合电路，是由电池供电的，外电路是纯电阻电路，下列说法中不正确的是（　　）
A．电源短路时，电源的内电压等于电源电动势
B．电源断路时，路端电压等于电源电动势
C．电路外电阻增大时，路端电压增大
D．电路外电阻增大时，电路中电流增大。
15．如图所示，用电阻的均匀导体弯成半径的闭合圆环，圆心为O，SOQ是一条水平直径，在O、S间接有负载电阻，整个圆环中有大小为、方向竖直向上的匀强磁场穿过。电阻、长度为L的导体棒OP贴着圆环以O为圆心沿逆时针方向（从上往下看）匀速转动，角速度，导体棒OP与圆环接触良好，不计一切摩擦以及导线的电阻。则（　　）
A．棒转动过程中O点的电势比P点的电势高
B．棒转动过程中产生的感应电动势为12V
C．棒转动过程中电路的最大电功率为28.8W
D．当OP到达OQ处时圆环的电功率为27W
16．在如图（a）所示的电路中，L1、L2为规格相同的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图（b）所示，C是电容为100μF的电容器，R是阻值为8Ω的定值电阻，电源E的内阻为1Ω。电路稳定后，通过L1的电流为0.2A，下列结果正确的是（　　）
A．L1的电功率为0.16 W B．L2的电阻约为6Ω
C．电源的效率为60% D．电容器的带电量为2.4×104C
17．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标系上，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（　　）
A．直线a表示电源的PE-I图线
B．曲线c表示电源的PR-I图线
C．电源的电动势E=4V，内阻r=2Ω
D．电源的最大输出功率Pmax=8W
18．如图所示电路中，闭合开关，发现灯泡发光，每个电表都有一定示数，现向上移动滑动变阻器的滑片，则（　　）
A．灯泡变亮，电流表A示数变大，电压表和示数均变小
B．灯泡变暗，电流表A示数变小，电压表和示数均变大
C．电源的输出功率变大
D．电源的效率变大
19．如图所示，电源电动势为E，电源内阻为r=1Ω，定值电阻， R3=0.5Ω，滑动变阻器阻值变化范围0-10Ω，下列说法正确的是（　　）
A．当接入电路的阻值R1=0时，消耗的功率取得最大值
B．当接入电路的阻值R1=2Ω时，消耗的功率取得最大值
C．当接入电路的阻值R1=10Ω时，消耗的功率取得最大值
D．当接入电路的阻值从零增大到10Ω过程中，电源效率先增大后减小
20．在如图所示的电路中，圈①、②、③处可以接小灯、电流表或电压表（均为理想电表）三种元器件，电源电动势E、内阻r均保持不变，定值电阻R1：R2：R3：R4=4：3：2：1，小灯电阻RL=R1，R1>r，电路中有电流通过，下列说法中正确的是（　　）
A．要使电源总功率最大，则应该①接电流表，②接电压表，③接小灯
B．要使电源输出功率最大，则应该①接电流表，②接小灯，③接电压表
C．要使闭合电路中路端电压最大，则应该①接小灯，②接电压表，③接电流表
D．要使闭合电路中电源效率最高，则应该①接小灯，②接电流表，③接电压表
三、解答题
21．如图所示的电路中，电阻R1=9Ω，R2=15Ω，R3=30Ω，电源内电阻r=1Ω，闭合开关S，理想电流表的示数I2=0.4A，求：
（1）电阻R3两端的电压U3；
（2）流过电阻R1的电流I1的大小；
（3）电源的总功率P；
（4）电源的效率η。
22．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势，电源内阻，电动机内阻，电阻，重物质量。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为。不计空气阻力和摩擦，取。求：
（1）流经电源的电流I和电动机两端的电压U2
（2）电动机的输入功率、热功率和输出功率
（3）重物匀速上升时的速度v
（4）电源的工作效率η
23．在如图1所示的电路中，、为定值电阻，且，阻值未知，是阻值未知的滑动变阻器，C是电容器，电容F。当滑片P从左端滑到右端时，测得电源的路端电压随干路中电流变化图线如图2所示，其中A、B两点对应滑片在变阻器的两个端点。求：
（1）电源的电动势和内电阻；
（2）电容器所带电荷量的最大值。
24．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，两电压表的读数变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表内阻对电路的影响。
(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图线分别为乙图中的哪一条直线？
(2)电源的电动势和内阻分别是多少？
(3)R0阻值和变阻器R的最大阻值是多少？
25．如图甲所示的电路中，、为定值电阻，且，阻值未知，为一滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中、两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的，求：
(1)电源的电动势和内阻；
(2)定值电阻的阻值；
(3)求电源有最大输出功率时，接入电路的阻值。
(4)接入电路的阻值为多少时，的功率最大。
参考答案
1．A
【详解】
A．根据电阻的串并联规律可知电路的外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知路端电压为
故A正确；
B．电源的总功率为
故B错误；
C．规定电源负极为电势零点，则a点电势为
b点电势为
所以a、b间电压的大小为
故C错误；
D．a、b间用导线连接后，根据电阻的串并联规律可知电路外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知电路的总电流为
故D错误。
故选A。
2．B
【详解】
根据闭合电路欧姆定律知
代入数据有
求得
故选B。
3．A
【详解】
由图可知，电源内阻及的阻值为
，，
当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，所以将单独接到电源两端，电源有最大输出功率。
故选A。
4．B
【详解】
A．现将S闭合后，电阻R2、R3并联，则整个回路中的总电阻R减小，根据闭合电路的欧姆定律有
E = IR
由于R减小E不变，则I增大，而电源的消耗功率为
P = I2r
则电源的消耗功率增大，A错误；
B．根据闭合电路的欧姆定律有
E = Ir + U，E = I(R1 + r) + U并
由选项A可知I增大，则U减小、U并减小，而电压表的示数为U，电流表的示数
I′ =
则电压表的读数变小，电流表的读数变小，B正确；
C．由选项A知I增大，而电源的总功率
P总 = EI
可看出P总增大，C错误；
D．已知当r = R外时电源的输出功率最大，现将S闭合后R外减小但不知R外与r的关系，则无法判断电源的输出功率怎么样，D错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．电源路端电压与电流图象与纵轴截距等于电动势，由图可知电源a的电动势等于电源b的电动势，故A错误；
B．电源路端电压与电流图线的斜率的绝对值表示电源内阻，由图可知电源a的内阻小于电源b的内阻，故B错误；
CD．电源的效率
由图象可知A与C交点处电压大于B与C交点处电压，则R接在电源a上效率较高；电源路端电压与电流图象与电阻两端电压与电流图象交点表示将两者相连时的工作电压和电流，则R接到电源a上时电源的输出功率较大，故C错误，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．根据电阻
可知其大小等于U I图线上的点与原点O连线的斜率，可知R随电压的升高而增大，此时电阻值
故A错误；
BCD．电源的U I图象纵截距表示电源的电动势，由图读出电源的电动势 E=3V，内阻
两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出：路端电压 U=1V，电流I=2A，电源的输出功率为
则电源的总功率为
此时电源内部消耗的电功率为
电源的效率为
故BC错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
AB．滑动变阻器的滑片向下滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻将减小，根据闭合电路欧姆定律
分析得知电流增大，由
知路端电压减小，灯泡两端电压减小，流过灯泡电流减小，则灯泡L变暗，则通过R的电流增大。AB错误；
C．由于电容器的电压等于路端电压，则可知电容器板间场强减小，油滴所受的电场力减小，则油滴向下运动。C正确；
D．由于电源内阻与外电阻的大小关系未知，则无法判断电源输出功率变化。D错误。
故选C。
8．C
【详解】
AB．将滑动变阻器的滑片向下滑动时，，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，故总电流变大，根据可知路端电压减小；根据欧姆定律可知电阻两端的电压增加，即电压表的示数变大，故并联部分的电压减小，根据欧姆定律可知通过的电流减小，根据并联分流可知电流表的示数变大，即灯的电流变大，根据可知灯的功率变大，所以灯的亮度变亮，故A、B错误；
C．当外电路电阻接近电源内阻时，电源的输出功率增加，当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，由于，所以外电路的总电阻总大于电源的内阻，在外电路的总电阻减小的过程中电源的输出功率在变大，故C正确；
D．电源的效率为
变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，所以电源的效率减小，故D错误；
故选C。
9．B
【详解】
AB．由图像的物理意义可知电源的电动势 ，内阻
B错误A正确；
CD．当该导体直接与该电源相连时，两图线交点纵坐标表示路端电压，也是该导体两端的电压为 ，，则
此时，电路消耗的总功率
CD正确。
故选B。
10．B
【详解】
A．将滑动变阻器的滑片P从最右端移到最左端，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，的电压和电源的内电压增大，则的电压减小，所以电压表的示数增大，电压表的示数减小，可知图线乙反映的是电压表的示数随电流的变化，图线甲反映的是电压表的示数随电流的变化，故A错误；
C．根据闭合电路欧姆定律得，电压表的示数
由此可知图线甲的斜率为
从图线乙的斜率可知，则电源内电阻的阻值为，故C错误；
B．由C的分析可知，电源电动势为6V，的阻值为，的最大电阻为；将等效为电源内阻，则此时电源的内阻为
则当滑动变阻器阻值为时，滑动变阻器消耗的功率最大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的电流为
则滑动变阻器消耗的总功率，故B正确；
D．当内阻等于外阻时，电源的输出功率最大，故当外阻等于时，即电阻为零时，电源的输出功率最大，故此时电流
故电源的最大输出功率
故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
AB．由闭合电路欧姆定律得
输出功率为
由图有
整理得
A错误B正确；
CD．根据电功率表达式
且
则有
整理得
CD错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．由图像I可知，电源电动势：E=3.0V，短路电流：I短=2.0A，电源内阻
Ω=1.5Ω
故A错误；
B．由图像Ⅱ可知，定值电阻
Ω=1.5Ω
故B错误；
C．曲线Ⅲ与直线Ⅰ的交点为（1.5A，0.75V），电源的路端电压为0.75V，干路电流为1.5A，L接入电源时的电阻
Ω=0.5Ω
故C错误；
D．R接入电源时电源的输出功率
=UI=1.5×1.0W=1.5W
L接入电源时电源的输出功率
=0.75×1.5W=1.125W
故R接入电源时电源的输出功率大于L接入电源时电源的输出功率，故D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
A．当电源内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，此时
R＝0
A错误；
B．当电源外电阻越接近内电阻时，电源的输出功率越大，因此R的滑片从左向右滑动的过程中，外电阻远离内电阻，电源的输出功率一直减小，B正确；
C．当R＝0时，回路的电流强度最大，R0上消耗的功率最大，C错误；
D．将R0与电源等效成新电源，此时等效内阻为
因此当R＝20Ω时滑动变阻器R上消耗的功率最大，D正确。
故选BD。
14．ABC
【详解】
闭合电路欧姆定律
A．电源短路时，外电阻R=0，路端电压U=0，电源的内电压等于电源电动势，A正确；
B．电源断路时，I=0，路端电压等于电源电动势，B正确；
CD．电路外电阻R增大时，干路电流I减小，路端电压U增大，C正确，D错误。
故选ABC。
15．BC
【详解】
A．棒为电源，由右手定则可知，棒在转动中O点的电势比P点的电势低，A错误；
B．棒转动产生的电动势
B正确；
C．当P点与S点重合时，外电阻最小，此时电路中R1与导体棒串联，电路的最大电流
棒在转动中电路的最大功率为
C正确；
D．当OP到达OQ处时，电阻R0=12Ω分成相等的两部分且处于并联关系，设其电阻值是R2=3Ω，此时外电路的电阻为
R=3Ω+3Ω=6Ω
由闭合电路的欧姆定律得电路中的电流
圆环的电功率
P=I2R2=1.52×3W=6.75W
D错误。
故选BC。
16．AB
【详解】
A．电路稳定后，通过L1的电流为I1=0.2A，由图读出其电压U1=0.8V，则灯泡L1的电功率
P1=U1I1=0.2×0.8W=0.16W
故A正确；
B．并联部分的电压
U2=U1+I1R=0.8V+0.2×8V=2.4V
由图读出其电流为I2=0.4A，根据欧姆定律得
故B正确；
C．电源电动势
E=U2+（I1+I2）r=2.4V+0.6×1V=3V
电源的效率为
故C错误；
D．电容器的电压
U=I1R=1.6V
则电容器的带电量为
Q=UC=1.6×100×10-6C=1.6×10-4C
故D错误。
故选AB。
17．AC
【详解】
A．电源消耗的总功率的计算公式
故图线时直线，故A正确；
B．输出功率
应为开口向下的曲线，故b表示图线；电源内阻消耗的功率
应为开口向上的曲线，故c表示图线，故B错误；
C．当时，，说明外电路短路，根据
得
故C正确；
D．输出功率
当时，输出功率最大，为，故D错误。
故选AC。
18．BD
【详解】
AB．滑片上移时接入阻值变大，电路总电阻变大，则总电流变小，灯泡变暗；总电流变小，则电源内压变小，外电路电压变大，电压表示数变大；因灯泡变暗，灯泡电压变小，而外电路总电压变大，则电压表示数变大；电压表示数变大，则流过的电流变大，又因电路总电流变小，所以电流表A示数应变小；故A错误，B正确。
C．电源的输出功率变化取决于内阻和外阻的具体大小关系，题中没有，所以不能确定输出功率如何变化，C错误。
D．电源的效率
变大，效率变大，故D正确。
故选BD。
19．AC
【详解】
A．当R1=0时，R2被短路，电路的总电阻最小，总电流最大，则R3消耗的功率最大，故A正确；
B．将R3和R2等效为电源的内阻，即R3先与r串联，再与R2并联，等效内阻值为
R1消耗的功率
可知，当
时消耗的功率最大，故B错误；
C．当R1=10Ω时，R1和R2两端的电压达到最大值，R2消耗的功率最大，故C正确；
D．R1从零增大到10Ω过程中，外电阻从最小变成最大
电源效率一直增大，故D错误。
故选AC。
20．AD
【详解】
A．要电源总功率最大，电源电动势是固定的，所以就要求电流要大，电流大则总电阻要最小，内阻是一定的，所以外阻要最小。如果①接小灯的话，外阻最小也为
2R1=8R4
比较大，所以要接电流表，②接小灯的话，③接电压表开路，则小灯和R3并联再与R4串联再与R2并联，最后与R1串联，最后计算外阻为
③接小灯，②接电压表开路，则R3与R4串联，与RL、R2并联最后与R1串联，最后计算外阻为
此时外阻最小，电源总功率最大。即①接电流表，②接电压表，③接小灯，故A正确；
B．当R外=r时，输出功率最大，但是R1＞r，从上面可以看出，最小的外阻也大于r，所以要使输出功率最大，只有外阻接近r才行，所以还是选择最小的外阻，可以看到还应该是①接电流表，②接电压表，③接小灯，故B错误；
C．要路端电压最大，就要外阻越大越好，这样应该①接电压表，这样整个电路断路，路端电压等于电动势。故C错误；
D．要是电源效率最高，则电路不能是断路，同时外阻越大越好，这样①要接小灯，如果③接电流表，则R2、R3、R4被短接，则
R外=RL+R1=2R1=8R4
如果②接电流表，则R3短接，R4与R2并联，则
此时外阻为最大，则电源效率最高，即①接小灯，②接电流表，③接电压表，故D正确。
故选AD。
21．(1)6V；(2)0.6A；(3)7.2W；(4)
【详解】
（1）根据并联电路规律可知，电阻R2、R3两端的电压相等，则电阻R3两端电压为
（2）根据欧姆定律可知，通过电阻R3的电流大小
根据并联电路规律可知，流过R1的电流大小为
（3）根据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为
电源总功率为
（4）电源输出功率
电源的效率
22．（1）0.5A，4V；（2）2W，0.5W，1.5W；（3）1.5m/s；（4）
【详解】
（1）流经电源的电流
电动机两端的电压
（2）电动机的输入功率
热功率
输出功率
（3）重物匀速上升时
解得
v=1.5m/s
（4）电源的工作效率为
23．（1）V，；（2）C
【详解】
（1）从题图知，当V时，A；当V时，A，根据闭合电路欧姆定律有
，
将两组U、I值代入解得
V，
（2）当P滑到的右端时，对应图中的B点，此时V，A。所以有
当Р滑到的左端时，对应图中的A点，此时V，A。所以有
由电路结构知，滑动变阻器与并联部分接入电路的最大阻值为
此时对应电容器获得的电压最大，电荷量最大，最大电压为
所以电容器所带的最大电荷量为
C
24．(1)见解析；(2) ，；(3) ，
【详解】
(1) 随电流的增加，R0分得的电压逐渐升高，V1的读数逐渐变大，因此AC为V1的示数；随电流的增加，内电压升高，路端电压降低，因此BC为V2的示数。
(2)BC斜率的绝对值为内电阻，因此
根据闭合电路欧姆定律，可得电动势
(3)图像的C点就是滑动变阻器调到0时，根据闭合电路欧姆定律
滑动变阻器调到最大时，由图象可知，回路电流为0.5A，此时
25．(1)；(2)；(3)；(4)
【详解】
(1)将乙图中线延长，交轴于处，所以电源的电动势为。
图像斜率表示内阻
(2)当滑到的右端时，电路参数对应乙图中的点，只有电阻接入电路，由图乙所示图像可知，，，则定值电阻的阻值，
(3)当滑到的左端时，电路参数对应乙图中的点，此时并联部分电阻
此时滑动变阻器阻值，得
得
当外电路总电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大，故并联部分总电阻为
则
解得
(4)将看作电源电阻的一部分，则当，的功率最大