4.2 闭合电路欧姆定律的应用（Word版含答案）

4.2闭合电路欧姆定律的应用
一、选择题（共15题）
1．在如图所示电路中，当滑动变阻器的滑动触点向b移动时，正确的是（ ）
A．电压表和电流表的示数均减小
B．电压表和电流表的示数均增大
C．电压表的示数减小，电流表的示数增大
D．电压表的示数增大，电流表的示数减小
2．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 稍向下移动，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变小
B．电灯 L1、L2 均变亮
C．电灯 L1 变亮，L2 变暗
D．电源的总功率变大
3．如图所示是由电源E、灵敏电流计G、滑动变阻器R和平行板电容器C组成的闭合电路，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，下列选项中正确的是（ ）
A．将滑动变阻器的滑片向右移动，带电液滴向上移动
B．在平行板电容器中插入电介质，灵敏电流计中有方向由b到a电流
C．将电容器C上极板向上移，P点的电势变小
D．减小电容器C两极板的正对面积，液滴的电势能变大
4．某同学设计了如图甲所示电路研究电源输出功率随外电阻变化的规律．电源电动势E恒定，内电阻r=6Ω，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，A、V为理想电表．当滑动变阻器滑片从a到b移动的过程中，电源输出功率随滑片移动距离x的变化情况如图乙所示，则R1的最大电阻及R2、R3的阻值可能为下列哪组
A．12Ω、6Ω、8Ω B．12Ω、6Ω、4Ω
C．6Ω、12Ω、6Ω D．12Ω、6Ω、2Ω
5．如图所示的电路中，A灯和B灯原来都是正常发光的，现在A灯突然比原来暗了些，B灯比原来亮了些，则电路中出现的故障可能是（　　）
A．R1、R2同时短路 B．R1短路 C．R3断路 D．R2断路
6．在如图所示的电路中，R1是光敏电阻（阻值随光照强度增大而减小），R2和R3是定值电阻，L是小灯泡，电源电动势为E，内阻为r。将电路一端接地，闭合开关S，当光照强度突然减小时，下列说法正确的是
A．小灯泡L变亮 B．电源效率减小
C．电路中A点电势增大 D．流过R3的电流减小
7．如图所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示。由该图可知（　　）
A．电源的电动势为8 V
B．电源的内电阻为2 Ω
C．电源输出功率的最大值为16 W
D．电源消耗的最大功率为16 W
8．如图所示，R1、R2是两个定值电阻，R是滑动变阻器，L为小灯泡，电源的内阻为r，开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，则( )
A．电压表示数不变
B．小灯泡变亮
C．电容器处于充电状态
D．电源的电功率变大
9．在如图所示的电路中，和为定值电阻，电表均为理想电表。保持电源电动势和内电阻不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动头向下移动时（　　）
A．电压表示数变小，电流表示数变小 B．电压表示数变大，电流表示数变大
C．电阻的电功率变大 D．电源的输出功率一定增大
10．如图电路中，电容器的电容，电源电压为恒定不变，电阻不计，，则电容器极板a所带电荷量为（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联，已知，滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电路中的电流变小
B．电源的输出功率先变大后变小
C．滑动变阻器消耗的功率变小
D．定值电阻R0上消耗的功率先变大后变小
12．如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置。则（　　）
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C．当仅增大R1的阻值时，可增大A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
13．如图所示的电路中，当滑动变阻器R接入电路的阻值增大时（　　）
A．A、B两点间的电压U增大
B．A、B两点间的电压U减小
C．通过R的电流I增大
D．通过R的电流I减小
14．在如图所示的电路中，电源的电动势为，内电阻为．、是两个小灯泡，闭合后，两灯均正常发光．当滑动变阻器的滑片向右滑动时（ ）
A．变暗 B．变亮 C．变暗 D．变亮
15．在如图所示的电路中，R1、R2为滑动变阻器，R3为定值电阻，A、B为两水平放置的平行金属板。一质量为m的带电微粒由平行金属板最左端正中央的M点以水平向右的初速度v0射入平行金属板，微粒沿图中所示的轨迹落在金属板B上的N点。假设微粒的重力可忽略不计，电源电压恒定，则下列说法错误的是（　　）
A．微粒带正电
B．如果仅将电源的正负极对调，微粒将落在金属板A上
C．如果仅将滑动变阻器R2的滑动触头向右移动，微粒可能从金属板的右侧离开
D．如果仅将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动，微粒将落在金属板B上的N点的右侧
二、填空题
16．太阳能电池由许多电池“晶片”串联和并联组成。某电池“晶片”的电动势为0.6mV，内阻为24Ω。若不小心将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为_______A；某同学将多个晶片串联使用，始终不能点亮“2.5V，0.75W”的小灯（连接良好，器材无故障）。请分析说明原因：_________
17．在实验室做电学实验时会经常用到滑动变阻器，请为下列实验从图中选择最合适的“接法”（填“A”、“B”、“C”、“D”）
①在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求加在小灯泡上的电压从零开始变化，开关闭合前滑动变阻器的正确接法是图中_____的连接方式；
②在“测干电池的电动势和内电阻”实验中，要求加在电源两端的电压从最大值开始变化，开关闭合前滑动变阻器的正确接法是图中_____的连接方式；
18．如图（1）所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合电键S后，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片从a滑向b的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（2）所示。则滑动变阻器的最大阻值为________，滑动变阻器消耗的最大功率为____________W。
19．如图所示的电路中，E、r、R1已知，可变电阻R2的最大值。当R2=______时，R2的电功率P2有最大值，最大值为______。
三、综合题
20．如图所示，电源电动势为10V，内电阻为0.5Ω，R1=5.5Ω，R2=4Ω，当S闭合时，一带电油滴恰好静止在水平放置的平行金属板间。求S断开时，油滴的加速度为多大 方向如何 （g=10m/s2）
21．如图所示的电路中，，，，，电源电动势，当开关S断开时，电源所释放的总功率为2W，求；
（1）电源的内阻；
（2）断开时，电容器所带的电荷量是多少；
（3）闭合S时，电源的输出功率。
22．如图所示，，，，，电源电动势，。求：
（1）闭合电键K，电路稳定时，电容器所带的电荷量为多少？
（2）电键K从闭合到断开，通过电阻的电荷量是多少？
23．如图所示，电容器的电容，。电阻，，当开关断开时，A、B两点间的电压为多少？当开关闭合一段时间后，电容器所带的电荷量改变了多少？（已知电压）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
滑动变阻器的滑动触点向b移动时，R0接入电路的电阻增大，外电路电阻增大，电路中的总电流减小，电源的内电压减小，路端电压增加，电压表的示数增大；电路的总电流减小，电阻R2两端电压增大，流过R2的电流增大，流过电流表的电流减小，电流表的示数减小．故D项正确，ABC三项错误．
2．A
【详解】
由图可知，滑动变阻器与电流表串联后与电灯L2并联，最后再与电灯L1串联，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，接入电路的阻值变大，根据“串反并同”的结论可知，电流表示数变小，L2变亮，L1变暗，干路总电流减小，根据可知，电源的总功率变小。
故选A。
3．C
【详解】
A．带电液滴处于静止状态，根据平衡条件有
滑动变阻器的滑片向右移动时，电阻增大，但电容器两端的电压不变，则带电液滴所受电场力不变，仍保持静止，不移动，A错误；
B．在平行板电容器中插入电介质时，根据可知，电容C增大，电容器两端的电压不变，根据可知，Q增多，电容器充电，灵敏电流计中有方向由a到b电流，B错误；
C．将电容器C上极板向上移，距离d增大，但电容器两端的电压不变，根据知，E减小，所以P点距离下极板的电势差减小，则P点的电势变小，C正确；
D．减小电容器C两极板的正对面积，但电容器两端的电压不变，则场强E不变，P点的电势不变，所以液滴的电势能不变，D错误。
故选C。
4．A
【详解】
试题分析：根据推论知道：当外电阻等于电源的内阻时，输出功率最大．由乙图可知，R3不能比内阻小，所以B、D错误；由乙图可知，电源的输出功率先减小后增大，说明外电阻先增大后减小，所以R1>R2，故A正确，C错误．
5．D
【详解】
A．若R1R2同时短路，B灯不亮，不符合题意，故A错误；
B．若R1短路，外电阻减小，干路电流I增大，路端电压U减小，R3电流I3减小，则通过A的电流
增大，UA增大，A灯变亮；B灯电压
则UB减小，B灯变亮，不符合题意，故B错误；
C．若滑动变阻器R3断路，外电路总电阻增大，路端电压随之增大，A、B变亮，不符合题意，故C错误；
D．R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R3电流I3增大，则通过A的电流
减小，A灯变暗； B灯电压
增大，B灯变亮，符合题意，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
AD．光照强度减小，R1电阻增大，干路中电流减小，流过R3和灯泡L的电流都减小，选项A错误，D正确；
B．电源的效率取等于外阻占总电阻的比重，因为外阻增大，所以外阻占总电阻比重增大，效率增大，选项B错误；
C．因为外电阻增大，所以外电压增大，而电源正极电势恒定，所以A点电势降低，选项C错误。
故选D。
7．D
【详解】
A．根据
可知，当输出功率最大时，，，所以，由于
所以电源的电动势为，故AB错误；
C、根据图像可以知道，曲线的交点的位置，表示电路的内外功率相等，此时电源的内阻和外电阻的大小是相等的，电源的输出的功率是最大的，由图可知电源输出功率最大值为，故C错误；
D、当电源被短路时，电源消耗的功率
故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A、闭合开关S后，当滑动变阻器触头P向上移动时，增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，则小灯泡亮度变暗，电源的内电压减小，路端电压增大，则电压表的示数变大．故AB错误；
C、电路稳定时电容器的电压等于、串联总电压，增大，根据串联电路电压分配规律可知，电容器的电压增大，则电容器处于充电状态，故C正确；
D、电源的总功率为，干路电流I减小，E不变，则电源的总功率变小，故D错误．
点睛：本题按“部分→整体→部分”的思路进行动态变化分析．对于电压表的示数，可以直接根据路端电压随外电阻增大而增大的结论进行分析．根据串联电路电压与电阻成正比的特点，分析各部分电压的变化，比较简便．
9．B
【详解】
AB．电路的连接情况是：与并联后与串联，电流表测通过的电流，电压表测路端电压。当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入回路中的阻值增加，可知回路中总阻值增加；根据闭合电路的欧姆定律，总电流减小，由
知路端电压变大，即电压表的示数变大；电表均为理想电表，则两端的电压
故变大，电压表示数
则变大，电流表示数变大，A错误B正确；
C．电阻的电功率
减小，的电功率减小，C错误；
D．当外电阻和电源内阻相等时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器的滑动头向下移动时，不能确定外电阻和内电阻的关系，电源的输出功率不一定增大，D错误。
故选B。
10．D
【详解】
当电键S闭合后至稳定时，电压为，
电压为所以电容器两端电压为上极板电势高，故此时电容器上极板带正电，电荷量为，故选项D正确，选项ABC错误．
11．C
【详解】
A．当滑动变阻器滑片P由a端向b端滑动时，电路中的总电阻变小，电动势和内电阻不变，得知总电流变大，故A错误；
B．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，由题意知电路中，随着外电阻的减小，电源输出功率增大，故B错误；
C．将等效到内电阻中去，内电阻变为2r，滑动变阻器消耗的功率可看成电源的输出功率，由于
所以随着外电阻的减小，输出功率减小，故C正确；
D．总电流变大，根据，不变，定值电阻上消耗的功率变大，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
AB．由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联。当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据
可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，A错误B正确；
C．当仅增大R1的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据
可知，A、B间电压减小， C错误；
D．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电源的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A、B间电压减小， D错误。
故选B。
13．AD
【详解】
AB．把电池组、R1看做一个等效电源，则A、B两点间为等效电源的输出端，A、B两点间的电压U为输出电压，可变电阻R和R2为负载，当可变电阻R的阻值增大时，由闭合电路欧姆定律可得：等效电源的路端电压增大，干路电流减小，A正确，B错误；
CD．由于R和R2并联，等效电源的路端电压增大，R2阻值不变，由欧姆定律可得，通过R2的电流增大，由并联电路电流规律可得，通过负载R的电流减小，C错误，D正确；
故选AD。
14．AD
【详解】
由电路图可以知道，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流变小，灯电阻不变，由可知，灯的实际功率变小，灯变暗，干路电流变小，电源内阻，灯电阻不变，则并联电压变大，灯电阻不变，灯的实际功率大，则灯变亮，故A，D正确，B、C错误．故选AD．
15．ACD
【详解】
A．由题图可知A板的电势低于B板的电势，两板间电场方向向上，而微粒在电场中向下偏转，所受的电场力方向向下，可知该微粒带负电，故A错误，与题意相符；
B．如果仅将电源的正负极对调，则两板间的电场方向向下，微粒受到向上的电场力，则微粒将落在极板A上，故B正确，与题意不符。
C．电路稳定时没有电流流过R2，改变R2的阻值，不改变A、B间的电压，两板间电场强度不变，微粒所受的电场力不变，所以微粒的运动情况不变，仍落在N点，故C错误，与题意相符；
D．设平行金属板A、B间的电压为U，微粒在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，则竖直方向有
水平方向有
联立得
如果将滑动变阻器R1的滑动触头向上移动，滑动变阻器R1接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，R1两端的电压增大，A、B间的电压U增大，故微粒落在金属板B上时运动的水平距离x减小，所以微粒落在金属板B上N点的左侧，故D错误，与题意相符。
故选ACD。
16． 2.5×10-5 小灯的额定电流为0.3A，电路所能达到的最大电流（短路电流）远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯
【详解】
将晶片正、负极短路，电路中的电流强度为
小灯的额定电流为
无论多少节电池串联，电路所能达到的最大电流（短路电流）远小于小灯正常工作的电流，所以不能点亮小灯。
17． D A
【详解】
在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求加在小灯泡上的电压从零开始变化，开关闭合前应使电路中总电阻最大，即应让小灯泡支路短路。故选D。
在“测干电池的电动势和内电阻”实验中，要求加在电源两端的电压从最大值开始变化，开关闭合前应使电路中总电阻最大，即滑动变阻器全部接入电路，故选A。
18． 15 2.5
【详解】
当滑动变阻器的滑片从a滑向b的过程中，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，R1两端的电压减小，R2两端的电压增大
可知图线1是电压表V2的示数图象，图线2是电压表V1的示数图象，图线2的斜率等于R1的阻值，所以
由
可图线1的斜率大小等于电源的内阻与R1之和，则电源的内阻为
当I=0.4A时，U2=6V，则
当滑动变阻器全部接入时，电路中电流为I=0.4A，电压表V1示数为U1=3.2V，V2的示数为U2=6V
将电阻R1看成电源的内阻，当
滑动变阻器消耗的功率最大．则滑动变阻器消耗的最大功率
19． R1+r
【详解】
将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点可知，当
R2=R1+r
电源的输出功率最大，即外电阻R2消耗的电功率最大，P2有最大值为
20．，方向竖直向上
【详解】
当S闭合时，电容器和R2并联，电容器两端电压
由于油滴恰好静止
静电力方向竖直向上
S断开时，电容器和电源并联，电容器两端电压
根据牛顿第二定律
可知
加速度方向竖直向上。
21．（1）；（2）；（3）
【详解】
(1)S断开，、R2串联根据闭合电路欧姆定律，有
总功率为
联立代入数据解得
(2)S断开时，C两端电压等于电阻R2两端电压
电容的电荷量为
代入数据解得
(3)闭合S，总外电阻
干路电流为
输出功率
代入数据解得
22．(1)；(2)
【详解】
(1)闭合电键K，电路稳定时，R1与R2串联在电路中，C2与R2并联，由欧姆定律
电容器两端的电压
电容器所带的电荷量
(2)电键K闭合时，C1与R1并联，电容器C1两端的电压
电容器C1所带的电荷量
电键K断开后，电容器C1两端的电压等于电源的电动势，电容器所带电荷量
所以电键K从闭合到断开，电容器继续充电，通过电阻的电荷量是
23．，
【详解】
当开关S断开时
电容器所带电荷量为
当开关S闭合一段时间后，电容器两端的电压等于电阻两端的电压.由串联电路的电压分配关系得
此时电容器所带的电荷量为
则电容器所带电荷量的变化量为
负号表示减少，即所带的电荷量减少了。
答案第1页，共2页