第4章闭合电路欧姆定律综合训练（word版含答案）

第4章闭合电路欧姆定律
一、选择题（共15题）
1．关于电功W和电热Q的说法正确的是（　　）
A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q
B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q
C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立
D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立
2．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，r为定值电阻，当汽车启动时，开关S闭合，则（　　）
A．车灯变亮
B．电阻r两端电压变小
C．待稳定后，若灯L1的灯丝烧断，车灯L2变亮
D．待稳定后，若开关S断开，电源的总功率变大
3．如图所示，电源你的电动势为30V，内阻忽略不计，一个“6V，12W”的电灯与一个绕线电阻为2Ω的电动机串联。已知电路中的电灯正常发光，则电动机输出的机械功率为（　　）
A．36W B．40W C．48W D．60W
4．有三个定值电阻：RA＝5Ω，RB＝10Ω，RC＝15Ω，下列伏安特性曲线中可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示是某款理发用的电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成。当闭合开关S1、S2后，电动机驱动风叶旋转，将空气从进风口吸入，经电热丝加热，形成热风后从出风口吹出。已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W。关于该电吹风，下列说法正确的是（　　）
A．电热丝的电阻为55 Ω
B．电动机线圈的电阻为 Ω
C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒钟消耗的电能为1 000 J
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为1 000 J
6．如图内阻不能忽略的电源与定值电阻 R1、R2 及滑动变阻器 R 构成闭合电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向 a 端时,下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数增大 B．电压表读数减小
C．电流表读数不变 D．电流表读数增大
7．一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8 的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为（　　）
A．E＝2.4V，r＝1 B．E＝3V，r＝2
C．E＝2.4V，r＝2 D．E＝3V，r＝1
8．关于电压和电动势，下列说法正确的是（　　）
A．电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量
B．电动势就是电源两极间的电压
C．电压和电动势单位相同，所以电动势和电压物理意义相同
D．电源电动势定义式 和电势差定义式 中的W都是电场力做的功
9．关于电源的作用，下列说法中错误的是(　　)
A．在电源内部把电子从负极搬运到正极；
B．电源的作用是使导体中形成电场；
C．电源的作用是能够保持导体两端的电势差；
D．把其他形式的能转化为电能。
10．如图所示，CD间接交流电源，电源有效值保持恒定不变，自耦变压器可视为理想的变压器，图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　）
A．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变小
B．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大
C．当自耦变压器滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变大
D．由于理想变压器输入功率等于输出功率，滑动触头P转动时，变压器的输出功率不变
11．导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性。下图是A、B两个导体的伏安特性曲线，其中图线A的斜率为k，并且图线A与横轴成а角。关于这两个导体的伏安特性曲线的下列说法正确的是（　　）
A．导体A为线性元件，且
B．导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数
C．两条图线相交的点表示两导体在此状态时的I、U、R均相等
D．导体B的电阻值随电流的增加而变大
12．如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1=B，B2=2B，一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为 ，则下列判断正确的是（　　）
A．此过程中通过线框截面的电量为
B．此过程中线框克服安培力做的功为 mv2
C．此时线框的加速度为
D．此时线框中的电功率为
13．如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r ，RT为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻。闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是（　　）
A．温度不变，光照增强 B．温度升高，光照不变
C．温度降低，光照增强 D．温度升高，光照减弱
14．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R0=0.5r，滑动变阻器的最大阻值是3r。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．电源内阻消耗的功率变大
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
15．依据所学电学知识，请判断下列说法中正确的是（　　）
A．流过非线性元件的电流，随两端所加电压的均匀增加而均匀增大
B．电源电动势数值上等于在电源内部将单位正电荷从电源正极移到负极非静电力所做的功
C．锰铜合金的电阻率几乎不随温度的变化而改变，可制作标准电阻
D．测电阻时，欧姆表的指针偏转角太小，应将选择开关拨至倍率较大的档位，重新欧姆调零后再测量
二、填空题
16．如图所示为一个温差电偶电源。这种电源将两种不同的金属铆接在一起，然后两端插入不同温度的水中。这样，两个输出端a和b之间就会产生电势差，从而可以当作电源使用。在a，b之间架设导线（图中未画出），然后发现导线上方的小磁针N极朝着垂直于纸面向外的方向偏转。在实验中，欧姆在a和b之间接入横截面积相同，但长度不同的同种金属丝。然后用扭秤测小磁针的偏转力。将金属丝的长度记为x，小磁针的偏转力记为y。实验结果表明，x和y之间具有如下关系： ，其中p和q为两个参数。进一步，欧姆发现，如果改变温差，参数p就会随之改变，但参数q不变。上面这个式子其实就是闭合电路欧姆定律的原形。根据上述信息和已学知识，我们可以猜想欧姆实验中的y其实正比于　 　，而参数q则正比于　 　。（以上两空选填“电流”/“电压”/“电动势”“内阻”）
17．三个电阻R1、R2、R3阻值分别为10Ω、30Ω、60Ω，把它们适当连接后可得总电阻为R=24Ω，把R直接接到内阻为1Ω的电源上，三个电阻消耗的功率之比P1：P2：P3=　 　，若R1消耗的功率是3.6W，则电源的电动势为　 　V。
18．某同学利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻，他改变电阻箱的阻值 ，记录理想电压表对应的示数 ，以 为纵坐标、 为横坐标，作出的 图象如图乙所示，则该电源的电动势 　 　、内阻 　 　。（均用 、 表示）
19．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。
三、综合题
20．如图，电源电动势 ，内阻r=1Ω，电阻R1=4Ω，R2=10Ω。两正对的平行金属板长 ，两板间的距离 。闭合开关S后，一质量 ，电荷量 的粒子以平行于两板且大小为 的初速度从两板的正中间射入，不考虑粒子的重力，求：
（1）两极板间的电压大小；
（2）电源的输出功率；
（3）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。
21．如图所示的电路中，电源的电动势 ，内阻 ；电阻 ， ， ， ；电容器的电容 ，闭合开关 ，求：
（1）通过电源的电流；
（2）电容器两端的电压；
（3）当断开开关 后，通过电阻 的电量。
22．如图所示，电阻 ，电源内阻 ，电压表可视为理想电表。当开关 和 均闭合时，电压表的示数为 。求：
（1）路端电压多大？
（2）电源的电动势多大？
23．如图所示电路中，电源电动势E＝10 V，内电阻不计，电阻R1＝28.0 Ω，R2＝12.0 Ω，R3＝6.0 Ω，R4＝24.0 Ω，R5＝9.0 Ω，电容器的电容C＝1.2 μF，求：
（1）电容器所带的电荷量；
（2）若R2突然断路，将有多少电荷量通过R5。
答案部分
1．B
【解答】非纯电阻中，W=UIt用来求电功；Q=I2Rt用来求电热，但W＞Q；只有在纯电阻电路，根据能量守恒电功和电热电相等，电功可用公式W=UIt计算，也可用公式W=I2Rt计算，A不符合题意；B符合题意；W=UIt可用于任何电路求总电功；而Q=I2Rt可以适用任何电路求热功，C D不符合题意；
故答案为：B．
2．C
【解答】AB．开关S闭合时，外电路电阻减小，总电阻减小，总电流变大，则电源内阻以及电阻r的电压变大，则车灯两端电压减小，车灯变暗，AB不符合题意；
C．待稳定后，若灯L1的灯丝烧断，则外电阻变大，总电流减小，电源内阻和电阻r的电压减小，路端电压变大，则车灯L2电压变大，亮度变亮，C符合题意；
D．待稳定后，若开关S断开，外电阻变大，总电流变小，电源的总功率P=IE变小，D不符合题意。
故答案为：C。
3．B
【解答】通过电灯的电流： ，电动机的电压：U电=E-U灯=30-6=24V；电动机消耗的总功率：P电=U电I=24×2=48W；绕线电阻的电热功率：P热=I2R=22×2=8W；电动机输出的机械功率P机=P电-P热=40W；
故答案为：B．
4．C
【解答】根据欧姆定律可知：I ，则定值电阻的伏安特性曲线是过原点的倾斜直线，电阻越大，斜率越小，则C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
5．A
【解答】A．电吹风吹热风时电热丝消耗的功率为P＝1 000 W－120 W＝880 W
对电热丝，由P＝ 可得电热丝的电阻为R＝ Ω＝55Ω
A符合题意；
B．由于不知道电动机线圈的发热功率，所以电动机线圈的电阻无法计算，B不符合题意；
C．当电吹风吹热风时，电热丝每秒消耗的电能为880J，C不符合题意；
D．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120J，D不符合题意。
故答案为：A。
6．B
【解答】当滑片向a滑动时，R接入电阻减小，总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流I增加，内电压增加，由U=E-Ir可知路端电压减小，即电压表示数减小；因路端电压减小，R1两端的电压增加，故并联部分电压减小，由欧姆定律可知电流表示数减小；B符合题意，ACD不符合题意；
故答案为：B.
7．B
【解答】由题，电池外电路断开时的路端电压为3V，则电池的电动势E=3V，当电源接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，电路中电流为
电源的内阻
B符合题意。
故答案为：B
8．A
【解答】A、电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,A符合题意.
B、当外电路断开时，电动势大小等于电源两极间的电压，B不符合题意.
C、电压和电动势单位相同，但电动势和电压物理意义不相同，电动势反映电源的特性，与外电路的结构无关，C不符合题意
D、电源电动势定义式 中的W是指非静电力做的功，电势差定义式 中的W是指电场力做的功，D不符合题意.
故答案为：A.
9．A
【解答】A．电子在非静电力的作用下，在电源内部从正极搬运到负极。A错误，符合题意；
B．电源的作用是使导体中形成电场。B正确，不符合题意。
C．电源两极间存在电压，所以电源的作用是能够保持导体两端的电势差。C正确，不符合题意；
D．电源是通过电源内部非静电力做功把其他形式的能转化为电能，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
10．C
【解答】AB．当自耦变压器滑动触头的位置不动，即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变，则副线圈两端的输出电压不变，即电压表的示数不变，当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，连入电路的电阻的阻值变小，因而总电流增大，根据欧姆定律可知 两端的电压增大，根据串联分压可知并联支路的电压减小，通过 的电流减小，流过滑动变阻器的电流增大，即电流表的示数变大，A、B不符合题意；
C．保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，将自耦变压器滑动触头P逆时针转动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数增大，根据 可知副线圈两端的输出电压增大，即电压表的示数变大，总电流增大，滑动变阻器两端的电压将变大，电流表的读数变大，C符合题意；
D．将自耦变压器滑动触头P转动时，变压器的原线圈的匝数不变，副线圈的匝数变化，根据 可知副线圈两端的输出电压变化，根据 可知变压器的输出功率变化，D不符合题意；
故答案为：C。
11．C
【解答】A．导体A的I-U图线为倾斜直线，A为线性元件，但因两坐标所用的标度并不相同，故不能用正切值来求解电阻，A不符合题意.
B．导体B的I-U图线为曲线，B为非线性元件，但曲线上某点和坐标原点连线的斜率才为相应状态的电阻的倒数，B不符合题意.
C．图线交点表示两导体U和I相同，由B选项分析可知两电阻R也相同，C符合题意.
D．由图可知导体B 曲线上的点与坐标原点连线的斜率逐渐变大，故电阻逐渐变小，D不符合题意.
故答案为：C
12．A,B,C
【解答】A．通过线框截面的电量为
A符合题意；
B．由能量守恒定律得，此过程中回路产生的电能为E= －
B符合题意；
C．此时感应电动势
线框电流为
由牛顿第二定律得2BIa+BIa=ma
解得加速度
C符合题意；
D．此时线框的电功率为
D不符合题意。
故答案为：ABC。
13．A,C
【解答】AC由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗。温度不变光照增强时，R，不变，R减小，小灯泡变暗，A.正确；温度升高.光照不变时，R。减小，R不变，小灯泡变亮，B不符合题意；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，则小灯泡变暗，C符合题意；若热敏电阻阻值减小的同时，光敏电阻阻值增大，则小灯泡变亮，D不符合题意。
故答案为：AC
14．A,B
【解答】A．当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电流变大，则电源内阻消耗的功率变大，A符合题意；
B．当外电阻与内阻相等时，电源输出功率最大，由题意可知，当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，电源的输出功率先变大后变小，B符合题意；
C．把定值电阻R0和电源看成一个整体，此时大电源的内电阻为1.5r，此时的滑动变阻器就相当于外电路，由于滑动变阻器的最大阻值是3r，滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，C不符合题意；
D．当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电流变大，则定值电阻R0上消耗的功率一直增大，D不符合题意。
故答案为：AB。
15．C,D
【解答】A．只有线性元件才是电流随电压均匀变化，A项错误；
B．根据电动势的定义，电源电动势数值上等于在电源内部将单位正电荷从电源负极移到正极非静电力所做的功，B项错误；
C．标准电阻的阻值几乎不随温度变化，常用锰铜合金，C项正确；
D．根据欧姆表的工作原理可知，指针偏转角太小，表明电阻很大，要让指针回到中央，应增加倍率，欧姆调零后再测量，D项正确。
故答案为：CD。
16．电流；内阻
【解答】金属丝的长度是x，小磁针的偏转力是y，x和y之间的关系是
如果改变温差，参数p就会随之改变，但参数q不变，由于p是电源电动势， 是闭合电路欧姆定律的原形，由闭合电路的欧姆定律可知 其中y其实正比于电流，而参数q则正比于内阻。
17．3:9:8；25
【解答】 适当连接后可得总电阻为R=24Ω，则三电阻的连接方式如图所示
则R1，R2串联，故I1=I2，串联后与R3并联，根据并联电路电压相等有
根据
可得 若R1消耗的功率是3.6W，则 总功率为
根据闭合电路的欧姆定律可得
则有
解得E=25V
18．；
【解答】根据闭合电路的欧姆定律有
整理得
结合题图乙有 ， 解得 ，
19．6；20
【解答】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，r=4Ω，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率有
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
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
解得Rx=20Ω
20．（1）解：根据闭合电路欧姆定律
（2）解：电源的输出功率
（3）解：电场强度
粒子做类似平抛运动，有
联立解得
21．（1）开关闭合，外电路电阻
由闭合电路欧姆定律得
计算得
（2）电路的路端电压
通过 的电路
电容器两端电压 ，U3 = I3R3
计算出
（3）电路闭合时，电容器的电量
断开开关通过 的电量
22．（1）解：当开关S1和S2均闭合时，电压表测量R2的电压，则通过电阻的电流
外电阻为：
故路端电压为
（2）解：由闭合电路欧姆定律，可得
23．（1）解：由图可知
又因为
解得 ，
同理可得 ，
令d点的电势为零，即 ，则有 且
可知 ，
b点电势高，下极板带正电
（2）解： 断路后
此时下极板带负电，则流过 电荷量为