4.2闭合电路欧姆定律的应用综合训练（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．电源和一个水平放置的平行板电容器、三个电阻组成如图所示的电路。当开关S闭合后，电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态。现将开关S断开，则以下判断正确的是（　　）.
A．液滴仍保持静止状态 B．液滴将向下运动
C．电容器上的带电量将减为零 D．电容器上的带电量将增大
2．如图所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器Ru的滑动端向下滑动的过程中（　　）
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大。
3．如图所示,A、B两端电压恒为U,接入内阻为R 的电动机 M 恰好能正常工作,流过电动机的电流为I1,如果把电动机换成阻值为R 的定值电阻,此时电流为I2,下列说法正确的是（　　）
A．I1=I2
B．I2>I1
C．电动机消耗的功率大于定值电阻消耗的功率
D．电动机消耗的功率等于定值电阻消耗的功率
4．某科技小组连接好图示电路电源内阻不能忽略，电压表可视为理想电表。当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由左端向右滑动时。下列说法中正确的是（　　）
A．小灯泡L1、L2均变亮
B．小灯泡L1变亮，V2表的读数变大
C．小灯泡L1变暗，V1表的读数变小
D．小灯泡L2变暗，V2表的读数变小
5．如图是某温度检测和光电控制加热装置的原理图。R，为热敏电阻（温度升高，阻值减小），用来探测加热电阻丝R的温度。RG为光敏电阻（光照强度增大，阻值减小），接收小灯泡L的光照。其他电阻均为定值电阻。当R处温度升高后，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L将变暗
B．RG的电压将增大
C．R的功率将增大
D．R的电压变化量与R2的电流变化量的比值不变
6．用如图电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系，其中 ， ，电源内阻 。当单刀双掷开关接1时电流表的示数为 =0.2A，接2时，电流表的示数 为(　　)
A．0.24A B．0.2A C．0.18A D．0.3A
7．如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅改变下列某一个条件，能使油滴向上运动的是(　　)
A．增大两板间的距离 B．增大R2的阻值
C．增大R1的阻值 D．增大电容器的极板面积
8．在如图所示的电路中，闭合开关后，一带电油滴恰好静止在平行板电容器两极板间，电流表和电压表均为理想电表。若将滑动变阻器的滑片P向左滑动，则（　　）
A．电压表示数减小 B．电流表示数减小
C．油滴将向下运动 D．电路的总功率增大
9．如图所示电路，闭合电键S，滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法正确的是（　　）
A．电流表A的示数增大
B．电流表A1 的示数增大
C．电压表V的示数增大
D．如果保持滑动变阻器的滑片不动而将S断开三表A、A1 、V的示数都减小
10．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表．若将照射R3的光的强度减弱，则（　　）
A．电压表的示数增大 B．小灯泡消耗的功率减小
C．通过R2的电流减小 D．电源内阻的电压增大
11．如图所示，当电路里滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时（　　）
A．电容器C两端的电压增大
B．电容器C两极板间的电场强度减小
C．电压表的读数减小
D．R1消耗的功率增大
12．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，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两点间的电压U增大 B．电源的内电压U内减小
C．R1的功率增大 D．通过R2的电流I减小
13．如图所示的U-I图象中，直线I为某一电源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．用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路．由图象可知（　　）
A．R的阻值为1.5Ω
B．电源的电动势为3.0V，内阻为1.5Ω
C．电源的输出功率为3W
D．电源R消耗的功率为1.5W
14．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表，开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态，在P向上移动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A表的示数变大 B．油滴向上加速运动
C．G中有由a至b的电流 D．电源的输出功率可能变小
15．如图所示电路， 是定值电阻， 是滑动变阻器， 是小灯泡， 是电容器，电源内阻为 。开关 闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（　　）
A．小灯泡变亮 B．电压表示数变大
C．电源的总功率变大 D．电容器所带电荷量增大
二、填空题
16．王同学用如图所示电路测量一节干电池的电动势和内阻．
①请按该同学电路图，以笔画线代替导线继续完成实物连接图　 　．
②该同学根据实验数据，在图中作出的路端电压U与电流I的U－I图象，通过该图象可知电源的电动势为　 　 V，电源的内阻为　 　 Ω.(均保留三位有效数字)
17．在实验室中某同学需要测定一节新干电池的电动势和内电阻。已选用的器材有：
干电池（电动势为1.5V，内阻很小）；
电流表（量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω）；
电压表（量程0～3V，内阻约6kΩ）；
电键一个、导线若干。
①新电池的内阻较小，为了防止误操作时造成短路，电路中需要用一个定值电阻R0起保护作用。实验中所用的定值电阻应选下列的　 　，滑动变阻器应选下列的　 　（填字母代号）。
A．定值电阻（阻值1Ω）
B．定值电阻（阻值10Ω）
C．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
D．滑动变阻器（阻值范围0～1kΩ、额定电流1A）
②该同学根据选好的实验器材，将实验器材连接成图甲所示，你认为哪些导线连接的有错误　 　（填导线旁的字幕代号）。
③按正确的方法连接好器材后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，根据这些数据画出U-I图线如图乙。根据图线得电池的电动势E=　 　V，内电阻r=　 　Ω。
18．某同学利用图甲所示电路测量一电源的电动势和内阻。实验室提供的器材有：
a．电流表A（量程为100mA，内阻为30Ω）
b．定值电阻R0（阻值为6Ω）
c．电阻箱R（最大阻值为99.9Ω）
d．开关和若干导线
该同学正确操作后，记录了若干组电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，根据这些数据画出R— 图象如图乙所示。该电源的电动势E=　 　V、内阻r=　 　Ω。（结果均保留两位有效数字）
19．如图甲为欧姆表电路的原理图，某兴趣小组认为欧姆表内部 图中虚线框内 可等效为一电源，设计如图乙的电路来测量欧姆表某挡位的电动势与内阻，具体操作如下：
A.将欧姆表的选择开关旋至某挡位，A、B两表笔短接，进行欧姆调零；
B.将毫安表与滑动变阻器 按图乙连接好；
C.调节滑动变阻器 滑片的位置，读山毫安表的读数I和对应的欧姆表读数R，根据测量的多组数据画出 图象，如图丙所示，图线的斜率为k，在纵轴的截距为b.
图甲中A是　 　 选填“红”或“黑” 表笔；
由所绘图象中信息可得出欧姆表该挡位的电动势为　 　，内阻为　 　 用题中所给字母表示 .
三、综合题
20．某直流电动机接入电路，如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R的阻值，使电动机无法转动，此时电流表和电压表的示数分别为0．2 A和0．4V。重新调节R的阻值，使电动机能够正常运转，此时电流表和电压表的示数分别为0.8A和3V。求：
（1）这台电动机的线圈电阻；
（2）电动机正常运转时的输入功率；
（3）电动机正常运转时的输出功率。
21．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内阻r=2Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=220 V,电压表示数UV=180 V.试求:
（1）通过电阻R的电流;
（2）电动机的总功率和发热功率
（3）若电动机以v=1.5 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量.(g取10 m/s2)
22．在如图所示的电路中，R1＝3Ω，R2＝6Ω，R3＝1.5Ω，C＝20μF，当开关S断开时，电源的总功率为2W；当开关S闭合时，电源的总功率为4W，求：
（1）电源的电动势和内电阻；
（2）闭合S时，电源的输出功率；
（3）S断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？
23．如图所示，C1＝8μF，C2＝5×104pF，R1＝8Ω，R2＝4Ω，电源电动势E＝24V，内阻不计，求：
（1）开关闭合时C2储存的电荷量Q；
（2）开关断开前后C1储存电荷量的变化量△Q。
答案部分
1．D
【解答】开关闭合时，电容器两板间的电压等于电阻R2两端的电压，小于电源的电动势。当开关断开时，电路稳定时，电路中没有电流，电容器板间电压等于电源的电动势，则知电容器板间电压增大，根据 可知场强变大，电场力变大，粒子会向上加速，A B不符合题意；由于电容器的电压增大，由公式Q=CU可知，电容器上的带电量将增大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
2．D
【解答】当滑片下移时，滑动变阻器接入电阻减小，则外电路总电阻减小，电路中总电流增大，电源的内电压增大，则由闭合电路欧姆定律可知，电路的路端电压减小，故电压表示数减小；
由欧姆定律可知，R1上的分压增大，而路端电压减小，故并联部分的电压减小，则通过R2的电流减小，根据并联电路的特点可知：通过R0的电流增大，则电流表的示数增大．D符合题意，ABC不符合题意；
故答案为：D．
3．B
【解答】A、B、电机电路的内阻为R，正常工作时由于线圈的切割磁感线产生反电动势，故其对电流的阻碍作用大于内阻R，故I2＞I1，A不符合题意，B符合题意；
C、D、根据P=UI，工作电压相等，而I2＞I1，故电动机消耗的功率小于定值电阻消耗的功率，C不符合题意，D不符合题意；
故答案为：B.
4．D
【解答】滑动变阻器的滑片从左端向右滑动，R滑增大，L1与R滑并联的电阻增大，R滑、L1、L2构成的R外增大，由闭合电路欧姆定律
得I1减小，由U内=Ir
可知U内减小，由路端电压U1=E-U内
可知U1增大，电压表V1增大。电压表V2的读数U2=IR12
所以U2减小，因为I干减小，L2变暗，UR外=U1-U2
U1增大，U2减小，UR开增大，所以通过L1的电流I1增大，L1变亮，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
5．D
【解答】A项：当R处温度升高时，RT阻值变小，左边回路中电流增大，小灯泡L的功率增大，灯泡L将变亮，故A不符合题意；
B、C项：L的光照强度增大，则RG阻值变小，右侧电路的总电阻变小，总电流变大，E2的内电压增大，则其路端电压变小．总电流增大，则R2两端电压增大，所以右侧电路并联部分电压减小，R的电压减小，则R的功率将减小．R的电流减小，而总电流增大，则通过R3的电流增大，R3的电压将增大，所以RG的电压将减小，故B、C不符合题意；
D项：R的电压变化量与R2的电流变化量的比值 ，保持不变，故D符合题意。
故答案为：D
6．A
【解答】设电源电动势是E，内阻为r，由闭合电路欧姆定律得：
解得：
故答案为：A
7．C
【解答】开始时油滴静止，则重力与电场力相互平衡，电场力向上；增大两板间距离时，电压不变，d变大，故电场强度减小，因此油滴将向下运动，A不符合题意；R2与电容器串联，视为导线，故对电容器的电压没有影响，增大R2的阻值，油滴不动；B不符合题意；增大R1的阻值，则路端电压增大，电容器两端电压增大，板间场强增大，故电场力增大，油滴将向上运动，C符合题意；增大电容器的极板面积时，由于电压不变，板间距离不变，则电场强度不变，故油滴不动，D不符合题意。
故答案为：C。
8．C
【解答】AB．当滑动变阻器滑片 向左端滑动过程中，接入电路的电阻增大， 与 并联的电阻增大，总电阻增大，则总电流减小，路端电压
则路端电压增大，即电压表示数增大。 两端电压
则 减小， 与 并联的电压增大，通过 电流增大，则电流表示数变大；AB不符合题意；
C．电容器并联在 两端，则电容器板间电压减小，带电量减小，板间场强减小，液滴所受的电场力减小，则液滴将向下加速运动，C符合题意；
D．电路的总功率
电路中的总电流 减小，总功率减小，D不符合题意。
故答案为：C。
9．C
【解答】A．滑动变阻器的滑片向左滑动， 增大，根据
可得电流表A的示数减小，A不符合题意；
B．对于支路 ，根据欧姆定律得电流增大，而总电流减小，所以电流表 的示数减小，B不符合题意；
C．根据
可知内电压减小，根据
可得外电压增大，C符合题意；
D． 如果保持滑动变阻器的滑片不动而将S断开，电路由并联变成串联，外电阻变大，电流减小，内电压减小，外电压增大，即电压表的示数变大，D不符合题意。
故答案为：C。
10．B
【解答】A．光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得，电路中总电流减小，故R1两端的电压减小，A不符合题意；B．由并联电路的电流规律可知，R2支路两端的电压和电流均变大，总电流减小，则流过灯泡的电流一定减小，故由P=I2R可知，小灯泡消耗的功率变小，B符合题意；CD．因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R2的电流增大，CD不符合题意。
故答案为：B
11．A
【解答】AB．由于 的电流减小，所以 两端的电压减小，故电容器两端的电压增大，根据 可得两极板间的电场强度增大，A符合题意，B不符合题意。
C．根据闭合回路欧姆定律可知内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，C不符合题意；
D．P下滑时 接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，即通过 的电流减小，根据 可知 消耗的功率减小，D不符合题意；
故答案为：A。
12．A,B
【解答】由“并同串反”的规律可知，当滑动变阻器R接入电路的阻值增大时，A、B两点间的电压U增大，电源的内电压U内减小，通过R2的电流I增大，流过R1的电流减小，由 可知，R1的功率减小。
故答案为：AB。
13．A,B,D
【解答】A、由两图线的交点知， ，A符合题意；
B、直线I在纵轴上的截距为电动势，即E=3V，斜率的绝对值为内阻，即 ，B符合题意；
CD、电源的输出功率P=UI=1.5W，也等于电阻R消耗的功率，C不符合题意，D符合题意．
故答案为：ABD
14．B,D
【解答】P向上移动，滑动变阻器R阻值变大，根据闭合电路欧姆定律“串反并同”得
A．A表的示数变小，A不符合题意；
B．电容器两端电压增大，根据 得E增大，对油滴受力分析，电场力竖直向上，由于电场力增大，合力竖直向上，根据牛顿第二定律，油滴应向上加速运动，B符合题意；
C．电容器两端电压增大，根据 得Q增大，电容器充电，G中有由b至a的电流，C不符合题意；
D．根据闭合电路欧姆定律，内阻和外阻相等时功率最大，因无法知道外电路总电阻和电源内阻的大小关系，电源的输出功率可能变小，D符合题意。
故答案为：BD。
15．B,D
【解答】AB．闭合开关S后，当滑动变阻器触头P向上移动时，R2增大，外电路总电阻增大，干路中电流减小，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，A不符合题意，B符合题意；
C．电源的总功率为 ，干路电流I减小，则电源的总功率变小，C不符合题意。
D．电路稳定时电容器的电压等于R2的电压，根据串联电路电压分配规律可知，R2增大，电容器的电压增大，则电容器所带电荷量增大，D符合题意。
故答案为：BD。
16．；1.44～1.46 V均可；1.70～1.80 Ω均可
【解答】①根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：
②由U－I图象 所示可知，图象与纵轴交点坐标值是1.45V，电源电动势E=1.45V，电源内阻为： 。
17．A；C；c、e（或d）；1.5；0.4
【解答】①一节干电池电的内阻很小，约为零点几欧姆，则保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，因此定值电阻应选A；为方便实验操作，滑动变阻器应选C．
②图中c导线的上端应该连接到R0左端；e和d两根导线其中的一根要连到滑动变阻器的上端；
③由图乙所示电源的U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，则电源的电动势为E=1.50V
由图象可知
电源内阻r=k-R0=1.4-1=0.4Ω．
18．12；1.0
【解答】由闭合电路的欧姆定律可得
即
代入数据解得
即
由图可知斜率
解得
由图像得
解得
19．红；；
【解答】①由图甲所示可知，A 是与内置电源的负极相连接，满足电流红进黑出向右偏，则A是红表笔．
②由闭合电路的欧姆定律得：E=I（r+R），则有 ，由题意可知，图象的斜率是k，图象的截距为b，由 可知 ，而 所以 ．
20．（1）解：电动机不转时，可看成纯电阻电路，由欧姆定律得：
（2）解：正常工作时输入功率：P入=U2I2=3×0.8=2.4W
（3）解：正常工作时内阻消耗的功率P热=I22 r=0.82×2=1.28W
输出功率P输出=P入-P热=2.4-1.28=1.12W
21．（1）解：电阻R两端的电压UR= U- UV
电阻R中的电流I=
得：I= 4 A
（2）解：电动机的总功率P=IUV 得：P= 720 W
电动机的发热功率Pr = I2r
=32W 得：Pr = 32W
（3）解：电动机输出的功率用来提升重物,
P-Pr = mgv
解得：m =
45.87 kg
22．（1）解:S断开，R2、R3串联根据闭合电路欧姆定律可得：
总功率为：
S闭合，R1、R2并联再与R3串联，总外电阻
根据闭合电路欧姆定律可得：
所以总功率为：
联立解得：E=4V，r=0.5Ω
（2）解:闭合S，总外电阻R′=3.5Ω 干路电流为
输出功率P出=EI′-I′2r=4×1-1×0.5=3.5W
（3）解:S断开时，C两端电压等于电阻R2两端电压：
可得电量为：Q=CU2=20×10-6×3=6×10-5C
23．（1）解：开关闭合时C2与R2并联，R2两端电压为
由电容器定义式 得 Q= 4×10-7C
（2）解：开关断开前C1与R1并联，R1两端电压为
由电容器定义式 得 Q1= 1.28×10-4C
开关断开后C1直接接在电源两端U3=E
电荷量为Q2=C1U3=1.92×10-4C
开关断开前后C1储存电荷量的变化量ΔQ=Q2-Q1= 6.4×10-5C