4.2 闭合电路欧姆定律的应用 专项测试（word版含答案）

4.2、闭合电路欧姆定律的应用
一、选择题（共16题）
1．如图所示电路中，当变阻器的滑动触头向左移动时，各电压表的示数变化情况（ ）
A．V1减小，V2增大，V3增大 B．V1减小，V2增大，V3减小
C．V1增大，V2减小，V3增大 D．V1增大，V2增大，V3减小
2．一个电源接9Ω电阻时，电源两端的电压为1.8V，接19Ω电阻时，电源两端的电压为1.9V，则电源的电动势和内阻分别为
A．2 V 1.5 Ω B．2.5 V 1.5 Ω C．2 V 1 Ω D．2.5 V 1 Ω
3．如图所示，曲线C1、C2分别是纯电阻电路中，内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线。由该图可知下列说法中正确的是( )
A．两条图线的交点表示内、外电路消耗的总功率为4W
B．电源的内电阻为1Ω
C．电源输出功率最大值为8W
D．电源的效率最大可达50%
4．如图所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻．已知光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小，电源的内阻不能忽略．闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度增大时，下列说法中不正确的是（　　）
A．通过的电流增大 B．电容器C所带的电荷量减小
C．电源的路端电压增大 D．电源的效率减小
5．如图所示，平行金属板中带电质点原处于静止状态，电流表和电压表为理想电表，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，则（　　）
A．电压表读数减小 B．电流表读数增大
C．质点将向上运动 D．上消耗的功率逐渐减小
6．在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，下列判断正确的是（ ）
A．电压表示数变大 B．电流表示数变大
C．流过电阻R1的电流不变 D．电阻R2的功率变大
7．在如图所示的电路中，R2、R3均为定值电阻，R1为滑动变阻器，A为理想电流表。接通开关S，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．路端电压减小
B．电流表的示数增大
C．通过电源的电流减小
D．电路的总电阻增大
8．如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是（ ）
A．电流表读数变小，电压表读数变大
B．小灯泡L变亮
C．电源的输出功率一定变大
D．电容器C所带的电荷量增加
9．如图所示，电源的电动势和内阻分别为 E、r，R 为定值电阻，U 表示电压表的读数，I 表示电流表的读数，相应的变化量大小分别为 ΔU 和 ΔI，则在滑动变阻器的滑片 P 由 M 向 N 移动的过程中（　　）
A．U 先减小后增大 B．电源的效率 η 先减小后增大
C．保持不变 D．保持不变
10．如图所示的闭合电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。随着滑动变阻器滑片的移动可以改变外电路的电阻值R，电压表的示数U、电流表的示数I、电源内阻消耗的功率P都将随之改变。以下四幅图中能正确反映P- I、P- U关系的是（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻连接成闭合电路，由图像可知（　　）
A．的阻值为 B．电源内阻为
C．电阻功率为 D．电源内阻消耗功率为
12．如图是用电学方法测水流速度的示意图。小铅球系在细金属丝下面，悬挂在点。为固定在水平方向的一根粗细均匀的电阻丝，端在点正下方，与细金属丝接触良好，接触点为，不计接触点处的摩擦和金属丝电阻。将小铅球放入水平流动的水中，稳定时球向左偏离竖直线一定的角度，水流速度越大，越大。现取一内阻不计的电源和一只理想电压表，将这些器材连接成测量电路，使水不流动时，电压表的示数为零，水流速度增大时，电压表的示数也增大，以下测量电路正确的是（　　）
A． B．
C． D．
13．如图所示，电路中RT为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），R1和R2均为定值电阻，开关闭合后，带电微粒恰好能沿图中虚线从平行金属板两板间匀速通过。若RT的温度升高，电源的内阻可忽略。则（　　）
A．通过R1的电流增大
B．通过 R2的电流增大
C．带电微粒将往上偏做直线运动
D．带电微粒将往下偏做曲线运动
14．如图甲电路所示，电阻R两端的电压U与通过该电阻的电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0V，内阻不计．电阻R1=1000Ω，且阻值不随温度变化．若改变R2，使AB与BC间的电压相等，则此时（ ）
A．R的阻值为1000Ω B．R的阻值为400Ω
C．通过R的电流为2.5mA D．通过R的电流为2.0mA
15．.如图所示，图线a是某一电源的U－I曲线，图线b是一定值电阻的U-I曲线。若将该电源与该定值电阻连成闭合电路，已知该电源的内阻r＝2.0Ω，则说法正确的是（　　）
A．该定值电阻为6Ω
B．该电源的电动势为20V
C．将2只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大
D．将2只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大
16．如图所示，电路中定值电阻阻值R1大于电源内阻阻值r。闭合开关S，当滑动变阻器R2的 滑片向下滑动时，四个理想电表A、V1、V2、V3的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U表示，电表示数变化量的大小分别用表示。则下列判断中正确的是（　　）
A．不变，不变 B．变小，变小
C．，变小 D．变小，不变
二、填空题
17．如图所示，直线A为电源的U—I图象，直线B为电阻R的U—I图象，用该电源与电阻R组成闭合电路时，该电源电动势____V， 电源内阻_____Ω，电阻R____ Ω，电阻R上消耗的电功率______W．
18．如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=3V；当电阻箱读数为R2=6Ω时，电压表读数为U2=4.5V。则电源的电动势E=______V，和内阻r=______Ω；若继续增大电阻箱的阻值，则图中电压表的读数将______（填“增大”或“减小”)
19．一电源向一电阻R供电，如图中AB为电源的端电压与电流的关系图线，直线OC为电阻R的两端电压与 电流的关系图线，由图可知电源消耗的功率____W，电源的内阻消耗的功率为_____W。
20．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，固定电阻R0，可变电阻为R，则电源输出功率最大的条件是R=___________；可变电阻消耗功率最大的条件是R=___________；固定电阻消耗功率最大的条件是R=___________。
综合题
21．在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，、均为定值电阻，且，阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片在最左端a时，电压表和电流表示数分别为，；当其滑片在最右端b时，电压表和电流表示数分别为，。求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值；
（3）电源的最大输出功率。
22．如图所示的电路中，R1=1Ω，R2=2Ω，R3未知，当开关S接a时，R2上消耗的电功率为4.5W，当开关S接b时，电压表示数为3.6V，当开关S接c时，电流表示数为1.5A，试求：
（1）电源的电动势和内电阻；
（2）R3的阻值．
23．某课外活动小组用一只“15Ω 1A”的滑动变阻器，一个电源电压恒为9V的电源，开关一只，导线若干为一个“6V 3W”的灯泡设计了两种调光电路，如图甲乙：
（1）试求图甲中灯泡正常发光时滑动变阻器接入电阻的大小；
（2）试求图乙中灯泡正常发光时滑动变阻器AP部分电阻大小；
（3）通过计算比较当灯泡正常发光时两种电路消耗的总功率大小．
24．如图，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由四个阻值相同的电阻构成的电路。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为，2、3接线柱之间的电阻为，1、3接线柱之间的电阻为。在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
由图可知，两电阻串联，电压表V1测R0两端的电压，V2测R两端的电压，V3测路端电压；
当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大；则由U=E-Ir可知，路端电压减小；故V3示数减小；因R为定值电阻，因总电流增大，则V2示数增大；因路端电压减小，V2示数增大，则V1的示数一定减小；故选B．
2．C
【详解】
根据闭合电路欧姆定律得：，
联立组成方程组得：，，故C正确，ABD错误．
3．B
【详解】
AC．根据图象可以知道，曲线C1、C2的交点的位置，此时的电路的内外的功率相等，由于内外电路的电流是相等的，所以此时的电源的内阻和电路的外电阻的大小是相等的，内、外电路消耗的功率相等，总功率为8W，即此时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4W，所以AC错误；
B．根据
P=I2R=I2r
可知，当输出功率最大时，P=4W，I=2A，所以
R=r=1Ω
所以B正确；
D．电源的效率
只当r=R时，电源的效率才是50%，但不是效率的最大值，选项D错误；
故选B。
4．C
【详解】
A项：当光敏电阻上的光照增大时，光敏电阻的阻值会减小，电路中的总电阻减小，电路中的总电流增大，流过R2的电流增大，故A正确；
B、C项：电路中的总电流增大，电源的内电压增大，由闭合电路欧姆定律知路端电压减小，而电容器极板间的电压就等于路端电压，所以电容器板间电压减小，带电量减小，故B正确，C错误；
D项：电源效率，路端电压减小，电动势不变，所以电源的效率减小，故D正确．
5．C
【详解】
A B．由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向a移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，同时，R1两端的电压也减小，故并联部分的电压增大；由欧姆定律可知流过R3的电流增大，则流过并联部分的电流减小，故电流表示数减小；因并联部分电压增大，而R2中电压减小，故电压表示数增大，故AB错误；
C．因R3两端电压增大，则电容器两端电压增大，故电荷受到的向上电场力增大，则重力小于电场力，电荷向上运动，故C正确；
D．R3上电流增大，根据，则R3消耗的功率逐渐增大，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
当变阻器R3的滑动头P向b端移动时，R3减小，外电路总电阻减小，总电流增大，由闭合电路欧姆定律
可得路端电压减小，则电压表示数变小，通过电阻R1的电流增大，根据串联电路分压规律可知，并联部分的电压减小，通过电阻R2的电流减小．因为
所以电流表示数变大，电流表示数变大；由于电阻R2的电流减小，由
可得电阻的功率变小；
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．A
【详解】
ACD．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，变阻器接入的电阻减小，外电路的总电阻减小，所以总电流增大，内电压增大，则路端电压减小，故A正确，CD错误；
B．因为路端电压减小，所以通过R3的电流减小，电流表的示数减小，故B错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．当滑动变阻器滑片P向右移动，其接入电路的电阻减小，电路总电阻R总减小，电流I增大，电流表读数变大，根据
电压表测量路端电压U，读数减小，A错误；
B．灯泡的功率
不变，则灯泡变亮，B正确；
C．当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻和电源的内阻大小关系，故不能确定电源输出功率的变化，C错误；
D．根据
变阻器两端电压减小，电容器与变阻器并联，电容器上电压也减小，则其电荷量减少，D错误。
故选B。
9．D
【详解】
图中电流表测量总电流，电压表测量路端电压；滑动变阻器的滑片P左右两侧的电阻并联后与R串联。
AC．滑动变阻器的滑片 P 由 M 向 N 移动的过程中，变阻器并联的电阻先增大后减小，故外电路总电阻先增大后减小，而电压表与电流表读数的比值等于外电路总电阻，所以先增大后减小，由欧姆定律知，总电流先减小后增大，则根据可知，电压表的读数U先增大后减小，故AC错误；
B．电源的效率为
由于路端电压U先增大后减小，则η先增大后减小，故B错误；
D．根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir，则得
保持不变，故D正确。
故选D。
10．A
【详解】
AB．电源内阻消耗的功率P与电流表的示数I关系为
A正确，B错误；
CD．电源内阻两端的电压为，所以消耗的功率为
CD错误。
故选A。
11．C
【详解】
A．由图象Ⅱ可知，外电阻
故A错误；
B．根据，由图象I可知，电源电动势
短路电流
电源内阻
故B错误；
C．由两图象的交点坐标，可得电源的路端电压为，干路电流为，电阻功率
故C正确；
D．由两图象的交点坐标，流过电阻的电流为，电源内部消耗的功率为
故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．该图中电压表测量BD电压，当水不流动时，，此时电压表的示数不为零，故A错误；
B．该图中CD段与电压表被短接，没有示数，故B错误；
C．该图中电压表测CD段的电压，水不流动时，，电压表示数为零，水流速度增大时，电压表的示数也增大，故C正确；
D．该图中电压表测量BD电压，水不流动时，，电压表示数不为零，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】
A．由于总电阻变小，总电流变大，因此通过的电流增大，故A正确；
B．热敏电阻的温度升高，热敏电阻的阻值变小， 并联部分电压变小，则通过电阻的电流减小，故B错误；
CD．带电微粒在电场中受到的电场力是竖直向上的，由于平行金属板间的电压增大，电场力会增大，因此带电微粒会往上偏而做曲线运动，故C、D错误。
故选A。
14．BC
【详解】
将R1电阻的伏安特性曲线在坐标中作出
两图象的交点为电阻的工作点，由图可知，此时电流为4mA，要使AB与BC之间的电压相等，则BC两端的电压为3.5V，并且两电阻中的电流相等，由图可知，此时符合条件的只有2.5mA，这时电阻R1电压为2.5V，而R的电压为1V；则
故选BC。
15．AB
【详解】
A．该定值电阻为
故A正确；
B．有闭合电路欧姆定律得
故B正确；
C．将2只这种电阻串联作为外电阻，外电阻的阻值为12Ω，并联时外电路总电阻3Ω，只有当内外电阻相等，电源输出功率最大，所以CD错误。
故选AB。
16．AD
【详解】
A．由电路图可知，电压表V1测R1两端电压，因R1不变，则由欧姆定律可得
保持不变，由数学规律可知
也保持不变，故A正确；
B．由电路图可知，电压表V2测路端电压，根据题可知
由于R2变小，所以变小；
又因为
内阻不变，所以不变，故B错误；
CD．总电阻增大、总电流减小，则R1两端电压减小、R2两端电压增大，路端电压增大，则有
故无法判断△U2与△I R1的大小关系；由图电路图可知
因为滑片向下滑动，故R2的接入电阻变小，变小，而
所以保持不变，故C错误，D正确。
故选AD。
17． 6 1 2 8
【详解】
试题分析：由图A可知，电源的电动势为；内阻；
由图中两图线的交点，可知当该电源与电阻串联后，电路中电流为；电压为；则，电阻R上消耗的电功率．
18． 6 2 增大
【详解】
当电压U1=3V时
当电压U2=4.5V时
由闭合电路欧姆定律
E=U+Ir
代入数据解得
E=6V
r=2Ω
电阻增加路端电压增加，故电压表的读数将增大。
19． 6 2
【详解】
根据闭合电路欧姆定律
由图可知电源的电动势为3V，图线的交点表示此刻工作的状态，则电源消耗的功率
P=EI=3×2 W =6W
电源的内阻为：
内阻消耗的功率
=2W
20． 0
【详解】
当满足条件
此时，电源输出功率最大，即
将固定电阻R0与电源等效为一个新电源，则等效电源内阻为
则可变电阻消耗的功率即等效电源的输出功率，则可变电阻消耗功率最大的条件是
当电路的电流最大时，即R=0时，电路中的总电阻最小，因此电路中的电流最大，此时固定电阻消耗功率最大
21．（1），；（2），；（3）2.0W
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律可知
联立解得
（2）当滑动变阻器滑片滑到最右端时，满足
当滑动变阻器滑片滑到最左端时，满足
联立解得
（3）外电阻的范围为：80Ω≥R总≥8Ω，而内电阻r=10Ω在此范围内。所以当R外=r=10Ω时，电源的输出功率最大
P出max==2.025W≈2.0W
22．（1）6V 2Ω （2）2Ω
【详解】
试题分析：（1）当开关S接a时，电路中只有R2与电源串联，则R2上消耗的电功率为；当开关S接b时，电路中R1和R2串联接入电路，则电压表示数为；
联立上述两式可解得：E=6V，r=2Ω；
（2）当开关S接c时，则R2和R3并联后再与R1串联，此时电流表示数为1.5A，可知并联部分的电压：；
通过R3的电流为：，
则R3的阻值：
23．（1）（2）（3）
【详解】
（1）若灯泡正常发光，则回路电流为：，
根据欧姆定律：．
（2）若灯泡正常发光，则通过灯泡的电流为：，由于灯与滑动变阻器AP部分并联则电压相等，则：，整理可以得到：．
（3）在图甲中，灯的功率为：，
滑动变阻器消耗的功率为：
则图甲中消耗的功率为：；
图乙中，灯的功率为：
滑动变阻器消耗的功率为：
则图乙中消耗的功率为：．
24．
【详解】
因为1、2接线柱之间的电阻与2、3接线柱之间的电阻之和等于1、3接线柱之间的电阻，所以2为中间的结点，又因为2、3接线柱之间的电阻与1、2接线柱之间的电阻的差等于1、2接线柱之间的电阻的一半，故2、3之间有两个电阻井联，后再与第三个电阻串联，每个电阻均为1Ω，连接方式如图所示
答案第1页，共2页