4.2闭合电路的欧姆定律 专项测试（Word版含答案）

4.2、闭合电路的欧姆定律
一、选择题（共16题）
1．煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器米检测，如图甲所示。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度的增大而减小，某同学用该气敏电阻设计了如图乙所示的电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报，则（　　）
A．煤气浓度越高，a、b间电压越低
B．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
C．煤气浓度越高，电源的功率越小
D．煤气浓度越高，流过R的电流越小
2．如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是(　　)
A．L1变亮，L2和L3皆变暗 B．L1变暗，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2变亮，L3变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
3．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（　　）
A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数减小
B．电源的输出功率一定变小
C．电压表V1的读数的变化量与电流表A1的读数的变化量的比值不变
D．若滑片P的位置不动，R2突然发生短路，则A2的读数增大
4．如图所示的电路中，当开关S1闭合、S2断开时，灯泡L正常发光，若再将开关S2闭合，则电流表和电压表的读数将（　　）
A．都变大 B．都变小
C．电流表的读数变小，电压表的读数变大 D．电流表的读数变大，电压表的读数变小
5．唐诗同学按如图所示的电路图连线实验。闭合开关S，小灯泡都不亮，电流表指针无偏转。她利用电压表进行逐段检测，发现约为10V，其余示数为0。则该电路的故障可能是（　　）
A．短路 B．断路 C．断路 D．短路
6．如图所示，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡，在变阻器R的滑片P向下移动过程中，下列判断中正确的是（ ）
A．L1变暗 B．L2变暗 C．L3变亮 D．L4变暗
7．如图所示的电路中，电阻R1=6Ω，R2=3Ω，S断开时，电流表示数为0.9A，S闭合时，电流表示数为0.8A，则电源电动势、内阻为（ ）
A．E=5.76V， r=0.4Ω B．E=5.76V， r=0.8Ω
C．E=6.12V， r=0.4Ω D．E=6.12V， r=0.8Ω
8．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时，则（　　）
A．电压表示数增大 B．电流表示数减小
C．质点P将向下运动 D．R1上消耗的功率逐渐减小
9．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
10．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，R为电阻箱。图乙为电源的输出功率P与电流表示数I的关系图象，电流表为理想电表，其中电流为I1、I2时对应的外电阻分别为R1、R2，电源的效率分别为η1、η2，输出功率均为P0。下列说法中正确的是（　　）
A．R1＞R2 B．I1＋I2＞
C．R1R2>r2 D．η1<η2
11．如图所示电路，所有电表均为理想电表，。当闭合开关S，触片P向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是、、、，那么下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．为定值，增大
D．电源的输出功率在减小，效率在降低
12．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b表示电源的PE-I图线
B．曲线c表示电源的输出功率PR-I图线
C．电源的电动势，内阻
D．电源的最大输出功率
13．电路图如图所示，电源电动势为20V、内阻r=3，滑动变阻器的最大阻值为20，定值电阻R0＝2．则下列说法正确的是（ ）
A．R=5时，R0消耗的功率最大
B．R=3时，电源输出的功率最大
C．R=5时，R消耗的功率最大
D．电源最大输出的功率为20W
14．在《用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻》的实验中，分别用两个不同的电源1、2做实验，根据测得的数据作出U—I图像如图所示，由图像可知（　　）
A．电源电动势E1=E2
B．电源电动势E1>E2
C．短路电流I1D．电源内阻r115．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）
A．当R2=R1＋r时，R2获得最大功率
B．当R1=R2＋r时，R1获得最大功率
C．当R2=0时，R1获得最大功率
D．当R2=0时，电源的输出功率最大
16．如图甲所示的电路中,电源电动势6.0V ,内阻不计, 为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为1.5Ω.当开关S闭合后( )
A．的电阻为
B．消耗的电功率为7.5w
C．的电阻为
D．消耗的电功率为6W
二、填空题
17．电路如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻r18．在如图（a）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，整个过程中两个电压表的示数随电路中电流变化的图线如图（b）所示。则电源内阻的阻值为________Ω，滑动变阻器R2的最大功率为________W。
19．如图甲所示为某一测量电路，电源电压恒定。闭合开关S，调节滑动变阻器由最右端滑动至最左端，两电压表的示数随电流变化的图象如图乙所示，可知：_____（填“a”或“b”）是电压表V2示数变化的图象，电源电压为_____V，电阻Rl阻值为_____Ω，变阻器最大阻值为_____Ω。
20．某同学设计了一个加速度计，如图所示．较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比．这个装置实际上是一个加速度传感器．工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行．当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动．通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小．已知两个电池E的电动势相同，均为9V，内阻可以忽略不计；滑块的质量为0.6kg，两弹簧的劲度系数均为2×102N/m，电阻器的全长8.0cm，弹簧在弹性形变内，电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点左侧偏转．当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程．
（1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端______cm处；
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点______（填“左”、“右”）侧偏转；
（3）若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度______（填“均匀”、“非均匀”）分布．
三、综合题
21．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器，当其滑片P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A、B两点是滑片P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R2的阻值；
(3)求电源有最大输出功率时，R3接入电路的阻值。（结果保留一位小数）
22．如图所示的电路中，电表均为理想电表，R1=1Ω，R2=5Ω，电容器的电容C=100μF，变阻器R3最大阻值为10Ω，闭合开关S电路稳定后：当R3的阻值为1Ω时，电压表的示数为3V；当R3的阻值为7Ω时，电流表的示数为1A，求：
（1）电源电动势和内阻；
（2）调节变阻器R3的阻值，当R3消耗的功率最大时，求电容器上容纳的电量。
23．利用如图所示的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时,电流表和电压表的示数分别为I1和U1．改变滑片的位置后,两表的示数分别为I2和U2．写出这个电源电动势和内电阻的表达式．
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】
ACD．煤气浓度越高气敏电阻阻值越小，电路总电阻越小电路电流I越大变阳器两端电压
越大，即ab间电压越大，电源的功率
越大，故ACD错误；
B．调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时ab间的电压，会影响报警装置的灵敏度，故B正确。
故选B。
2．D
【详解】
当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，变阻器电阻R减小，故总电阻减小，根据欧姆定律干路电流增加，故灯泡L1变亮；并联电路的电压U并=U-IRL1，故并联电路电压变小，灯泡L3变暗；干路电流增加，而通过灯泡L3的电流变小，故通过灯泡L2的电流增加，灯泡L2变亮；故选D．
3．C
【详解】
A．当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大；电压表V1读数U1=E-I（R1+r），I增大，其他量不变，则U1减小；故A错误；
B．由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故B错误．
C．根据闭合电路欧姆定律有 U1=E-I（R1+r），则得 =R1+r，保持不变，故C正确；
D．若滑片P的位置不动，R2突然发生短路，外电阻减小，干路电流增大，电源的内电压和R1的电压增大，所以R3的两端电压U1减小，A2的读数为 I2=，则I2减小，故D错误；
故选C。
4．D
【详解】
再将开关S2闭合，灯泡短路，总电阻减小，总电流增大，则电流表示数变大，电源内阻上的压降增大，则路端电压减小，即电压表的读数变小，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．C
【详解】
电流表指针无偏转说明电路断开，发现约为10V，由于电动势为10V，说明L2断路
故选C。
6．A
【详解】
当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，通过L4的电流增大，L4变亮，且通过L3的电流减小，L3的电压减小，L3变暗，故L2的电压增大，L2变亮，L1的电流减小，L1变暗。
故选A。
7．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律S断开时，．S闭合时，，联立可得E=5.76V， r=0.4Ω，A对．
8．C
【详解】
ABC．由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时，R1两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大，因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，AB错误，C正确；
D．因R1两端的电压增大，由
可知，R1上消耗的功率逐渐增大，D错误。
故选C。
9．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。
10．A
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律可知，因为，则R1＞R2，故A正确；
B．由闭合回路欧姆定律得
输出功率为
由图有
整理得，故B错误；
C．根据电功率表达式
且
代入整理得，故C错误；
D．根据电源的效率可知，因为，则，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．当触片P向左滑动过程中，导致电阻变大，则总电阻变大，总电流变小，即A2减小，V2示数减小；因内电压变小，则外电压增大，则V1的示数增大，因此通过电阻R0的电流在增大，则流过A1的电流减小，根据
可知总电流减小，故分电流的减少量要大于分电流的增加量，则电流的减少量要大于电流的减少量，故，故A错误；
B．由上可知，总电流减小，则V2示数和内电压都减小，而V1的示数增大，故电压表V1的增大量要大于电压V2的减少量，则有，故B正确；
C．根据闭合电路的欧姆定律有
则有
根据欧姆定律有
则有， 由此可知两个表达式都为定值，故C错误；
D．根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，由题意，可知外电阻大于电源内阻，则知当变阻器的滑动触头P向左移动时，外电路总电阻增大，电源输出的电功率减小，而电源的供电效率
外电阻增大，路端电压U增大，电源的供电效率提高，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．因为 ，直线a表示电源的PE-I图线，A错误；
B．电源的输出功率为 ，是开口向下的抛物线，曲线b表示电源的输出功率PE-I图线，B错误；
C．当I=2A时
电源的内阻为
C错误；
D．电源的最大输出功率为
D正确。
故选D。
13．C
【详解】
试题分析：R0是定值电阻，当R=0时，电路中电流最大，R0消耗的功率最大，故A错误．当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大．即 R+R0=r，R=1Ω时，电源输出的功率最大，电源最大输出的功率为，故BD错误．将R0看成电源的内阻，当等效电源的内阻R0+r=R时，即R=5Ω，等效电源的输出功率最大，即R消耗的功率最大，故C正确．故选C．
14．AD
【详解】
AB．根据闭合电路欧姆定律，有
当I=0时，U=E，故电源电动势
B错误A正确；
C．根据闭合电路欧姆定律，有
当U=0时
为短路电流；故
C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律，有
故U-I图像的斜率的绝对值表示内电阻，故
D正确。
故选AD。
15．AC
【详解】
A．在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1＋r的电源（等效电源）连成的闭合电路，如图所示
R2的电功率是等效电源的输出功率，显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A正确；
BC．讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据
P＝I2R
可知电路中电流越大，R1上的电功率就越大，即
P1＝I2R1
所以，当R2＝0时，R1获得的电功率最大，故B错误，C正确；
D．讨论电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源的输出功率不一定最大，故D错误；
故选AC。
16．AD
【详解】
L1两端的电压为6.0V，由图乙可知L1的电流为2.5A，则由欧姆定律可得L1的电阻为：，故A正确；L1两端的电压为6V，电流2.5A，所以L1消耗的电功率为为：P1=U1I1==6×2.5W=15W，故B错误；由电路图可得L2的电压与电流关系为U=6-1.5I，在小灯泡的伏安特性曲线上画出该电压电流关系，如下图所示；
则交点为（3V，2A），则灯泡L2的电阻，L2消耗的电功率为P2=U2I2=3×2W=6W，故C错误，D正确；故选AD．
17． 和 ； 变大
【详解】
c为滑动变阻器的中点，滑动触头在此点时，总电阻最大，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，总电阻减小，总电流增大，和电源内阻分的电压增大，和电源内阻消耗的功率变大；并联电路电压减小，所在之路电阻增大，电压减小，故电流减小，消耗的功率减小，而的电流增大，故功率增大；
电源输出的功率在时最大，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动过程中，外电阻减小，但外电阻总大于电源的内阻，电源输出功率增变大；
答案为：和；变大；
18． 2.5 0.45
【详解】
当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，电压表的读数为零，则可知图（b）中甲是的图线，根据部分电路的欧姆定律，由图（b）可知
，
根据闭合电路欧姆定律
当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，代入数据得
当滑动变阻器的滑动触头P在最右端时，代入数据得
联立解得
，
根据图（a）可知，当
时，滑动变阻器R2的功率最大，根据闭合电路欧姆定律，此时，电路中的电流
则滑动变阻器R2的最大功率为
19． b 6 10 20
【详解】
滑动变阻器由最右端滑动至最左端时，电路中的电阻减小，电流增大，则V1读数增大，V2读数减小，故b是电压表V2示数变化的图象。
电源电压不变，根据闭合电路欧姆定律
由图象可知，电源电压是6V，电阻Rl阻值为
由图象a可知，滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器两端电压为4V，电路电流为0.2A，则滑动变阻器的最大阻值
20． （1）4； （2）右； （3）均匀
【详解】
（1）当加速度为零时，滑块应处于电阻器的中央，电阻器的全长8.0cm，则应将滑动片调到距电阻器左端4cm处．
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动．根据顺着电流方向电势降低，可知P端的电势低于Q点的电势，则电压表的指针将向零点右侧偏转．
（3）设加速度为a时，电压表的读数为U，则：2kx=ma
又 ；联立解得：, 由于U与a成正比，所以表盘的刻度应均匀．
21．(1) 20V，20Ω；(2) 5Ω；(3)17.6Ω
【详解】
(1)将乙图中AB线延长，交U轴于20V处，所以电源的电动势为E=20V．图象斜率表示内阻
(2) 当P滑到R3的右端时，电路参数对应乙图中的B点，只有电阻R2接入电路，由图乙所示图象可知，U2=4V，I2=0.8A，则定值电阻R2的阻值
(3) 当P滑到R3的左端时，电路参数对应乙图中的A点，此时并联部分电阻
此时滑动变阻器阻值Rp
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
22．（1）E=9V，r=1Ω；（2）4.5×10﹣4C
【详解】
（1）闭合开关S电路稳定后，电容器所在支路断路，由题意可知，当R3=1Ω时
根据闭合电路欧姆定律有
当R3=7Ω时
联立解得
E=9V
r=1Ω
（2）根据题意可知，R3的功率为
9I﹣2I2
当时，P3取最大值，因为
解得
R3=2Ω
电容器两端的电压为
通过电容器的电量为：
Q=CU=4.5×10-4C
23．：E= r=
【详解】
由全电路欧姆定律得：
E=U1+I1r
E=U2+I2r
解得：
E=
r=
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