4.2闭合电路的欧姆定律 同步练习（Word版含答案）

粤教版（2019）必修三 4.2 闭合电路的欧姆定律 同步练习
一、单选题
1．如图所示的U-I图像中，直线a为电池的路端电压与电流关系图线，曲线b为用电器的电压与电流关系图线，现将它们连接成闭合电路，则（　　）
A．该用电器的功率为6.16W B．电源消耗的总功率为9.6W
C．电源内电路消耗的功率为5.76W D．该电源的内电阻为1.0Ω
2．某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10（25V/200W）和10个相同的指示灯X1~X10（220V/2W），将其连接在220V交流电源上，如图所示，则下列对工作电路的表述正确的是（　　）
A．若L2断路，则干路电流I增大
B．若L2断路，则X1的功率增大，L1的功率增大
C．若L2短路，X2功率减小，其它指示灯的功率增大
D．若L2短路，X2功率增大，其它指示灯的功率减小
3．酒精测试仪常用于现场检测机动车驾驶人员是否饮酒，其核心元件是半导体型酒精气体传感器，这种传感器的电阻会随着酒精气体的浓度增大而减小。某同学将一个酒精气体传感器连接在如图所示的电路中，则（　　）
A．电压表V1示数越大，表示酒精气体浓度越高
B．电压表V2示数越大，表示酒精气体浓度越高
C．酒精气体浓度越高，电压表V1示数的改变量△U1与电流表示数的改变量△I之比越大
D．酒精气体浓度越高，电压表V2示数的改变量△U2与电流表示数的改变量△I之比越大
4．如图所示的电路中，电源的内阻不能忽略，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑动键向下移动时，电压表和电流表示数的变化情况正确的是（　　）
A．电压表示数增大 B．电压表示数减小
C．电流表示数不变 D．电流表示数减小
5．如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，电阻，滑动变阻器的最大阻值，最初滑动变阻器的滑片处于最下端，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片缓慢向上移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数增大 B．整个电路的总功率一定增大
C．电源内部消耗的功率一定减小 D．当时，电源的输出功率最大
6．小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示。在忽略电表内阻影响的情况下，下列分析错误的是（　　）
A．水量减少时，滑动变阻器的滑片向上移动
B．如果选择电压表，电表示数变小反映水量增多
C．如果选择电流表，电表示数变大反映水量增多
D．如果选择电流表，可以在水太多时保护电路
7．如图甲所示，电路中的电源电动势为E，内阻为r。其中、和为小灯泡，和为电压表，R为光敏电阻，其在不同光照下（光照强度单位为坎德拉，符号为cd）的伏安特性曲线如图乙所示。闭合开关S，当照在光敏电阻的光强度增大时，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡、变亮，变暗
B．电源的总功率变小
C．电压表示数变化量比电压表示数变化量大
D．电压表、示数之和变大
8．如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻。电路中灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。下列分析正确的是（　　）
A．将R1的滑动触头向左移动，则A灯变亮、B灯变暗
B．将R1的滑动触头向右移动，则A灯变暗、B灯变亮
C．若A灯、B灯均变暗，则可能R1断路
D．若A灯变暗、B灯变亮，则可能R2断路
9．如图所示是利用伏安法测量电源电动势和内电阻时作出的图象，由此可知，这两节干电池的电动势和内电阻相比较（　　）
A．E1>E2，r1< r2 B．E1 r2
C．E1>E2，r1>r2 D．E110．如图，在闭合电路中，当滑动变阻器的滑动片移动时，电流表示数的变化情况是（　　）
A．、的示数不可能同时增大，同时减小
B．的示数增大时，的示数减小，的示数减小时，的示数增大
C．的示数变化量总是小于的示数变化量
D．、的示数的大小关系无法确定
11．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接。当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数减小、电流表读数增大 B．电压表读数增大、电流表读数减小
C．电源的效率减小 D．R2消耗的电功率增大
12．如图所示，安装在潜水器深度表电路原理图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源的电动势和内阻均为定值，R0是定值电阻。在潜水器完成科考任务上浮的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．传感器两端的电压减小 B．通过显示器的电流增大
C．电路的总功率一定减小 D．传感器的功率一定减小
13．电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω的电阻，则电路中的电流强度为（　　）
A．1A B．2A C．3A D．4A
14．如图所示，电键K接通时，A、B两灯均正常发光，后因电路出现了故障，A、B两灯均熄灭，用理想电压表测电压Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4V，Uad＝4V，由此可知电路中发生断路的地方是（　　）
A．A灯 B．B灯
C．变阻器 D．A、B两灯同时断路
15．某金属电阻的伏安特性曲线如图所示，将该电阻直接接在直流电源两端，该电阻消耗的功率为0.75W.电源的发热功率为该电阻消耗功率的，则直流电源的电动势和内阻分别为（　　）
A．4V，3Ω B．4 V，4Ω C．5V，3Ω D．5V，4Ω
二、填空题
16．如图所示，电路中三个电阻、和的阻值分别为、和。当电键断开、闭合时，电源输出功率为；当闭合、断开时，电源输出功率也为。则电源电动势为_______V，内阻为_______。
17．如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则电源电压为_______V，R1的阻值是_______Ω。
18．如图所示电路，电源电压保持恒定，若滑动变阻器的滑片向右移动，则电流表的示数将_______，电压表的示数将_______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
19．如图，已知电源内阻r=1Ω，定值电阻R1=2Ω，R2=12Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω。闭合电键S，当变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，电流表A的示数_________________（填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或者“先减小后增大”）。在电流表A的示数减小0.2A的过程中，伏特表V的示数变化了_________________V。
三、解答题
20．如图所示，两平行金属板A、B水平放置，极板长l=0.4m，两板间距d= 0.2m，电源电动势E=20V，内电阻r=1Ω，电阻R=5Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球（可视为质点）从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v0=2m/s水平向右射入两板间，若小球带电量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，设B板电势为0，不考虑空气阻力。若小球恰好从A板右边缘飞出。求：
（1）滑动变阻器接入电路的阻值R滑；
（2）此时电源的输出功率P；
（3）则带电小球运动到A板时，小球具有的电势能Ep。
21．如图所示的电路中，电阻，，电源的电动势，内阻，电流表的读数。求：
（1）流过电阻的电流是多少？
（2）电阻的阻值是多大？
22．如图所示，利用电动机来提升重物的模型，已知电源的电动势、内阻，电阻，重物的质量。挂上重物电动机不转动时，电压表的示数为；电动机以稳定的速度匀速提升该重物时，电压表的示数为。不计一切摩擦，重力加速度g取，求：
（1）电动机线圈的电阻；
（2）重物上升时的速度大小；
（3）电动机提升重物时的效率。
23．如图所示，内壁附有粒子接收器的两足够大平行金属板A、B接在如图所示的电路中，位于B板中心的粒子源能在纸面内向两板间沿各个方向发射质量均为m、带电荷量均为q的正粒子，粒子的初速度均相等。闭合开关，当滑动变阻器的滑片自最左端缓慢向右滑到中间位置时，A板内壁的接收器恰好接收不到任何粒子，此后保持滑片位置不变。已知电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的总阻值为R，A、B两板间的距离为d，不计粒子重力及粒子接收器的厚度，忽略粒子间的相互作用，求：
（1）粒子源发射粒子的初速度的大小；
（2）初速度方向与B板间夹角等于多大时？粒子落到B板上的位置距粒子源最远，最远距离又为多少？
24．如图所示电路中，E是电动势为36V的理想电源，R1＝R2＝20Ω，R3＝10Ω，R4＝24Ω，C＝20μF，电表为理想电表。闭合开关S，待电路稳定后，求：
⑴电流表、电压表的示数；
⑵电容器极板所带的电荷量。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．有图可知，交点电压为U=2.8V，I=2.4V，该用电器的功率为
故A错误；
B．电源消耗的总功率为
故B正确；
C．电源内电路消耗的功率为
故C错误；
D．该电源的内电阻为
故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A. 若L2断路，外电阻增大，则干路电流I减小，A错误；
B. 若L2断路，相当于L2阻值增大，根据串反并同，X1和L1的电流都减小，X1和L1的功率都减小，B错误；
C. 若L2短路，相当于L2的阻值减小，根据串反并同规律，X2的电压减小，X2功率减小，其它指示灯的电流增大，功率增大，C正确，D错误。
故选C。
3．A
【解析】
【详解】
AB．若酒精气体浓度变高，则传感器的电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，则电压表V1示数变大，则和r分得的电压增大，则电压表V2示数减小，故A正确，B错误；
CD．根据闭合电路欧姆定律
故
由此发现，酒精气体浓度越高，R越小，电压表V1示数的改变量△U1与电流表示数的改变量△I之比越小，电压表V2示数的改变量△U2与电流表示数的改变量△I之比不变，故CD错误。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
当滑动变阻器的滑动键向下移动时，的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，电流表的读数变大，电源内阻上的电压变大，则路端电压减小，即电压表示数减小。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
A．滑片缓慢上滑，接入电路阻值逐渐减小，外电路总电阻变小，由
可知，干路电流增大，又
当电流增大时，由于电动势和电源内阻不变，所以外电压减小，即电压表示数减小，A错误；
B．根据总功率公式，可得
由于滑片缓慢上滑，干路电流增大，故可得总功率增大，B正确；
C．根据公式可得，电源内部消耗的功率为
由于滑片缓慢上滑，干路电流增大，故电源内部消耗的功率增大，C错误；
D．当外电阻电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，当时，外电路电阻为
此时
故当时，电源的输出功率不是最大，D错误。
故选B。
6．B
【解析】
【详解】
A．根据装置可知，水量减少，弹簧压缩量减少，滑片上移。故A正确，不符合题意；
B．若电表为电压表，电压表测的是滑动变阻器上部分对应的电压值，示数减小，说明滑片上移，水量减少，故B错误，符合题意；
C．若电表为电流表，电流表测的是其所在支路电流，水量增多，滑片下移，滑动变阻器阻值越大，电流表示数越大，故C正确错误，不符合题意；
D．如果选择电流表，水太多时左侧并联部分短路，串联在干路中，起到保护电路（电流表）的作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
AB．由图乙可知，光照增强，光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流增大，根据
可知电源总功率增大；干路电流增大，则内电压增大，外电压减小，由于L2处于干路，则其电流增大，亮度变亮，因L2灯泡的电压增大，那么L3电压减小，则其电流减小，因此L3变暗；因L3电流减小，那么L1的电流增大，因此L1变亮，故AB错误；
CD．由上分析可知，电压表V1测量L3电压，而电压表V2测量L2的电压，因电压表、示数之和等于外电压，所以二者之和变小；因电压表V2示数变大，而电压表V1示数变小，所以可知电压表V1示数变化量比电压表V2大，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
AB．将R1的滑动触头向左移动，则R1阻值减小，总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，则A灯、B灯两端电压都减小，则两灯都变暗；同理可判断，将R1的滑动触头向右移动，则两灯都变亮，选项AB错误；
C．若R1断路，等效为R1的滑动触头向右移动电阻变大，则A灯、B灯均变亮，选项C错误；
D．若R2断路，则等效为R2变大，则总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，通过R1的电流变大，则通过上面支路的电流减小，即通过A灯的电流减小，则此时A灯变暗，A灯两端的电压减小，则B灯两端电压变大，则B灯变亮，则选项D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【详解】
根据
U=E-Ir
可知U-I图像在U轴上的截距等于电动势，可知
E1>E2
图像的斜率大小等于电源的内阻，可知
r1> r2
故选C。
10．C
【解析】
【详解】
AB．当滑动片移动时向上移动时，电路总电阻增大，干路电流减小，则示数减小，内电压减小，则并联部分电压增大，则通过的电流增大，则通过R的电流减小，则的示数减小，故AB错误；
C．根据闭合电路欧姆定律
由上式可以发现，电源电动势不变，则的示数变化量总是小于的示数变化量，故C正确;
D．根据串并联关系，示数必然大于的示数，故D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，滑动变阻器连入电阻变大，外电路电阻R外增大，电路总电流
I＝
减小，内电压
U内＝Ir
减小，故路端电压
U＝E﹣U内
增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，R1两端的电压减小，故并联部分电压增大，由欧姆定律可知电流表示数增大，AB错误；
C．由公式
η＝×100%＝
可知，因路端电压增大，故电源的效率增大，C错误；
D．由A中分析可知，R2中电流增大，故R2的电功率增大，D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
AB．潜水器上浮的过程中，压力传感器的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的电流减小，根据
可知传感器两端电压增大，故AB错误；
C．由电路总功率
可知电路总功率减小，故C正确；
D．压力传感器的功率
由于U增大，I减小，其他条件不足，故压力传感器的功率可能增大也可能减小或不变，故D错误。
故选C。
13．A
【解析】
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
14．C
【解析】
【详解】
该电路为串联电路，闭合开关后，两灯泡都不发光，说明电路有断路；用理想电压表测电压Ucd＝4V，Uad＝4V；因为Ucd＝4V，即为电源电压，因此cd之间的变阻器出现断路现象，其它部分接触良好，故C正确；ABD错误。
故选C。
15．B
【解析】
【详解】
设电源电动势和内阻分别为E、r，当该电阻直接接在直流电源两端时，电阻的工作电流和电压分别为I、U，根据题意和闭合电路欧姆定律有
由图像可以读出当U=3.0V时，I=0.25A，此时功率P=0.75W
可解得
E=4 V，r=4Ω
故ACD错误，B正确。
故选B。
16． 3 2
【解析】
【详解】
[1][2]当电键S1断开、S2闭合时，只有R1接入电路，此时电源的输出功率为
当S1闭合、S2断开时，只有R3接入电路，此时电源输出功率
联立两式，解得，
17． 18 20
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2] 由电路图可知与串联，电压表测两端的电压，测两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流
两端的电压
两端的电压
因串联电路中总电压等于各分压之和，所以电源电压
由
可得定值电阻的阻值为
18． 变小 变小
【解析】
【详解】
[1][2]滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，根据闭合电路欧姆定律，整个回路的电流将变小，故电流表示数变小。电流变小，电压表所测电阻两端的电压根据欧姆定律可知将变小。
19． 减小 0.6
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图知
与串联，再与并联，根据串并联电路的特点得
因为，根据数学知识知当与最接近时，并联电阻最大，故变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，与相差越来越小，即并联电阻阻值逐渐增大，故电流表的示数减小。
[2]根据闭合电路欧姆定律得
整理得
故
则
20．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）设小球在板间飞行时间为t，则
根据得飞行加速度
由牛顿第二定律，可得
解得
滑动变阻器两端电压为
由闭合电路欧姆定律得
滑动变阻器接入电路的阻值
（2）外电路总电压
电源的输出功率为
（3）根据上述计算可知
小球运动到A板时具有的电势能为
21．（1）1A；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据公式，并联部分电压为
电流为
通过的电流为
流过电阻的电流为
代入数据解得
（2）由闭合电路欧姆定律知
两端的电压为
代入数据解得
22．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）不挂重物时，根据闭合电路欧姆定律得电路中电路
电动机线圈电阻
（2）重物匀速上升时，电压表示数，此时电路中电流
电动机电压
电动机消耗的电功率
根据能量守恒
解得
（3）所以电动机的效率为
23．（1）；（2）；2d
【解析】
【详解】
（1）对刚好不能到达A板的粒子，由动能定理可知
由闭合电路欧姆定律及欧姆定律可知
解得
（2）设初速度方向与B板成角的粒子落到B板上的位置距粒子源最远，轨迹如图所示，
设粒子在垂直B板方向上减速到零的时间为t，则：
垂直B板方向
由对称性可知，粒子自射出至击中B板的过程中，沿B板方向运动的距离为最大长度L的一半，故沿B板方向
L=v0cosα×2t
又
解得
且
L=2dsin2α
当时，粒子落点距粒子源最远。最远距离
Lm=2d
24．(1) 0.6A，28V；(2)2.4×10-4C
【解析】
【分析】
【详解】
(1)等效电路图如图所示
当电表为理想电表时，可以看出：R2、R3串联后与R1并联，然后与R4串联，于是电路的总电阻为
R总=+R4=36Ω
由欧姆定律，可得通过电源的电流为

电流表的示数即是流过R1的电流，由串并联知识可得
IA=I1==0.6A
从等效电路图可看出，电压表的示数是R3两端的电压与R4两端的电压之和。由于流过R3的电流为
I3=I－I1=0.4A
且流过R4的电流I4就是电路的总电流I，因此电压表的示数为
UV= I3 R3+ I4 R4= I3 R3+ I R4=28V
(2)电容器两极板之间的电压即是R1两端的电压
UC= I1R1=12V
因此电容器极板所带的电荷量
Q=CUC=2.4×10-4C
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