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．在如图所示的电路中，、为定值电阻，但阻值未知，R为电阻箱，当电阻箱电阻为10Ω时，通过它的电流为1 A；当电阻箱电阻为18 Ω时，通过它的电流为0.6 A；当通过电阻箱的电流为0.1 A时，电阻箱的电阻为（ ）
A．118 Ω B．116 Ω C．132 Ω D．164 Ω
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．减少对化石燃料的依赖是人类削弱温室效应的重要方法，对替代能源的探索正在加快进行，我国在太阳能利用方面居于领先地位。硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线是该电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象（电池内阻不是常数），图线是某电阻的图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为（　　）
A． B． C． D．
4．下列说法正确的是（　　）
A．电动势就是电源两极间的电压
B．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大
C．电源的电动势与外电路相关
D．电源的输出功率越大，电源的效率越高
5．如图直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡L的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡L的额定电压为4 V B．灯泡L的额定功率为6 W
C．小灯泡随电流增大时其电阻减小 D．电源的效率为50%
6．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
7．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
8．以下公式哪个是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示电路，电源的电动势为E、内阻为r，电动机M的线圈电阻为，定值电阻为R，当开关S闭合后，电动机正常转动，电动机两端电压为，电路中电流为I，下列说法正确的是（ ）
A．电动机的两端电压 B．电动机输出的机械功率
C．电源两端的电压 D．电源的输出功率
10．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1和R2是两个固定的电阻，当滑动变阻器的滑片从b端向a端移动时，通过R1、R2的电流分别为I1、I2。则在该过程中，关于I1、I2发生的变化，下列说法正确的是（　　）
A．I1变小，I2变大 B．I1变大，I2变小
C．I1变大，I2变大 D．I1变小，I2变小
11．已知两电源的电动势分别为E1、E2（E1>E2），内阻分别为r1、r2。当两电源分别与阻值为R的电阻连接时，外电路消耗的功率正好相等。若电阻R减小一些，再与E1、E2分别连接时，对应的外电路消耗的功率分别是P1、P2。则（　　）
A．r1P2
C．r1>r2，P1r2，P1>P2
12．有一种新型电池，其内阻约为几十欧姆，使用时间较长，防腐、防漏液技术好，常用在门铃、防盗器等用电器上。如图所示，电动势为12V，内阻为20Ω的新型电池与R1、R2构成闭合回路，其中，R2为0～20Ω的滑动变阻器。改变滑动变阻器R2的阻值使R2获得最大功率，则此最大功率为（　　）
A．3.6W B．0.9W
C．2W D．1W
13．在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，下列说法正确的是（　　）
A．灯L1变暗，电压表的示数减小 B．灯L2变暗，电流表的示数减小
C．电压表和电流表的示数都增大 D．灯L1变亮，电容器的带电荷量减少
14．如图所示，已知电源的内阻为r，外电路的固定电阻R0＝r，可变电阻Rx的总电阻为2r，在Rx的滑动触头从A端向B端滑动的过程中（　　）
A．Rx消耗的功率不变
B．电源输出的功率变小
C．电源内阻消耗的功率变小
D．R0消耗的功率变大
15．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
二、填空题
16．在如图电路中，电源电动势为E内阻为r，为定值电阻。当滑动变阻器R的滑片向右移动时，电流表A示数如何变化？
分析思路为：①R接入电路的阻值增大→②回路总电阻增大→③总电流I减小→④端电压U增大→⑤流过的电流增大→⑥电流表中的电流减小
由③推得④的理由是：_______________________；由⑤推得⑥的理由是：_________________。
17．传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换的任务。如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号。如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用弹簧长度的变化使接入电路的滑动变阻器的阻值变化，将_________信号转换为电信号的。如图所示地磅刻度是________的。（填“均匀”或“不均匀”）
18．一节干电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω，把阻值R＝2.0 Ω的电阻直接接在该电池的两极，电阻R两端的电压U＝________V。
19．作图法：
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，建立平面直角坐标系，根据几组U、I测量数据，在坐标系中描点，作图像．
（2）将图线两侧延长，纵轴截距点是断路的路端电压，它的数值就是( )；横轴截距点是路端电压时的电流，它的数值就是短路电流.
（3）图线斜率的绝对值为( )，即，如图所示．
三、解答题
20．如图所示的电路，电源电动势E=30V。内阻r=2Ω，电阻R1=8Ω，R2=8Ω，R3=4Ω，C为平行板电容器，其电容C=6.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长l=0.1m，两极板的间距d=0.01m。
（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R3的总电荷量；
（2）若开关S闭合时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板电容器C的电场中，刚好沿虚线做匀速直线运动。问：当开关S断开后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射人平行板电容器C的电场中，能否从平行板电容器C的电场中射出。（要求写出计算和分析过程，重力加速度g取10m/s2）
21．如图所示电路中，电源电动势E = 15V，电源内阻r = 1.0Ω，电阻R2 = 15Ω，R3 = 12Ω，电流表A示数为0.4A，求：
（1）流过电阻R3的电流I3和流过电阻R1的电流I1；
（2）电阻R1的阻值大小。
22．超级电容器是电容C达到上千法拉甚至上万法拉的大容量电容器，具有功率密度高、充电速度快、循环寿命长等优点。现采用如下图所示的电路对某个超级电容器充电。充电器具有控制输出电压和输出电流的功能。充电过程分为两个阶段：第一阶段是恒流（即充电器输出的电流不变）充电，当充电器检测到电压达到一定值后，进入第二阶段，进行恒压充电（即充电器输出的电压不变），直到充电终止。若电阻阻值恒定为R，关于充电过程。
(1)电容器原来不带电，其电容为C，当第一阶段进行恒流充电时，充电器输出的电流为I，求t时刻电容器两端电压；
(2)当进入第二阶段进行恒压充电时，充电器输出的电压为U，某一时刻流过电阻R的电流为，求电容器两端电压。
23．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电动机内阻r0=2Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U=5.5V。不计空气阻力和摩擦，取g=10m/s2。求：
（1）流经电源的电流I和电动机两端的电压U2
（2）重物匀速上升时的速度v
（3）电源的工作效率η
24．如图所示，电源电动势，电源内阻不计，定值电阻、。
（1）若在ab之间接一个电阻，闭合开关S，求电阻两端的电压；
（2）若在ab之间接一个的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器所带的电荷量。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
把电阻箱之外的电路设为一个电源，设整体的电动势为E，内阻为r，则有
联立解得
当，根据
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
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】
根据闭合电路欧姆定律可得
当电流为0时，路端电压等于电源电动势，因此
根据图线交点可知，电阻电压为2.5V时，电流为0.2A，则硅光电池的内阻
故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
A．电动势是反应电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量，与电压有本质区别。并且电路闭合时电动势在数值上等于整个回路的总电压，即内、外电压之和，A错误；
B．电源的路端电压为
故外阻越大，路端电压越大，B正确；
C．电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关，C错误；
D．由效率的表达式
可知，外阻越大，电源的效率越高。但当电源的输出功率最大时，外阻、内阻阻值相等，此时效率只有50%，D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
A．电源的U－I图线与小灯泡L的U－I图线的交点为小灯泡的工作状态，此时小灯泡正常发光，小灯泡的额定电压为3V，此时电流为2A，则灯泡L的额定功率
故B正确，A错误；
C．根据图像可知小灯泡随电流增大时，其电阻逐渐增大，故C错误；
D．由图可知电源的电动势
电源的效率
故D错误。
故选B。
6．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。
7．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。
8．B
【解析】
【详解】
根据能量守恒定律，闭合电路中非静电力做功等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即
整理得
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．电动机正常工作时属于非纯电阻元件，电动机两端电压不等于，A错误；
B．电动机的总功率
电动机的热功率
电动机输出的机械功率
B错误；
C．电源两端的电压
C正确；
D．电源的输出功率
不等于，D错误。
故选C。
10．A
【解析】
【详解】
滑片向上移动，接入电路的电阻减小，则并联总电阻减小，总电流增大，所以路端电压减小，故流过R1的电流I1减小，流过R2的电流I2增大。故A正确；BCD错误。
故选A。
11．C
【解析】
【详解】
由外电路消耗的功率相等得
2R=2R
又知E1>E2，则
（R＋r1）2>（R＋r2）2
故r1>r2；再大致画出U I图像如图所示
可知R减小一些（对应图中虚线），在E2中电流增加量大，由
P＝I2R
可得
P1故选C。
12．A
【解析】
【详解】
把R1看作等效电源的内阻，等效电源的内阻为
外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，R2的功率最大
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
ABC．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮。R与灯L2并联电路的电压
U并＝U﹣U1
U减小，U1增大，U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流
IA＝I﹣I2
I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大，故ABC错误；
D．电容器两端电压为并联部分的电压，并联部分电压减小，则电容器两端电压减小，电容器带电荷量减少，故D正确。
故选D。
14．D
【解析】
【详解】
A．当外电阻与电源内阻相等时电源的输出功率最大，将R0等效为电源的内阻，则电源的等效内阻为2r，当Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，电阻Rx从2r减小到零，则Rx消耗的功率变小，选项A错误；
B．Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，外电路电阻从3r减小到r，则电源输出功率逐渐变大，选项B错误；
CD．Rx的滑动触头从A端滑向B端的过程中，总电阻逐渐减小，则电流逐渐变大，则根据P＝I2R可知，电源内阻消耗的功率以及R0消耗的功率均变大，选项C错误，D正确。
故选D。
15．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。
16． U=E-Ir
【解析】
【详解】
[1]总电流I减小，根据
U=E-Ir
可知端电压U增大；
[2]流过的电流增大，总电流I减小，而
则电流表中的电流减小。
17． 力 不均匀。
【解析】
【分析】
【详解】
[1]地磅上称量不同重物时，弹簧的形变不同，则滑动变阻器接入电路的有效电阻不同，则电路中电流就不同。该装置是将力信号转化为电信号。
[2]设地磅上没有重物时，滑动变阻器的滑动触头在B端，滑动变阻器的总长度为L，重物重力为G时弹簧形变为x，劲度系数为k，则有
，
因为重物与形变成正比，但是电流跟形变不成线性关系，所以地磅的刻度不是均匀的。
18．1
【解析】
【详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律得
则电阻R两端的电压
19． 电源电动势E 电源的内阻r
【解析】
略
20．（1）；（2）能
【解析】
【详解】
（1）S断开时，电阻R2两端电压为
S闭合后，外电阻为
路端电压为
电阻R2两端电压为
则流过R3的总电荷量为
故流过R3的总电荷量为。
（2）设微粒质量为m，电荷量为q。当开关S闭合时，有
当开关S断开后，设微粒加速度大小为a，则
解得
假设微粒能从电容器的电场中射出，水平方向有
竖直方向
故微粒能从平行板电容器的电场中射出。
21．（1）0.5A，0.9A；（2）9Ω
【解析】
【详解】
（1）由欧姆定律可知，R2两端的电压为
U2 = I2R2 = 0.4 × 15V = 6V
由于R2和R3并联，则
干路中电流为
I1 = I2 + I3 = 0.9A
（2）再根据闭合电路的欧姆定律有
E = I1(R1 + r) + U2
解得
R1 = 9Ω
22．(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)0到t时间内电容器充电电量为
Q=It
由
得
(2)电阻R两端的电压为
由
得
23．（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律可得流经电源的电流
电动机两端的电压
（2）电动机的输入功率
热功率
输出功率
重物匀速上升时
解得
（3）电源的工作效率为
24．（1）3V；（2）C
【解析】
【详解】
（1）与并联后电阻为
由闭合电路欧姆定律，两端的电压为
（2）设电容器上的电压为，则有：
电容器的带电量：
代入数据解得：
C
答案第1页，共2页
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