4.1闭合电路欧姆定律 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.1闭合电路欧姆定律 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-01 04:56:12

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文档简介

鲁科版 (2019)必修第三册 4.1 闭合电路欧姆定律
一、单选题
1.如图所示,电源电压不变,电表均为理想表,当电键S由断开到闭合时,下列变化正确的是(  )
A.电流表A示数变小
B.电压表V1示数不为0
C.电压表V2示数与电流表A示数的比值不变
D.电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
2.电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电。关于路端电压,下列说法正确的是(  )
A.因为电源电动势不变,所以路端电压也不变
B.因为U=IR,所以当R增大时,路端电压也增大
C.因为U=IR,所以当I增大时,路端电压也增大
D.因为U=E-Ir,所以当I增大时,路端电压减小
3.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.E14.如图所示电路中,电源电动势E=6V,内阻不计,其中电阻R1=1Ω,R2=6Ω,R3=2Ω,R4=3Ω,电容器的电容C=1F,其上下极板分别为A和B,则(  )
A.S断开时,R2消耗的功率最大
B.S闭合后,B板带正电
C.S闭合稳定后,电容器所带电量为2C
D.S闭合稳定后再断开,若把A、B两板拉开一小段距离,则两板A、B之间的电场强度减小
5.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,下列结论错误的是(  )
A.电源的电动势为6.0V
B.电源的内阻为12Ω
C.当外电阻为2Ω时,电源的输出功率最大
D.电流为0.4A时的外电阻是13Ω
6.如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,下面结论正确的是(  )
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的短路电流为0.5 A
C.电源的内阻为12 Ω
D.电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
7.如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流的关系(U-I图线),图线②表示其输出功率与电流的关系(P-I图线)。则下列说法正确的是(  )
A.电源的电动势为50 V
B.电流为2.5 A时,外电路的电阻为20 Ω
C.电源的内阻为 Ω
D.输出功率为120 W时,输出电压是25 V
8.如图所示,电源电动势为,内阻为,闭合开关,不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化,电流表、电压表均为理想电表,当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表读数减小,小灯泡变暗
B.电压表读数变大
C.电流表读数增大,小灯泡变暗
D.有瞬时电流从经电阻流向
9.如图所示,这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图,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。在潜水器上浮的过程中,下列说法正确的是(  )
A.通过显示器的电流增大 B.压力传感器两端的电压减小
C.电源内阻的功率一定减小 D.压力传感器的功率一定减小
10.一电源的电动势为,内阻为,仅对阻值为的电阻供电时,通过的电流为,路端电压为,供电效率为,消耗的功率为。若外电阻阻值变为,下列判断正确的是(  )
A.电流变为 B.路端电压可能为
C.电阻消耗的功率可能是 D.效率可能为
11.在如图所示的电路中,电源电动势恒定、内阻为r,为定值电阻。闭合开关S,理想电流表A、理想电压表V1、V2、V3的示数分别用I、、和表示。当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表示数变化量的绝对值分别用、、和表示,下列说法正确的是(  )
A.不变,变大 B.变大,变小
C. D.
12.如图为一电源电动势为E,内阻为r的稳定电路。电压表A的内阻为5kΩ。B为静电计,C1,C2为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后,下列说法正确的是(  )
A.C1上电荷量为0
B.若将滑动变阻器滑片向右滑,则 C2上电荷量增大
C.若C1>C2,则电压表两端大于静电计两端电压
D.将S断开,使C2两极距离增大,B张角减小
13.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
14.科学家研究发现,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,随所处空间磁场的减弱而变小,如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻,R为滑动变阻器,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,V为理想电压表。闭合开关S1和S,当P1向左端移动时,则(  )
A.电压表的示数变大
B.小灯泡消耗的功率变小
C.通过R2的电流变小
D.电源内阻消耗的电压变大
15.为了打击酒驾醉驾行为,保障交通安全,交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试,如图甲是某型号酒精测试仪,其工作原理如图乙所示,R为气敏电阻,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E、内阻为r,电路中的电表均为理想电表,R0为定值电阻,且R0=r。酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,与未饮酒的驾驶员相比(  )
A.电流表的示数较大 B.电压表的示数较大
C.电源的输出功率较小 D.电源的总功率较小
二、填空题
16.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”)
17.具有巨磁阻效应()的电阻在外加特定方向的磁场时,阻值随磁场的增强而减小。现将接在图示电路中,并置于该磁场,已知为定值电阻,此时,电表均为理想电表。保持磁场方向不变,调整磁场强弱,发现电压表的示数增加了,则外加磁场逐渐___________(选填“增强”或“减弱”),消耗的电功率变化情况为___________。
18.如图所示,电源电动势为E、内阻为r,外电阻分别为、。闭合电键S,当滑动变阻器的触头,P向下滑动时,四个理想电表A、、、的示数都将发生变化,电表的示数分别用I、、和表示,电表示数变化量分别用、、和表示。
(1)示数、和,其中一定变小的是_________。
(2)表达式、、,其中一定变小的是__________。
(3)变化量、和,其中绝对值最大的是___________。
(4)用、、r表示下列比值,注意结果的正负___________:
______
_______
_______
(5)若,,的调节范围为,为了让电阻消耗功率最大,则应取______;为了让电阻消耗功率最大,则应取______;为了让电阻、消耗的总功率最大,则应取_____。
19.如图是一种可显示汽车蓄电池输出电压的车用充电头。小明观察到停车熄火状态下,单独打开前车灯时,充电头显示电压为12.5V;同时打开前后车灯后,电压降为12.0V。小明由此判断前后车灯是并联关系,他的判断依据是:__________。小明查阅行车手册后得知,前车灯和后车灯的额定电压相同,额定功率分别为120W和30W,由此推算出汽车蓄电池的电动势为_________V。
三、解答题
20.如图所示,电路中电源的电动势,电源的内电阻,电流表允许通过的最大电流,电压表两端允许加的最大电压,两电表均为理想电表,定值电阻。闭合开关,调节电阻箱的阻值,求:
(1)使消耗的功率时,电压表的示数;
(2)为了保证两电表均不被烧坏,电阻箱的调节范围。
21.无人机在人们生活中扮演着一个不可缺少的角色,为人们的生产生活带来诸多便利,一个摄影爱好者利用无人机在空中航拍,某时刻,无人机的电动机出现故障完全“卡死”(此时电动机视为纯电阻),通过短暂调整后无人机电动机恢复正常。无人机的内部简化电路如图所示,电源电压为E=12V,内阻r=0.5Ω,定值电阻R1=1.5Ω,电动机的线圈电阻为R0=1Ω,电动机正常工作电流为I0=2A。(电流表为理想电流表,导线和开关电阻不计)求:
(1)电动机“卡死”状态下,电流表的示数I;
(2)电动机正常工作时两端电压U。
22.如图所示的电路中,电阻R=10Ω,当开关S打开时,理想电压表示数为6V。当开关S合上时,电压表示数为5.46V,则电源的内阻为多少?
23.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。
24.如图所示的电路中,已知电源电动势V,内电阻,电阻、、,电容器的电容,闭合开关S。求:
(1)电路稳定后电源的效率;(结果保留3位有效数字)
(2)电容器的带电量Q。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
A.当电键S打开时,R1和R2串联,电流表中有电流流过,电键S闭合时,外电阻只有电阻R2,外电阻电阻减小,电源电压不变,电路中电流增大,电流表示数变大,故A错误;
B.电压表V1测的是R1两端的电压,当电键S闭合时,R1两端电压等于0,故B错误;
C.电键S打开时,R1和R2串联,设电压表V2示数为U2,电流表示数为I,由欧姆定律可知
因电阻R2的阻值不变,所以电压表V2示数与电流表示数阻值不变,故C正确;
D.电键S打开时,电压表V1示数不等于零,电流表示数不等于零,电键S闭合时,电压表V1示数等于零,电流表示数变大,电压表V1示数与电流表A示数的比值变为零,故D错误。
故选C。
2.D
【解析】
【详解】
A.电源电动势不变,根据
随着增大,则电流减小,根据
可知,变大,同理可得,随着减小,变小,故A错误;
B.当R增大时,电流减小,故不能应用
判断的变化情况,故B错误;
C.当电流增大时,电阻减小,故不能应用
判断的变化情况,故C错误;
D.根据闭合回路欧姆定律可知
可知,当I增大时,路端电压减小,故D正确。
故选D。
3.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。
4.C
【解析】
【详解】
A.S断开时,四个电阻上消耗的功率分别为
则R3消耗的功率最大,选项A错误;
BC.S闭合稳定后,R3两端电压为4V,R4两端电压为2V,则电容器A板电势高,带正电,两板电势差U=2V,则
Q=CU=2C
选项B错误,C正确;
D.S闭合稳定后再断开,电容器带电量不变,若把A、B两板拉开一小段距离,则
两板A、B之间的电场强度不变,选项D错误。
故选C。
5.B
【解析】
【详解】
AB.由图可知纵轴上的截距为电源的电动势,即
电源内阻等于图线斜率的绝对值为
故A正确,B错误;
C.当外电阻和电源内阻相等时,电源输出功率最大,故当外电阻为2Ω时,电源的输出功率最大,故C正确;
D.电流为0.4A时,路端电压
则外电阻为
故D正确。
本题选错误项,故选B。
6.A
【解析】
【详解】
AC.电压与电流的图象中纵截距代表电源电动势,斜率的绝对值代表内阻,因此电源的电动势为6.0V,内阻
C错误,A正确;
B.短路电流为
B错误;
D.电流为0.3 A时的外电阻
D错误。
故选A。
7.A
【解析】
【详解】
A.当电路中电流为0时,路端电压等于电源电动势,由图可知电池组的电动势为50 V,故A正确;
C.由图可知I=6A时,U=20V,所以电池组的内阻为
故C错误;
B.由闭合电路欧姆定律
解得
故B错误;
D.由图可知当P=120W时,电流I=4A,所以输出电压为
故D错误。
故选A 。
8.B
【解析】
【详解】
ABC.滑动变阻器有左端向右端滑动时,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻增大,外电压增大,即电压表的读数增大,根据闭合电路的欧姆定律,干路的电路电流减小,即电流表的读数减小, 则灯两端的电压减小,小灯泡变暗,和滑动变阻器并联的电压
即两端电压增大,小灯泡变亮,AC错误B正确;
D.则灯两端的电压减小,和并联之路上的电压减小,电容器放电,则有瞬时电流从b经电阻流向a,D错误。
故选B。
9.C
【解析】
【详解】
ABC.在潜水器上浮的过程中,压力减小,压力传感器的电阻增大,回路总电阻增大,总电流减小,通过显示器的电流减小,电源内阻的功率一定减小,电源内电压减小,路端电压增大,根据串联电路分压规律可知压力传感器两端的电压增大,故AB错误,C正确;
D.设电源电动势为E,内阻为r,电流表内阻为rA,压力传感器电阻为R,则压力传感器的功率为
根据数学知识可知当时,P最大;当时,P随R的增大而增大;当时,P随R的增大而减小。由于开始时R与的大小关系不确定,所以R增大后压力传感器的功率不一定减小,故D错误。
故选C。
10.C
【解析】
【详解】
A.当外电阻阻值为时,根据闭合电路欧姆定律得
当外电阻阻值变为时,根据闭合电路欧姆定律得
故A错误;
B.当外电阻阻值为时,路端电压
当外电阻阻值变为时,路端电压
故B错误;
C.根据

可得
根据

可得
联立可得
故C正确;
D.根据
结合B选项,可知
故D错误。
故选C。
11.D
【解析】
【详解】
AB.根据欧姆定律可知
滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,减小,故、均减小,AB错误;
C.根据欧姆定律可知
C错误;
D.根据闭合电路欧姆定律可知
D正确。
故选D。
12.A
【解析】
【详解】
A.由于电压表两端没有电压,电容器C1没有被充电,电量为零,故A正确;
B.电路稳定后,电容器C2的电压等于电源的电动势,保持不变,将变阻器滑动触头P向右滑动,电容器C2的电压不变,电量不变,故B错误;
C.由于静电计的两个电极是彼此绝缘的,电压表是由电流表改装成的,电路稳定后,电路中没有电流,电压表两端没有电压,而电容器C2充电,两端存在电压。所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势差,故C错误;
D.将电键S断开,电容器的电量Q不变,板间距离增大,电容C减小,由公式C分析可知,板间电压增大,静电计张角增大,故D错误;
故选A。
13.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。
14.B
【解析】
【详解】
AD.当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中的总电阻减小,根据
I=
可知电路中的电流增大,所以电磁铁的磁性增强,磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大,所以由于磁敏电阻的增大,则总电阻增大,所以总电流减小,根据
U=IR
可知电压表的示数减小,电源内阻消耗的电压变小,AD错误;
BC.由于内电压减小,根据闭合电路的欧姆定律可得路端电压增大,而电压表的示数减小,所以并联部分的电压增大、R2的电流变大,总电流减小,所以通过L的电流减小,小灯泡消耗的功率变小,故B正确,C错误。
故选B。
15.A
【解析】
【详解】
A.酒驾驾驶员对着测试仪吹气时,R减小,电路总电阻减小,总电流I增大,则电流表示数增大,故A正确;
B.根据闭合电路欧姆定律可得电压表的示数为
当I增大时,U减小,故B错误;
C.电源的输出功率为
根据数学知识可知,当R0+R>r时,P随R的减小而增大,故C错误;
D.电源的总功率为
当I增大时,P′增大,故D错误。
故选A。
16. 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。
17. 增强 减小
【解析】
【详解】
[1]电压表的示数增加,说明电路中的电流变大,阻值减小,即R2阻值减小了,则外加磁场逐渐增强;
[2]当电源外电阻与内电阻相等时输出功率最大;若将R1看做电源的内阻,即电源的等效内阻为R1+r,因,则,则当R2阻值减小时,外电阻R1与等效内阻R1+r相差越来越大,可知等效电源的输出功率减小,即消耗的电功率减小。
18. U1 见解析 0 7 3
【解析】
【详解】
(1)[1]当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,R2变大,外电路总电阻变大,由闭合电路欧姆定律,可知电流I变小
U1=IR1
变小,路端电压
U3=E-Ir
则知U3变大。因
U3=U1+U2
U1变小,则U2变大,即一定减小的是U1。
(2)[2]表达式、、,其中
则一定减小;和都不能确定;
(3)[3]因为
U3=U1+U2
U1变小,U2变大,U3变大,则
△U2>△U1
△U2>△U3
则变化量、和,其中绝对值最大的是;
(4)[4]用、、r表示下列比值如下
(5)[5]若,,的调节范围为,为了让电阻消耗功率最大,则电路中电流应该最大,则应取0;
[6]当外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大,为了让电阻消耗功率最大,可将R1等效为内电路电阻,则时电阻消耗功率最大;
[7]同理,为了让电阻、消耗的总功率最大,则应该
即R2应取3。
19. 前后车灯的开关状态互不影响 15
【解析】
【详解】
[1]若是串联关系,两灯必是同时开关的,所以判断的依据是前后车灯的开关状态互不影响。
[2]设前灯电阻为R1,后灯电阻为R2,根据,可得
设电源电动势为E,内阻为r,单独打开前车灯时,有
同时打开前后车灯时,前后车灯并联,则并联总电阻为
联立方程,解得
E=15V
20.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)消耗的功率时,干路中的电流
电压表的示数
解得
(2)当电压表示数为时,及r两端的总电压为
电路中的电流
由于此时电流表的示数小于允许的最大电流,因此电压表示数最大时,电流表示数未超量程。此时变阻箱的阻值
当电流表示数为时,此时变阻箱两端电压
此时电压表的示数没有超出最大量程,此时变阻箱的阻值
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下,电阻箱的调节范围为
21.(1);(2)
【解析】
【详解】
(1)电动机“卡死”状态下可视为纯电阻,由闭合电路的欧姆定律有
(2)电动机正常工作时,工作电流为I0=2A,其输入功率等于输出功率和热功率之和,由能量守恒有
代入数据解得
22.1 Ω
【解析】
【分析】
【详解】
当S打开时
R外→∞
E=U外=6 V
S闭合时,
U外=IR

5.46=I×10Ω
所以
I=0.546 A
再由
E=U外+I·r

6=5.46+0.546r

r≈1Ω
23.(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
24.(1)83.3%;(2) C
【解析】
【详解】
(1)回路的外电阻为
由闭合电路欧姆定律得
电源的输出功率为
电源的效率为
解得
(2)电容器两极板间电压为
电容器的带电量为
解得
C
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