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．有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。将一个定值电阻R分别与每个电源的两极相连，要使整个电路消耗功率最大，对应的电源是（　　）
A．甲电源
B．乙电源
C．丙电源
D．丁电源
2．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
3．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
4．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
5．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．
6．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，闭合电键K将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表示数变化量的绝对值为，则下列结论正确的是（ ）
A．A的示数减小
B．V2的示数增大
C．与的比值等于r
D．与的比值大于与的比值
7．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
8．如图甲所示电路中，不计电表对电路的影响，移动滑动变阻器的滑片，图乙中图线a、b表示电压表V1和V2随电流表A的示数变化规律，下列判断不正确的是（　　）
A．图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势
B．图线b斜率的绝对值等于电源的内阻
C．图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率
D．图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R0消耗的功率
9．在如图所示的U-I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知（　　）
A．电源的输出功率为6.0W
B．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为66.7%
C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻因发热损耗功率3.0W
D．用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率可能增大
10．在如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片向上移动时，关于三个电灯亮度的变化，下列说法中正确的是（　　）
A．A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B．A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
C．A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D．A灯变暗，B灯变暗、C灯变亮
11．一电源的电动势为，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
12．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
13．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
14．在如图所示的电路中，闭合开关S，把滑动变阻器R1的滑片向上滑动的过程中，若电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数变小，电流表示数变大
B．电压表的示数变大，电流表示数变小
C．没有电流通过R2
D．R2中有由a到b的电流
15．如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，水平放置的两平行金属板间一带电油滴处于静止状态。当滑动变阻器的触头由中点滑向端时，下列说法正确的是（　　）
A．的功率增大 B．电流表读数增大
C．带电油滴会向上运动 D．电压表读数减小
二、填空题
16．在如图所示的电路中，电源的电动势为，内电阻为，外电阻为，电键S闭合后，电路中的电流是______A，路端电压是______V。
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．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了能及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时由于其电阻变_____（填“大”或“小”），导致报警器S两端电压U增大，装置发出警报声。由此推断，调节可变电阻R的阻值，R越_____（填“大”或“小”），报警装置就越灵敏。
19．如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I关系的图像，直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图像，用该电源与电阻R组成闭合电路，则电阻R= ________，电源的电动势为 ______。
三、解答题
20．如图所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？
21．在如图所示的电路中，R1是由某金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I与电压U遵循的规律（式中K=0.02）．R2、R3为普通电阻都遵循欧姆定律，且R2=24Ω，R3=1000Ω，电源内电阻r=1Ω，电容C=1000μF。开始时S1和S2均断开，当闭合开关S1后理想电流表示数为0.16A。试求：
（1）电源的电动势；
（2）电源的效率；
（3）已知电容器储存的电场能可表示为（C为电容器的电容，U为电容器两端的电压）.现断开S1，闭合S2，待电路稳定后，求电容器的带电量和此过程中闭合回路产生的焦耳热（不考虑电磁辐射）。
22．在如图所示的电路中，电源的电动势E=15V，内阻r=2Ω，电阻，C为平行板电容器，其电容，虚线到两极板的距离相等，极板长L=0.10m，两极板的间距。g取10m/s2。
（1）若开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R3的电荷量为多少？
（2）开关S闭合时，有一个比荷（电量与质量之比）为3.2×107C/kg的带正电粒子从两极板中间沿虚线方向以的速度射入电容器，粒子的重力忽略不计，请通过计算分析此带电粒子能否从极板间射出？
23．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。
24．如图所示电路，A、B为竖直放置的平行板电容器的两极板。一质量为且带正电的小球，用绝缘细线悬于两极板间的O点。闭合开关S后，小球静止时细线与竖直方向的夹角。已知两极板间距，电源电动势，内阻，电阻，，，，，求：
（1）电阻两端的电压；
（2）小球所带的电荷量；
（3）将细线剪断瞬间，小球的加速度大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
整个电路消耗的电功率为
R为定值，根据图像，四个电源的电动势相等，都是8V，所以内电阻r最小的，电功率最大，路端电压U与电流I的关系图像中，斜率的绝对值表示内电阻，丁电源的内阻最小，所以对应的电源为丁电源，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．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。
3．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。
4．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。
5．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。
6．D
【解析】
【详解】
A．根据理想电压表无穷大，相当于断路，理想电流表电阻为零，相当于短路，所以R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测R、路端电压、变阻器电压，当滑动变阻器向下滑动时，接入电路得电阻减小，电路电流增大，则A的示数增大，A错误；
B．电路中电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，所以V2的示数减小，B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律得
则得
则和的比值大于r，C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律得
则得
据题
则
故与的比值大于与的比值，D正确。
故选D。
7．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。
8．B
【解析】
【详解】
A．当滑动变阻器滑片向右移动时，电阻减小，电流增大，电流表A的示数增大，电压表V2的示数增大，V1的示数减小，所以图线b是电压表V2示数的变化情况，图线a是电压表V1示数的变化情况；当外电路电阻无限大时，电路中电流为0，故此时电压表V1的示数就是a的延长线与纵轴交点的坐标值，它等于电源的电动势，故A不符合题意；
B．由上分析知，图象a是电压表V1的示数与I的关系图象，由于V1测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，图象a的斜率的绝对值等于电源内阻的阻值，故B符合题意；
CD．图象a反映电源的特性，图象b反映定值电阻的特性，两图象的交点表示定值电阻接在该电源上的工作状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下电阻R0消耗的瞬时功率，也即电源的输出功率，故CD不符合题意。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
A．交点坐标表示回路电流和电压，其对应的面积表示电源的输出功率，电源的输出功率为
A错误；
B．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为
B正确；
C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻为
因发热损耗功率为
C错误；
D．根据图像，外电阻为
内电阻为
用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，外电阻远离电源的内阻，电源的输出功率减小，D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【详解】
当滑动变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电路中的总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小，故A灯变暗；A灯和电源内压之和减小，所以并联电路部分的电压增大，故B灯变亮，通过B灯的电流增大，由
所以通过C灯的电流减小，C灯变暗，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．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
又
可得
根据
又
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。
12．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。
13．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。
14．D
【解析】
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑动触头向上移动的过程中，变阻器在路电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电压表测量R3的电压，根据U＝IR可知，电压表示数增大，故AB错误；
CD．根据闭合电路欧姆定律得知，并联部分电压变小，电容器电压减小，电容器放电，电容器下极板带正电，则R2中有由a到b的电流，故C错误，D正确；
故选D。
15．D
【解析】
【详解】
开始时，电容器内油滴处于平衡状态，即
当滑动变阻器的触头由中点滑向端时，电路中的总电阻增大，则电路中的电流
减小，即电流表读数减小，根据
可知的功率减小，根据
可知电压表读数减小，即电容器两端的电压减小，根据
可知电容器中电场强度减小，根据
可知电场力减小，故油滴会向下运动，故D正确，ABC错误。
故选D。
16． 1 1.38
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由闭合电路欧姆定律得电路中的电流I为
[2]路端电压为
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． 小 大
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 电阻的变化导致报警器S两端电压U增大，说明电路中电流增大，根据闭合电路的欧姆定律得传感器电阻减小。
[2]可变电阻R与传感器并联，根据并联电路的特点，并联总电阻接近与电路中的小电阻，所以为了让报警装置灵敏，可变电阻的阻值相比传感器越大越好，这样传感器的变化对电路电流的影响才会明显。
19． 3V
【解析】
【详解】
[1][2]电阻
根据闭合电路欧姆定律得
当I=0时，U=E，由图读出电源的电动势
E=3V
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差
21．（1）；（2）；（3）；
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律
根据题意
解得
（2）电源的效率为
解得
（3）根据
解得
此过程中闭合回路产生的焦耳热
解得
22．（1）；（2）能射出极板
【解析】
【详解】
（1）当S断开时，由闭合电路欧姆定律
此状态下，R2两端的电压
电容器储存的电荷量为
当S闭合时，由闭合电路欧姆定律
此状态下，R2两端的电压
电容器储存的电荷量为
则流过R3的电荷量为
可得
（2）假设粒子能射出电容器，有粒子做类平抛运动
联立可得
故假设成立
能射出极板。
23．(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
24．（1）10V；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律可知
电阻两端的电压
得
（2）两板间的电场强度的大小为
解得
（3）将细线剪断瞬间，小球所受合力
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页