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．E12．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
3．如图所示的电路，A是电流表，R1、R2是两个可变电阻，调节可变电阻R1，可以改变电流表A的示数。当M、N间的电压为6V时，电流表的指针刚好偏转到最大刻度。将M、N间的电压改为5V时，若要电流表A的指针仍偏转到最大刻度，下列方法中可行的是（　　）
A．保持R1不变，增大R2
B．增大R1，减小R2
C．减小R1，增大R2
D．保持R2不变，减小R1
4．酒精测试仪工作原理如图所示，其核心部件是一酒精传感器，传感器的电阻与酒精气体浓度c成反比，电路中R与均为定值电阻，电压表示数为U。当酒驾者吹气时（　　）
A．U增大，c与U成正比 B．U增大，c与U不成正比
C．U减小，c与U成反比 D．U减小，c与U不成反比
5．如图所示的电路中，电源内阻不计，滑动变阻器R的滑片向右端缓慢滑动，理想电压表示数为U，理想电流表示数为I，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，下列说法正确的是（　　）
A．电容器的带电荷量增加 B．电容器的带电荷量减小
C．增加 D．增加
6．如图所示的电路中，电源内阻一定，电压表和电流表均为理想电表。现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离，使其电阻发生变化，测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1，电压表V2的示数变化大小为ΔU2，电流表A的示数变化大小为ΔI，对于此过程下列说法正确的是（　　）
A．通过电阻R1的电流变化量大小等于
B．电源的输出功率一定增大，电源的效率也一定增大
C．电源的输出功率变化量大小等于ΔI·ΔU1
D．比值的大小为恒定不变
7．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变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知（　　）
A．反映Pr变化的图线是b
B．电源电动势为8V
C．电源内阻为4Ω
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω
8．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．
9．如图所示的电路中，、、为定值电阻，是滑动变阻器，平行板电容器的电容为C，电源电动势为E，内阻不计。当开关K闭合且电路稳定时，下列说法正确的是（　　）
A．减小电容器两极板间的距离，电容器两极板间的电压增大
B．增大电容器两极板正对面积，电容器极板上的电荷量增大
C．减小接入电路的阻值，电容器两极板间的电压将会减小
D．断开开关K瞬间，滑动变阻器中有方向从左向右的电流
10．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
11．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
12．如图所示，电路中R1、R2为滑动变阻器，它们的滑动片分别为P1、P2，R3为定值电阻，滑动某一滑片时，理想电压表V的示数增大，理想电流表A的示数减小，电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（　　）
A．一定是向左滑动滑片P1 B．一定是向右滑动滑片P1
C．一定是向上滑动滑片P2 D．一定是向下滑动滑片P2
13．2021 年10月港珠澳大桥正式开通三周年，大桥主桥部分由海底隧道和桥梁构成，该大桥的照明电路可简化为如图所示的电路，其中太阳能电池供电系统可等效为电动势为E、内阻为r的电源，隧道灯每天24小时照明，其电阻为R1，桥梁灯只在晚上照明，其电阻为R2，则（　　）
A．L1是桥梁灯，L2是隧道灯
B．白天电压表的示数为
C．夜间开关K闭合，电压表示数变大
D．夜间开关K闭合，太阳能电池供电系统消耗的电功率增大
14．如图所示的电路，电路中电源电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表读数变大 B．电压表读数变大
C．小灯泡L亮度变暗 D．电源的输出功率一定变小
15．两个相同的电流表分别改装成两个电压表V1、V2，把它们接入如图所示的电路，其中V1与V2的量程之比为1：3，电容器C1、C2的电容之比为1：2。已知电源的电动势为6V，内阻不计。闭合开关，电路稳定后下列说法正确的是（ ）
A．两个电压表V1、V2的示数相等 B．指针偏转角度，V1表比V2表大
C．电容器C1、C2的电量之比为1：6 D．若V2断开，V1最终的示数为6V
二、填空题
16．路端电压随外电阻的变化规律
对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的．
（1）当外电阻R增大时，由I＝ 可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______．
（2）当外电阻R减小时，由I＝可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______．
（3）两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为______，U＝______.即断路时的路端电压等于______．当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝.
17．如图所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R=9 Ω的电阻组成闭合电路，测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为 ___________ Ω。
18．闭合电路中的能量转化
（1）时间t内电源输出的电能（等于非静电力做功的大小）为W＝Eq＝______.
（2）在时间t内，外电路转化的内能为Q外＝______.内电路转化的内能为Q内＝______.
（3）根据能量守恒定律，非静电力做的功应有W＝Q外＋Q内，即EIt＝______，进一步得：I＝.
19．如图所示电路中，E为电源，电源内阻为r，R1和R2是定值电阻，且R1=R2>r，滑动变阻器R3的滑片P从上端向下移动过程中，电流表示数的变化是______；外电路消耗的功率的变化是______。
三、解答题
20．如图所示的电路中，两平行金属板A，B水平放置，接入如图所示电路中，两板间的距离d=50cm电源电动势E=15V，内电阻r=1Ω，电阻R1=4Ω，R2=10Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带电的小球放入板间恰能保持静止，小球质量为m=2×10-2kg，（g=10m/s2）问：
（1）电路中的电流为多大 电容器的电压为多大？
（2）小球带正电还是负电，电量大小为多少C？
21．如图所示，电源电动势E=2V，内阻r=1Ω，电阻R0=2Ω，可变电阻的阻值范围为0~10Ω。求可变电阻为多大时，R上消耗的功率最大，最大值为多少？
22．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压。通过数据计算，你发现了怎样的规律？根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像？
23．如图所示的电路中，电源电动势E=3V，内阻r=2Ω定值电阻R1=1Ω，变阻器M最大电阻R2=5Ω，变阻器N的最大电阻R3=9Ω，电容器的电容C=1μF。
（1）闭合开关S，调节变阻器M、N的阻值，电流表的最小示数为多少；
（2）闭合开关S，调节变阻器M、N的阻值，电源输出的最大功率为多少；
（3）闭合开关S，调节变阻器M、N的阻值，当电流表示数为0.3A后，再断开开关S，则流过电流表的电量为多少。
24．如图所示，电源的电动势，定值电阻，电动机内阻。开始时开关闭合，断开，通过电阻的电流为；当开关闭合后，通过电阻的电流为。求：
（1）电源的内阻；
（2）当开关闭合后，通过电动机的电流；
（3）当开关闭合后，电动机的输出功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【解析】
【详解】
A．保持R1不变，增大R2时，总电压降低，总电阻增大，干路电流减小，而并联部分电阻不变，则电流表读数减小，故A错误；
B．增大R1，同时减小R2时，R2的电压占总电压的比例降低，并联部分电压占总电压的比例增大，而总电压减小，电流表两端电压有可能不变，电流表读数有可能不变，故B正确；
C．减小R1，同时增大R2时，R2的电压占总电压的比例升高，并联部分电压占总电压的比例减小，而总电压减小，电流表两端电压必然减小，电流表读数减小，故C错误；
D．保持R2不变，减小R1时，并联部分电阻减小，并联部分电压占总电压的比例减小，而总电压减小，电流表两端电压必然减小，电流表读数减小，故D错误。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
当酒驾者吹气时，酒精气体浓度增大，传感器电阻减小，则电路总电阻减小，干路电流增大，则电压表示数增大，根据闭合电路欧姆定律
由此发现传感器的电阻与U不成反比，故c与U不成正比。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
C．滑动变阻器滑片向右端滑动，接入电路的电阻增加，并联部分总电阻增加，并联部分两端电压增加，干路电流I减小，则增加，故C正确。
D．把看成电源内阻，由闭合电路欧姆定律有
所以不变，故D错误。
AB．两端的电压增加，总电动势不变，可知和两端的总电压减小，所以电容器带电荷量减小，带电荷量增加，故AB错误。
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．滑动变阻器R滑片向左滑动，可知其接入阻值增大，导致电路总电阻增大，干路电流减小，电源内电压减小，路端电压增大，即R1两端电压增大，其电流增大，可知R0、R所在支路的电流减小，R0两端电压减小，则R两端电压增大，且R两端电压的增大量大于R1两端电压的增大量，故通过电阻R1的电流变化量大小为
A错误；
B．随着外电阻的增大，电源输出功率先增大后减小，题中没有说明外电阻与电源内阻的阻值关系，故无法确定电源的输出功率是否一定增大，电源的效率可表示为
可知随着外电阻的增大，效率一定增大，B错误；
C．电源的输出功率变化量大小为
C错误；
D．由闭合电路欧姆定律可得
即
故路端电压的变化量与干路电流变化量的比值等于电源内阻，即
故比值的大小为恒定不变，D正确。
故选D。
7．D
【解析】
【详解】
A．由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式
可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，c是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，b表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，故A错误；
B．由图可知，当短路时，电流为2A，总功率P=8W；则由
可知
故B错误；
C．内阻
故C错误；
D．当电流的大小为0.5A时，由闭合电路欧姆定律得
则有
故D正确。
故选D。
8．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。
9．B
【解析】
【详解】
A．当开关K闭合且电路稳定，外电路等效为三个电阻串联，电容器两极板间的电压恒定，增大或减小电容器两极板间的距离，不影响电容器两极板间的电压，选项A错误；
B．由
可知，增大电容器两极板正对面积，电容C增大，由
可知电容器极板上的电荷量增大，选项B正确；
C．增大或减小接入电路的阻值，不影响稳定后两极板间的电压，选项C错误；
D．电容器的左极板带正电，右极板带负电，断开开关K瞬间，电容器相当于电源，左极板为正极，右极板为负极，和、、构成闭合回路，故滑动变阻器中有方向从右向左的电流，选项D错误。
故选B。
10．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。
11．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。
12．B
【解析】
【详解】
A．如果向左滑动滑片P1，滑动变阻器接入电路电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，电压表的示数减小，A错误；
B．如果向右滑动滑片P1，滑动变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电压表的示数增大，R2和R3并联部分电压减小，电流表的示数减小，B正确；
C．如果向上滑动滑片P2，滑动变阻器接入电路电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，电压表的示数减小，C错误；
D．如果向下滑动滑片P2，滑动变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电压表的示数增大，电源内阻和R1的电压减小，R2和R3并联部分电压增大，电流表的示数增大，D错误。
故选B。
13．D
【解析】
【详解】
A．根据电路图，L124小时发光，是隧道灯，开关闭合后L2才发光，L2是桥梁灯，A错误；
B．白天开关断开，根据闭合电路欧姆定律
根据欧姆定律
解得
B错误；
C．夜间开关K闭合，外电路电阻变小，总电流增大，内电压增大，外电路电压减小，电压表示数变小，C错误；
D．夜间开关K闭合，外电路电阻变小，总电流增大，电路消耗的总功率IE增大，D正确。
故选D。
14．A
【解析】
【详解】
AC．根据闭合电路的欧姆定律有
E = Ir + IR + IRL
当滑动变阻器滑片P向右移动时，R减小，则电流表读数变大、灯泡变亮，A正确、C错误；
B．由选项A可知，电流增大，而电压表测量的是电源的外电压，则有
U = E - Ir
可知电压表读数变小，B错误；
D．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于R、RL以及r的具体数据未知，则无法判断电源的输出功率变化情况，D错误。
故选A。
15．C
【解析】
【详解】
AB．因为电路稳定后，电容器相当于断路，故电路等效为两电压表串联。又因为电流表改装成电压表，是将电流表和电阻串联，故两电压表偏转角度相同，但是量程不同，所以示数不等，示数之比为电阻之比，又因为
所以电阻之比为量程之比，所以
故AB错误；
C．由 得
解得
故C正确；
D．若V2断开，则电路相当于断路，则电路中，没有电流，电压表V1最终的示数为0，故D错误。
故选C。
16． 减小 增大 增大 减小 0 E 电源电动势
【解析】
【分析】
【详解】
略
17．1
【解析】
【详解】
[1]电路的电流为
根据
可得
r=1Ω
18． EIt I2Rt I2rt I2Rt＋I2rt
【解析】
【分析】
【详解】
略
19． 减小 减小
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在滑动变阻器R3的滑片向下移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，R1两端的电压减小，则R2与R3并联电路两端的电压增大，由欧姆定律可知，通过R2的电流增大，由并联电路的分流规律可知，通过R3的电流减小，即电流表A示数减小；
[2]根据电源的外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大可知，由于R1=R2＞r，外电路总电阻增大，则电源的输出功率减小，即外电路消耗的功率的变化是减小。
20．（1），；（2）负电，
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律得
解得
（2）小球放入板间后，受重力和电场力作用，根据平衡条件，小球所受电场力的方向向上，则小球带负电，且满足
解得电量
21．Ω，W
【解析】
【详解】
由公式PR=，根据闭合电路的欧姆定律，路端电压
所以
PR=
代入数据整理得
PR=
当R=Ω时，R上消耗的功率最大
PRmax=W
22．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
由闭合电路的欧姆定律得
分别将外电阻3 Ω、4 Ω、9 Ω代入计算可求得路端电压分别为7.5V、8V、9V，可得随着外电阻增大，路端电压逐渐增大，由
及
得
U－I图像如图所示
23．（1）；（2）；（3）2.1×10﹣6C
【解析】
【详解】
（1）闭合开关S，调节变阻器N的阻值为最大时，电流表的示数最小．根据闭合电路欧姆定律得，电流的最小值为
（2）当，即R3=1Ω时（与R2大小无关）输出功率最大
（3）根据
代入数据解得
R3=7Ω
电容器的电量
q=CU=CIR3=2.1×10﹣6C
则再断开开关S，则流过电流表的电量是2.1×10﹣6C
24．（1）2Ω；（2）11A；（3）759W
【解析】
【详解】
（1）当电键断开时，通过电阻的电流为，两端的电压
电源的内阻为
（2）当电键闭合时，两端的电压为
流过电源的干路中电流为
通过电动机的电流为
（3）电动机的机械功率为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页