4.2闭合电路的欧姆定律 同步练习（Word版含解析）

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，电源的电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，电阻、的阻值与滑动变阻器的最大阻值相等．在滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数U与电流表示数I的比值不变
B．电流表的示数增大
C．电压表的示数增大
D．电源的效率先增大后减小
2．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
3．如图所示的电路图，电流表、电压表是理想电表，电阻是定值电阻，电源的电动势和内阻为别为E、r，电动机的内阻为；当合上开关，增大电阻箱R的阻值时，电流表和电压表的数值变化量分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数减小 B．电流表的示数增大
C．电动机的电流变化量为 D．
4．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
5．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
6．如图所示，、为定值电阻，L为小灯泡，为光敏电阻（阻值随所受照射光强度的增大而减小）。当照射光强度增大时（　　）
A．电路的总电阻变大 B．电压表的示数减小
C．小灯泡变亮 D．电源内阻消耗的功率变小
7．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
8．在如图所示的电路图中，当滑动变阻器的滑片移动时，发现电流表A的示数变大，则下列判断正确的是（　　）
A．电压表的示数也变大
B．滑动变阻器的滑片一定是由a向b滑动
C．电源的内阻消耗的功率变大
D．整个电路消耗的功率变小
9．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
10．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
11．在如图所示的电路中，R2、R3均为定值电阻，R1为滑动变阻器，A为理想电流表。接通开关S，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．路端电压减小
B．电流表的示数增大
C．通过电源的电流减小
D．电路的总电阻增大
12．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
13．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，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．定值电阻的功率一定增大
14．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．
15．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
二、填空题
16．闭合电路的欧姆定律
（1）内容：闭合电路的电流跟电源的______成正比，跟______成反比．
（2）表达式：I＝.
（3）另一种表达形式：E＝______．即：电源的电动势等于内、外电路______之和．
17．一块太阳能电池，测得它的开路电压为，短路电流为，则电源的电动势______；若将该电池与一阻值为的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是______。
18．在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，整个过程中两个电压表的示数随电路中电流变化的图线如图（b）所示。则电源内阻的阻值为________Ω，滑动变阻器R2的最大功率为________W。
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．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是什么？
21．如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V。则，当电阻箱读数为R3=1Ω时，电压表读数为多少？
22．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
23．如图所示，电路中电源内阻不计，水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，长为L。一质量为m、电荷量为q（q>0）的小液滴从两金属板最左端正中间位置M，以初速度v0沿中心线水平向右射入两板间。已知重力加速度为g，三个定值电阻值均为R，不计空气阻力。要使小液滴从极板右侧边缘射出电场，求电源电动势E。
24．如图所示，已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=0.5Ω，
求：(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值？
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值？
(3)若电阻箱R的最大值为3Ω，R0=5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值？
(4)电源的最大输出功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．由电路图可知，电压表示数U与电流表示数I的比值表示的是外电路的总电阻，滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端，外电路的总电阻变化，则电压表示数U与电流表示数I的比值变化，故A错误；
BC．当滑动变阻器的滑片处于中点时，两个并联支路的电阻相等，并联后电阻最大，则滑片P从a端滑到b端的过程中，外电路的总电阻先增大后减小，则电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小，故BC错误；
D．电源的效率
外电路的总电阻先增大后减小，电源的效率先增大后减小，故D正确。
故选D。
2．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。
3．D
【解析】
【详解】
AB．根据闭合电路动态分析的“串反并同法”可知，当电阻箱的阻值R增大时，与R并联电压表的示数增大，与R间接串联电流表的示数减小，故A B错误；
C．电动机不是纯电阻，不满足欧姆定律，所以当电动机两端电压变化量为时，其电流的变化量不等于，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律
可得
则有
可得
故D正确。
故选D。
4．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。
5．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。
6．C
【解析】
【详解】
当照射光强度增大时，R3阻值减小，电路总电阻减小，总电流变大，R1上的电压变大，即电压表读数变大，电源内阻以及R1上的电压之和变大，则R2的并联支路的电压减小，R2的电流减小，则灯泡L的电流变大，灯泡变亮；根据P=I2r可知电源内阻消耗的功率变大，选项C正确，ABD错误。
故选C。
7．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。
8．D
【解析】
【详解】
B．电路为并联电路，根据电流表示数变大，并联电路电压即路端电压变大，根据
可得电路总电流变小，根据总电流
可判断变小，根据
可知滑动变阻器R变大，滑片向上移动．选项B错误；
A．电压表测量电阻的电压，即
变小，选项A错误；
C．电源内阻消耗的功率
根据总电流变小，内阻消耗的功率变小，选项C错误；
D．整个电路消耗的功率
可知总功率变小，选项D正确。
故选D。
9．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。
10．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。
11．A
【解析】
【详解】
ACD．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，变阻器接入的电阻减小，外电路的总电阻减小，所以总电流增大，内电压增大，则路端电压减小，故A正确，CD错误；
B．因为路端电压减小，所以通过R3的电流减小，电流表的示数减小，故B错误。
故选A。
12．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。
13．C
【解析】
【详解】
B．潜水器上浮，压力减小，电阻增大。电路中的总电阻增大，根据，电路中的电流减小，显示器电流减小，B错误；
A．电路中各元件电压加起来等于电源电动势，故压力传感器电压有
因电路中只有传感器电阻变化，其他元件电阻不变，电路电流减小，所以压力传感器两端电压增加，A错误；
C．根据，电路中电流减小，电源电动势不变，所以电路的总功率减小，C正确；
D．根据电功率，定值电阻的电阻不变，电路电流减小，所以定值电阻的功率也减小，D错误；
故选C。
14．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。
15．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。
16． 电动势 内、外电路的电阻之和 U外＋U内 电势降落
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． 800 400
【解析】
【分析】
【详解】
[1]因为太阳能电池的开路电压为，则电源电动势为
[2]因为短路电流为，则电源的内阻为
将该电池与一阻值为的电阻连成一闭合电路时，其路端电压为
18． 2.5 0.45
【解析】
【详解】
[1]当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，电压表的读数为零，则可知图（b）中甲是的图线，根据部分电路的欧姆定律，由图（b）可知
，
根据闭合电路欧姆定律
当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，代入数据得
当滑动变阻器的滑动触头P在最右端时，代入数据得
联立解得
，
[2]根据图（a）可知，当
时，滑动变阻器R2的功率最大，根据闭合电路欧姆定律，此时，电路中的电流
则滑动变阻器R2的最大功率为
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．见解析
【解析】
【详解】
当光线不被遮挡有光照射 R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以信号处理系统获得高电压；当光线被遮挡，无光照射 R1时，R1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R2两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压。信号处理系统每获得一次高电压就记数一次，从而达到计数的目的。
21．3V
【解析】
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律
可得
解得
E=6V
r=1Ω
则电阻箱读数为R3=1Ω时，电压表读数为
22．（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
23．
【解析】
【详解】
由于电源内阻不计，由闭合电路欧姆定律可得
两金属板间电压为
液滴在电场中做类平抛运动，有
又由牛顿第二定律得
联立以上各式解得
24．(1)0，8W；(2)1.5Ω，6W；(3)3Ω，W；(4)9W
【解析】
【详解】
(1)保护电阻消耗的电功率为
P0=
因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R=0时
P0max=＝W＝8W
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0＋r，即
R=1Ω＋0.5Ω=1.5Ω
时，电阻箱R消耗的功率最大
PRmax==W=6W
(3)把R0=5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，由
P=R=
可知不能满足R=r等，所以当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为
P=
(4)由电功率公式
当R外=r时，P出最大，即
R=r－R0=0.5Ω
时有
答案第1页，共2页
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