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
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．电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．电源a、b电动势一样大，b内阻较大
B．R接到电源a上，电路中的电流较小
C．R接到电源b上，电源的输出功率较大
D．R接到电源b上，电源效率较高
4．如图所示的电路中，左侧电容器的电容大于右侧电容器的电容，图中滑动变阻器和的滑片都置于中间位置，若要两只电容器所带的电荷量相等，正确的做法是（　　）
A．滑动变阻器滑片向左移动 B．滑动变阻器滑片向右移动
C．滑动变阻器滑片向左移动 D．滑动变阻器滑片向右移动
5．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，即干路电流始终保持不变；当滑动变阻器滑动触头P从最左端向中间移动时，下列说法中正确的是（　　）
A．上的电压不变 B．上的电流变大
C．上的电流变小 D．恒流源的输出功率变大
6．电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．电源a、b电动势一样大，b内阻较大
B．R接到电源a上，电路中的电流较小
C．R接到电源b上，电源的输出功率较大
D．R接到电源b上，电源效率较高
7．图示电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小），电流表A和电压表V的示数分别为I和U。下列说法正确的是（　　）
A．将R2的滑动触头P向左移动，I将增大，U将减小
B．减小A、B板的正对面积，则电容器所带电荷量增加
C．减小光照强度，I将减小，U将增大，电容器所带电荷量将减小
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值将变大
8．如图甲所示，电路中的电源电动势为E，内阻为r。其中、和为小灯泡，和为电压表，R为光敏电阻，其在不同光照下（光照强度单位为坎德拉，符号为cd）的伏安特性曲线如图乙所示。闭合开关S，当照在光敏电阻的光强度增大时，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡、变亮，变暗
B．电源的总功率变小
C．电压表示数变化量比电压表示数变化量大
D．电压表、示数之和变大
9．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，即干路电流始终保持不变；当滑动变阻器滑动触头P从最左端向中间移动时，下列说法中正确的是（　　）
A．上的电压不变 B．上的电流变大
C．上的电流变小 D．恒流源的输出功率变大
10．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。由分析可得下列说法正确的是（ ）
A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B．R2为定值电阻，R1为光敏电阻
C．有光照射时电源的输出功率一定增大
D．没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率低
11．电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成125行，每行串有5000个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω，并能产生0.16V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为790Ω，则电鳗放电时，其首尾间的输出电压为（　　）
A．790V B．800V C．974V D．503V
12．一电源的电动势为，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
13．如图甲所示电路中，电源电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，伏安特性曲线如图乙所示，当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3V，那么当开关S接到位置2时，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L正常发光
B．小灯泡L可能被烧坏
C．小灯泡L两端电压小于1.6V，不能正常发光
D．小灯泡L两端电压等于1.6V，不能正常发光
14．如图所示，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝7.5Ω，电容器电容C＝2μF，开关S原来断开，现在合上开关S到电路稳定，则（ ）
A．S断开时电容器的电压为2V
B．S断开时电容器a极板带负电
C．S合上电路稳定后电容器b极板带负电
D．S合上流过安培表A的电量为9.610-6C
15．如图所示的电路中，定值电阻，滑动变阻器的总阻值也为R，电源电动势为E，内电阻，电压表、电流表均为理想电表。在滑动变阻器滑片C从B端向A端滑动的过程中（　　）
A．电流表的示数先减小后增大 B．电压表的示数增大
C．电源消耗的总功率减小 D．电源的输出功率先增大后减小
二、填空题
16．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，固定电阻（），调节范围足够大的可变电阻为R，则电源输出功率最大的条件是________；可变电阻消耗功率最大的条件是________。
17．判一判
（1）电动势与电势差实质上是一样的。( )
（2）在电源内部，正电荷向正极移动过程中，电场力做负功，电荷电势能增加。( )
（3）所有的电源，均是将化学能转化为电能的装置。( )
（4）适用于任何电路。( )
（5）外电路短路时，电路中的电流无穷大。( )
（6）电源断路时，电流为零，所以路端电压也为零。( )
18．全面了解汽车的运行状态（速度、水箱温度、油量）是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一，为模仿汽车油表原理，某同学自制了一种测定油箱内油量多少或变化多少的装置。如图所示，其中电源电压保持不变，R是滑动变阻器，它的金属滑片是金属杆的一端。该同学在装置中使用了一只电压表（图中没有画出），通过观察电压表示数，可以了解油量情况。已知R'》R， 你认为电压表应该接在图中的_________两点之间，按照你的接法请回答∶当油箱中油量增大时，电压表的示数将_________（填“增大”或“减小”）。
19．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。
三、解答题
20．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
21．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。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，若小球质量为m=2×10-2kg，电量q=1×10-2C，（取g=10m/s2）问：
（1）小球带正电还是负电，电容器两端的电压为多大；
（2）电源的内阻为多大。
22．如图所示电路中，两平行金属板和相距水平放置，板中央有一小孔。已知电源的电动势、内阻，滑动变阻器的阻值范围为，。闭合开关电路稳定后。
（1）若平行金属板电容器电容，调节的阻值，当消耗的功率最大时，求电容器的电量。
（2）若将质量、电荷量的液滴从小孔正上方处无初速滴下，液滴刚好不落到板。不计空气阻力，取重力加速度。求两端的电压及滑动变阻器接入电路的阻值。
23．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．
24．如图所示，电源的电动势为，内阻为；两个相同的小灯泡和的额定电压均为，额定电流均为。
(1)当开关闭合，断开时，试计算中的电流和加在上的电压；
(2)当开关、都闭合时，试计算中的电流和加在上的电压。
有同学做了如下解答：
(1)小灯泡和的电阻均为
干路中电流
小灯泡上的电压即为路端电压
(2)因小灯泡与小灯泡并联，小灯泡上的电压
，小灯泡中的电流
你认为这位同学的解答正确吗？为什么？
请把你的想法说出来，并与同学进行交流。再把你的解答过程写出来。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【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 。
2．C
【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
【详解】
A．由电源的伏安特性图线可知，斜率表示内阻，故电源a、b电动势一样大，b内阻较大，A正确；
B．当电源与电阻直接相连时，电源和电阻的伏安特性图线交点表示电阻的工作状态，其横坐标表示电路中的电流，故R接到电源a上，电路中的电流较大，B错误；
CD．由
可知，电源和电阻的伏安特性图线交点横纵坐标乘积（矩形面积）即为电源的输出功率，如图所示
可知R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源的效率可表示为
由电源的伏安特性图线可知，两电源的电动势E相等，当R接到电源a上，路端电压U较大，电源效率较高，CD错误。
故选A。
4．A
【详解】
AB．滑动变阻器滑片在中间位置时，两只电容器两端的电压相等，根据
Q＝CU
此时左侧电容器上的电荷量大于右侧电容器上的电荷量，若要使两电容器所带的电荷量相等，滑动变阻器滑片要向左移动，A正确，B错误；
CD．滑动变阻器滑片移动不会改变两只电容器两端的电压比值，由
Q＝CU
知，不会改变两电容器所带的电荷量，故CD错误．
故选A。
5．B
【详解】
AD．滑动变阻器滑动触头P从最左端向中间移动时，电阻R2减小，外电路总电阻减小，而干路电流不变，所以路端电压减小，恒流源的输出功率变小，AD错误；
BC．通过R1上的电流减小，则通过R2上的电流增大，C错误，B正确。
故选B。
6．A
【详解】
A．由电源的伏安特性图线可知，斜率表示内阻，故电源a、b电动势一样大，b内阻较大，A正确；
B．当电源与电阻直接相连时，电源和电阻的伏安特性图线交点表示电阻的工作状态，其横坐标表示电路中的电流，故R接到电源a上，电路中的电流较大，B错误；
CD．由
可知，电源和电阻的伏安特性图线交点横纵坐标乘积（矩形面积）即为电源的输出功率，如图所示
可知R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源的效率可表示为
由电源的伏安特性图线可知，两电源的电动势E相等，当R接到电源a上，路端电压U较大，电源效率较高，CD错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，A错误；
B．若仅减小A、B板正对面积，因板间电压不变，由
知电容减小，再由电容的定义式
可知电容器所带电荷量减少，B错误；
C．减小光照强度，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即电流表示数减小，电源内电压减小，电压表示数增大，电容器两端电压减小，所带电荷量减小，C正确；
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值即为电源内阻，所以不变，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
AB．由图乙可知，光照增强，光敏电阻的阻值减小，电路中的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可得，电路中干路电流增大，根据
可知电源总功率增大；干路电流增大，则内电压增大，外电压减小，由于L2处于干路，则其电流增大，亮度变亮，因L2灯泡的电压增大，那么L3电压减小，则其电流减小，因此L3变暗；因L3电流减小，那么L1的电流增大，因此L1变亮，故AB错误；
CD．由上分析可知，电压表V1测量L3电压，而电压表V2测量L2的电压，因电压表、示数之和等于外电压，所以二者之和变小；因电压表V2示数变大，而电压表V1示数变小，所以可知电压表V1示数变化量比电压表V2大，故C正确，D错误。
故选C。
9．B
【详解】
AD．滑动变阻器滑动触头P从最左端向中间移动时，电阻R2减小，外电路总电阻减小，而干路电流不变，所以路端电压减小，恒流源的输出功率变小，AD错误；
BC．通过R1上的电流减小，则通过R2上的电流增大，C错误，B正确。
故选B。
10．B
【详解】
A．若R2是光敏电阻，光照射R2时，R2阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、外电压减小，流过R1和小灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗，A错误；
B．若R1是光敏电阻，光照射R1时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、外电压减小，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，流过R1和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，B正确；
C．由以上分析知R1为光敏电阻，则
当R外 = r时电源输处功率最大，但各个电阻具体参数未知，无法确定出R外与r的大小关系，则无法判断有光照射时电源的输出功率是否一定增大，C错误；
D．电源的效率为
当有光照时R1减小，则R总减小，故I总增大，则η减小，则没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率高，D错误。
故选B。
11．A
【详解】
总电动势为
总内阻为
根据闭合电路欧姆定律
输出电压为
故选A。
12．C
【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。
13．C
【详解】
当开关接位置1时，电路中电流
由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得r＝2Ω，灯泡的额定电流
当开关接位置2时，设通过灯泡的电流为，灯泡两端的电压为，则有
即
作出此时灯泡电压随电流变化的图像如图所示
两个图线的交点即为实际工作点，所以小灯泡的电压小于1.6V，电流小于1.5A，灯泡不能正常发光，故选C。
14．D
【详解】
A．S断开时，电容器相当于断路，R3中无电流，电容器两端电压即为R2两端电压，电路相当于R1和R2串联，故有
A错误；
B．S断开时电容器a极板接电源正极，带正电，B错误；
CD．S合上电路稳定后，R1和R2串联后再与R3并联，电容器两端电压即为R1两端电压，由电路分析，外电路的电阻为
电容器电压为
电容器的带电量
且a极板带负电，b极板带正电，据此通过电流表的电量
C错误，D正确；
故选D。
15．B
【详解】
A．触头C从下端B点向A点滑动的过程中，设变阻器下侧的电阻为，则电阻、的总电阻为
增大时，总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电流表的示数增大，选项A错误；
B．定值电阻上的电压
因I增大，故电压表的示数增大，选项B正确；
C．根据
电源消耗的功率增大，选项C错误；
D．因，故外电阻一直大于内电阻，当外电阻减小时，电源的输出功率一直增大，选项D错误。
故选B。
16． r-R0 R0+r##r+R0
【详解】
[1]设外电阻为R外，电源的输出功率为
由于
为定值，根据数学知识可得
时分母最小，电源的输出功率最大，此时有
R外=r
所以当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大。根据以上分析可知，电源输出功率最大的条件是
R+R0=r
解得
R=r-R0
[2]根据以上推导可知，把R0和电源看做一个整体时，即把等效电源的内阻看做R0+r，当
R=R0+r
时，R上获得最大功率。
17． 错误 正确 错误 正确 错误 错误
【详解】
（1）[1]电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量，电势差是指电场中两点之间电势的差值，两者意义不同，故描述错误。
（2）[2]在电源内部，正电荷向正极移动过程中，电场力做负功，电荷电势能增加，故描述正确。
（3）[3]电源，是将其他形式的能量转化为电能的装置，包含但不限于化学能，故描述错误。
（4）[4]闭合电路的欧姆定律适用于任何电路，故描述正确。
（5）[5]由于电源内阻不可忽略，外电路短路时，电路中的电流不会达到无穷大，故描述错误。
（6）[6]电源断路时，电流为零，此时路端电压等于电源电动势，不为零，故此描述错误。
18． b、c 减小
【详解】
[1][2]如图所示，定值电阻R′和滑动变阻器R是串联关系，当油箱中油量减少时，浮标下降，杠杆的右端上升，滑动变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路的欧姆定律知回路中电流减小，则定值电阻两端的电压减小，路端电压增大，此时滑动变阻器两端的电压增大；当油箱中油量增加时，浮标上升，杠杆的右端下降，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由闭合电路的欧姆定律知回路中电流增加，则定值电阻两端的电压增大，路端电压减小，此时滑动变阻器两端的电压减小；已知R'》R，所以把电压表接在b、c之间，油量增加时，R减小，电压表的示数减小。
19．1
【详解】
[1]电路的电流为
根据
可得
r=1Ω
20．（1），；（2）；（3）
【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
21．（1）负电，10V；（2）1Ω
【详解】
（1）小球放入板间后，受重力和电场力作用，因A板带正电，则由二力平衡，小球应带负电；由
解得
=10V
（2）电路中的电流
=1A
根据闭合电路欧姆定律得
解得
r=1Ω
22．（1）；（2）；
【详解】
（1）将与视为电源的等效内阻，
当时，消耗功率最大①
②
③
由①②③得
（2）电容器与两端电压相同，设两端的电压为
对液滴由动能定理得
⑤
解得
⑥
⑦
根据闭合电路欧姆定律得
⑧
由⑥⑦⑧得
⑨
23．U＝E－Ir；见解析
【详解】
由E＝U＋U内及U内＝Ir得
U＝E－Ir，U－I图像如图所示
24．见解析
【详解】
这位同学对(1)的解答是正确的。但对(2)的解答是错误的，原因是闭合后，外电路的总电阻改变了，小灯泡两端的电压随之改变，不再是2.68V。
(2)的正确解法如下
闭合后，干路中电流为
通过小灯泡和的电流
两端的电压
答案第1页，共2页
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