12.2闭合电路的欧姆定律 同步练习（Word版含解析）

人教版必修第三册 12.2 闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1．两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
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．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
4．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
5．在如图所示的电路中，电源电动势恒定、内阻为r，R1为定值电阻。闭合开关S，理想电流表A、理想电压表V1、V2、V1的示数分别用I、U1、U2和U3表示。当滑动变阻器R2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△I、△U1、△U2和△U3表示，下列说法正确的是（　　）
A．不变，变大 B．变大，变小
C． D．
6．如图，关于闭合电路，下列说法正确的是（　　）
A．电荷在电源外部受静电力作用而运动，在电源内部受非静电力作用而运动
B．图中a、b两薄层之间所夹的区域是非静电力做功的区域
C．非静电力在单位时间内做功越多，该电源的电动势越大
D．从电源内部测量的铜、锌极板之间的电压称为外电压
7．如图所示，电路中R1、R2为两个电阻箱，平行板电容器C的极板水平放置.闭合电键S一段时间后，带电油滴悬浮在两板之间静止不动；如果电源的内阻不能忽略，且只允许做一个调整，则下列做法中，仍然能使油滴静止不动的是（　　）
A．增大R1的阻值 B．将R2的阻值调为原来的2倍
C．增大两板间的距离 D．断开电键S
8．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．
9．某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由于某一用电器引起的，则可能的故障是（　　）
A．RP断路 B．R2断路
C．R1短路 D．R3短路
10．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动一小段距离后，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器C的带电量将增大
B．R0两端的电压增大
C．灯泡L变亮
D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大
11．如图所示为一保温箱温度报警器的简化电路图，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡（电阻保持不变）均能发光。为热敏电阻（阻值随温度的升高而增大），下列说法正确的是（　　）
A．当保温箱的温度升高时，灯泡、均变暗
B．当保温箱的温度升高时，电流表A的读数变大
C．小灯泡变亮，说明保温箱的温度降低
D．电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低
12．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示。当系统绕光滑的轴OO′转动时，元件A发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为l，电源的电动势为E、内阻不计。滑动变阻器总长也为l，电阻分布均匀，系统静止时滑片P位于B点，当系统以角速度ω转动时（　　）
A．电路中电流随角速度的增大而增大
B．电路中电流随角速度的减小而增大
C．弹簧的伸长量为
D．输出电压U与ω的函数式为
13．如图所示的电路中，两个定值电阻的阻值。闭合开关S后，理想电流表示数为I，理想电压表示数为U。若滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，则在此过程中（　　）
A．I变小 B．U变大 C．UI一定减小 D．可能不变
14．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
15．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
二、填空题
16．作用：使导体两端始终存在______。
17．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．
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＝.
三、解答题
19．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。
20．如图，当电阻箱R的电阻为14时，电压表示数为2.8V；当电阻箱R的电阻为9时，电压表的读数为2.7V，求电源的电动势E和内阻r各是多少？
21．如图所示的电路中，电阻，当开关断开时，电压表示数为（电压表视为理想电压表），当开关闭合时，电压表示数为，求：
（1）开关闭合时电路中的电流；
（2）电源的内阻。
22．某学校科技小组同学利用图甲所示的电路进行相关测试，为滑动变阻器，为定值电阻、电源内阻不计。实验时，他们调节滑动变阻器的阻值，得到了各组电压表和电流表的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出图像如图乙所示，已知电流表和电压表都是理想电表。求：
（1）电源的电动势E和定值电阻；
（2）图线从A状态变化到B状态的过程中，滑动变阻器阻值的变化范围；
（3）当的阻值为多大时，消耗的功率最大？最大功率为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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。
2．C
【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．C
【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。
4．B
【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。
5．D
【详解】
AB．滑动变阻器触头P向上滑动时，变小，是定值电阻，根据欧姆定律
得知不变，，变小，故AB错误；
C．因为
则
故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律
则
故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．电荷在电源外部受静电力作用而运动，在电源内部受非静电力和静电力的合力作用而运动。故A错误；
B．电源在其内部的a、b两个区域依靠非静电力做功，将其他形式的内转化为电能，在中间区域仍然是静电力做功。故B错误；
C．非静电力把单位正电荷从负极移送到正极做功越多，该电源的电动势越大。故C错误；
D．从电源内部测量的铜、锌极板之间的电压称为外电压。故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．在直流电路中，在电路稳定时，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由
可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；
B．增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；
C．增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由
可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；
D．断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D项错误。
故选B。
8．D
【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。
9．B
【详解】
若短路则电压表示数为零，若断开则测两端电压，测滑动变阻器和串联总电压，两表示数不同；若Rp断路，则电压表示数为零，电压表示数不相同，R1短路，测滑动变阻器和串联总电压，测两端电压，R2断开，两电压表均测R3电压，电压表示数相同，ACD错误，B正确。
故选B。
10．A
【详解】
当滑动变阻器的滑片向右移动一小段距离后，则R阻值变大，总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，即电容器两端电压变大，根据
Q=CU
可知，电容器带电量变大，R0两端的电压为零，不变；通过灯泡的电流减小，灯泡变暗；根据
P=IE
可知电源总功率减小，但是由于电源外电阻与内电阻的关系不确定，无法判断电源输出功率的变化情况。
故选A。
11．D
【详解】
AB．当保温箱的温度升高时，Rt的阻值增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表A的读数变小，灯泡L2变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，电压表V的读数变大。路端电压增大而L2灯电压减小，所以L1灯的电压增大，L1灯变亮，故AB错误；
C．由以上分析可知，小灯泡变亮，说明保温箱的温度升高，C错误；
D．由以上分析可知，电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低，D正确。
故选D。
【点睛】
12．D
【详解】
AB．A B系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小， BC 的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，与角速度无关,AB 错误；
C.设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得
求得
C错误；
D.输出电压
求得
D正确
故选D。
13．C
【详解】
AB．滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，R3减小，根据串反并同规律，U减小，I增大，AB错误；
D．设R2和R3的并联值为R23，根据欧姆定律
滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，R3减小，R23减小，减小，D错误；
C．把R1看作电源的内阻，UI就是等效电源的输出功率，根据题意
所以
滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，R3减小，R23减小，外电阻的阻值远离等效电源的的内阻，等效电源的输出功率UI减小，C正确。
故选C。
14．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。
15．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。
16．电势差
【详解】
略
17． 电动势 内、外电路的电阻之和 U外＋U内 电势降落
【详解】
略
18． EIt I2Rt I2rt I2Rt＋I2rt
【详解】
略
19．（1）；（2）
【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
20．E=3.0V；r=1.0
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
依题意，当U1=2.8V时，电路中电流为
当U2=2.7V时，电路中电流为
把这两组电压和电流的值代入闭合电路欧姆定律公式，联立可得
E=3.0V，r=1.0
21．（1）；（2）1Ω
【详解】
（1）当开关闭合时，根据欧姆定律得
（2）当开关断开时，电源的电动势等于路端电压，即
根据闭合电路欧姆定律得
电源的内电阻为
22．（1），；（2）；（3），
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律可知
，
解得
，
（2）由图像可知，在A点
在B点
所以滑动变阻器的阻值范围为
（3）根据功率计算公式
当
时，消耗功率最大
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