4.1闭合电路欧姆定律（word版含答案）

鲁科版 （2019）必修第三册 4.1 闭合电路欧姆定律
一、单选题
1．酒精测试仪常用于现场检测机动车驾驶人员是否饮酒，其核心元件是半导体型酒精气体传感器，这种传感器的电阻会随着酒精气体的浓度增大而减小。某同学将一个酒精气体传感器连接在如图所示的电路中，则（　　）
A．电压表V1示数越大，表示酒精气体浓度越高
B．电压表V2示数越大，表示酒精气体浓度越高
C．酒精气体浓度越高，电压表V1示数的改变量△U1与电流表示数的改变量△I之比越大
D．酒精气体浓度越高，电压表V2示数的改变量△U2与电流表示数的改变量△I之比越大
2．如图所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流，R为定值电阻，为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表，不考虑导线电阻对电路的影响。将滑动变阻器的滑片P向上移动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电路中总电阻减小
B．电流表的示数减小
C．电压表的示数减小
D．恒流源输出功率减小
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．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．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．
6．如图，电源电动势与内阻恒定，R1为定值电阻，两电表均为理想电表。闭合开关后，将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则（　　）
A．两个电表示数都变大 B．两个电表示数都变小
C．电压表示数变大，电流表示数变小 D．电压表示数变小，电流表示数变大
7．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，R0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．传感器的功率一定减小
8．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
9．物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗。对这一现象的解释，下列说法正确的是（　　）
A．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变
B．外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
C．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
D．外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大
10．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
11．如图所示，直线A为电源的图线，电源电动势为E，内阻为r，曲线B为灯泡的U-I图线，现将该小灯泡接在该电源两端，此时灯泡电阻为R，则以下说法正确的是（　　）
A．R=2Ω
B．E=3V，r=0.5Ω
C．电源的输出功率为6W
D．可见含有灯泡的电路是非纯电阻电路
12．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数将变小
B．L1亮度不变，L2将变暗
C．L1将变亮，L2将变暗
D．电源内阻的发热功率将变小
13．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，内阻为0.05Ω．仅接通时电流表示数为10A：保持接通、闭合瞬间，电流表示数达到60A。下列说法正确的是（　　）
A．当电动机未启动时，电源每秒有125J的电能转化为化学能
B．在电动机启动瞬间，流过电动机的电流为50A
C．在电动机启动瞬间，车灯的功率减少了44.8W
D．当电动机正常工作时，电流表示数将比60A更大
14．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
15．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．
二、填空题
16．闭合电路的电势：
（1）在外电路中沿电流方向电势_______（选填“升高”或“降低”）。
（2）在内电路中沿电流方向电势_______（选填“升高”或“降低”）。
17．如图所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R＝9 Ω的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为________ Ω.
18．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。分析可得：光敏电阻应为_______（选填“R1”或“R2”），理由是：_______。
19．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。
三、解答题
20．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？
21．在图所示的U-I图像中，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，求此时电源的输出功率；内、外电路消耗的电功率。
22．图是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。请分析以上现象发生的原因。
23．如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k=1300N/m，电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0=0.5m，电压传感器的示数U1=3.0V。若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；
(2)当电压传感器的示数为U2=2.0V时，作用在迎风板上的风力F。
24．为了儿童安全，必须检测布绒玩具中是否存在金属断针。通常先将玩具置于强磁场，磁化断针，再用磁报警装置进行检测。磁报警装置中的一部分电路示意图如图所示，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小；R1、R2是定值电阻；a、b端接报警器。当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I和a、b两端的电压U将怎样变化 为什么
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AB．若酒精气体浓度变高，则传感器的电阻减小，电路总电阻减小，干路电流增大，则电压表V1示数变大，则和r分得的电压增大，则电压表V2示数减小，故A正确，B错误；
CD．根据闭合电路欧姆定律
故
由此发现，酒精气体浓度越高，R越小，电压表V1示数的改变量△U1与电流表示数的改变量△I之比越小，电压表V2示数的改变量△U2与电流表示数的改变量△I之比不变，故CD错误。
故选A。
2．B
【详解】
A．滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，根据并联电路的特征，电路中总电阻增大，A错误；
BC．恒流源流出的总电流不变，滑动变阻器的滑片向上移动，接入电路的电阻变大，电路中总电阻增大，则并联部分总电压增大，即电压表示数增大，则流过R的电流增大，由于总电流不变，则流过RL的电流减小，即电流表示数减小，B正确、C错误；
D．根据P = I2R总，由于恒流源电流大小不变，总电阻变大，所以恒流源输出功率增大，D错误。
故选B。
3．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。
4．B
【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．D
【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。
6．C
【详解】
设滑片向a端移动后，滑片左侧电阻R2左的减少量为，则滑片右侧电阻R2右的增加量也为。滑片左侧电阻R2左与R1并联后的等效电阻R并的减少量为
而开始时，电路外电阻为
滑片向a端移动后，电路外电阻为
即电路外电阻增大，总电流减小，电流表示数减小，电源内电压减小，路端增大，而R并两端电压减小，所以R2右两端电压增大，电压表示数增大，综上所述可知ABD错误，C正确。
故选C。
7．C
【详解】
AB．潜水器上浮的过程中，压力传感器的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的电流减小，根据
可知传感器两端电压增大，故AB错误；
C．由电路总功率
可知电路总功率减小，故C正确；
D．压力传感器的功率
由于U增大，I减小，其他条件不足，故压力传感器的功率可能增大也可能减小或不变，故D错误。
故选C。
8．A
【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。
9．B
【详解】
当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，根据并联电阻的规律可知，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律
可知干路电流增大，根据
可知路端电压减小，所以加在灯泡两端的电压减小，根据
可知灯泡的功率减小，所以亮度变暗，故选B。
10．B
【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。
11．B
【详解】
A．由欧姆定律得
故A错误；
B．由图可得，电源电动势为
内阻
故B正确；
C．此时电源的输出功率
故C错误；
D．灯泡将所消耗的电能全部转化为焦耳热，含有灯泡的电路是纯电阻电路，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
开关在位置1时，外电路总电阻
电压表示数
U＝E＝E
同理，每个灯泡两端的电压
U1＝U2＝E
电源内阻的发热功率为
P热＝＝
开关在位置2时，外电路总电阻
R总′＝R
电压表示数
U′＝E＝E
灯泡L1的电压
U1′＝E
L2的电压
U2′＝E
电源内阻的发热功率为
P热′＝＝
综上所述，电压表读数变小，L1亮度不变，L2将变亮，电源内阻的发热功率将变大， BCD错误，A正确。
故选A。
13．C
【详解】
A．当电动机未启动时，每秒非静电力做功为
W=EI1t=125J
即电源每秒有125J的化学能转化为电能，故A错误；
B．由题意可知：在电动机启动瞬间，流过灯泡的电流小于10A，所以流过电动机的电流大于50A，故B错误；
C．车灯接通电动机未启动时，车灯两端的电压
车灯的功率
车灯的电阻
电动机启动时，车灯两端的电压
车灯的功率
在电动机启动瞬间，车灯的功率减少了
故C正确；
D．在电动机启动瞬间，电动机相当于纯电阻电路，由于电动机内阻较小，所以电流较大，当电动机正常工作时，相当于电动机电阻变大，所以电流表示数小于60A，故D错误。
故选C。
14．B
【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。
15．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。
16． 降低 升高
【详解】
(1)[1]在外电路中沿电流方向电势降低。
(2)[2]在内电路中沿电流方向电势升高。
17．1
【详解】
略
18． R1 见解析
【详解】
[1][2]若R1是光敏电阻，则照射 R1的光照强度增大时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压升高，路端电压减小，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，因此光敏电阻应为R1。
19． 2.5 0.45
【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
20．见解析
【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
21．4W，2W，4W
【详解】
由图像可知，电源的电动势为6V，电源的内阻为
电阻
电流为
电源输出功率也是外电路消耗功率为
电源的内功率为
即电源输出功率为4W，内、外电路消耗的电功率分别为2W，4W。
22．见解析
【详解】
当汽车启动开关S闭合时，电动机与车灯并联，电路总电阻变小，总电流变大，则降在r上的电压变大，使得车灯两端的电压变小，车灯变暗；当启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。
23．(1)1Ω/m；(2)260N
【详解】
(1)无风时，电路中的电流为
则此时金属杆的电阻为
则金属杆单位长度的电阻为
(2)当传感器的示数为时，根据闭合电路欧姆定律
解得此时金属杆电阻为
则此时弹簧长度为
所以弹簧压缩量为
根据平衡条件，此时风力为
24．电流I增大，a、b两端的U变小，见解析
【详解】
发现断针时，磁敏电阻的阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流增大，内电压增大，故路端电压减小，a、b两端的电压U减小；
因总电流增大，R1两端的电压增大，则并联电路两端的电压减小，故流过R2的电流I减小，根据并联电路的特点，总电流变大，则电流表的电流I增大。
答案第1页，共2页
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