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，电路中电源内阻，定值电阻，电流表为理想电流表。团合开关S，滑片P由M滑向N的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数变小 B．灯泡L亮度变亮
C．电源的效率变大 D．电源的输出功率变大
2．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（温度升高，电阻减小），电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数增大
B．电流表示数减小
C．有电流向上流过A点
D．电压表和电流表示数变化量之比保持不变
3．某同学设计了一个测量水流速度的装置，示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球，另一端固定在点。电阻丝水平放置，并与金属丝接触良好，其中点位于点正下方。开关闭合后，可通过仪表（可看作理想电表）读出水流的速度大小。下列说法正确的是（　　）
A．仪表是一个电流表 B．水流速度变大，则整个电路的总功率变小
C．水流速度变大，则通过电阻的电流变大 D．水流速度变大，则仪表的示数变小
4．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
5．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
6．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
7．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。根据实验数据作出U-I图像如图所示，该电池的电动势，内阻分别为（　　）
A．1.45V，1.30Ω B．1.45V，2.90Ω C．0.45V，2.8Ω D．0.5V 1.45Ω
8．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a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻电器的图像，则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（　　）
A．内阻为12.5Ω
B．输出功率为12.5W
C．内耗功率为0.22W
D．效率为50%
9．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
10．小明设计了一种酒精测试仪的电路，其电路如图甲所示，电源电动势恒定，内阻忽略不计，定值电阻，为气敏元件，其阻值随被测酒精气体浓度的变化如图乙所示。闭合开关S，检测时，当人呼出的酒精气体浓度越大，此时（　　）
A．警察可以根据电流表的示数判定是否酒驾，示数越大，被测气体酒精浓度越大
B．电路消耗的总功率越大
C．电压表与电流表的示数乘积变小
D．电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的之比变大
11．在如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，R1和R2是两个固定的电阻，当滑动变阻器的滑片从b端向a端移动时，通过R1、R2的电流分别为I1、I2。则在该过程中，关于I1、I2发生的变化，下列说法正确的是（　　）
A．I1变小，I2变大 B．I1变大，I2变小
C．I1变大，I2变大 D．I1变小，I2变小
12．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是（　　）
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的短路电流为0.5 A
C．电源的内阻为12 Ω
D．电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
13．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
14．如图所示的电路中，电源的电动势为、内阻为，电阻，滑动变阻器的最大阻值，最初滑动变阻器的滑片处于最下端，当闭合开关S，滑动变阻器的滑片缓慢向上移动时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数增大 B．整个电路的总功率一定增大
C．电源内部消耗的功率一定减小 D．当时，电源的输出功率最大
15．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
二、填空题
16．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______。
17．如图，电源电动势为12 V、内阻为 1 Ω，定值电阻R1、R2的阻值分别为1 Ω、6 Ω，开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V，电阻RM 为 0.5 Ω，则电动机正常工作时产生机械功的功率为___________W，此时电源的效率为___________。
18．传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换的任务。如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号。如图所示是大型电子地磅的电路图，它是利用弹簧长度的变化使接入电路的滑动变阻器的阻值变化，将_________信号转换为电信号的。如图所示地磅刻度是________的。（填“均匀”或“不均匀”）
19．在课本中“测电动机的效率”的实验中，电动机的输入功率计算式是_________，电动机的输出功率是电动机匀速吊起一重物的功率，其计算式是____________，或_________，这样根据，能得到效率。由于电动机的线圈有一定的电阻，将产生一定的热量，如果用输出功率，根据，得到的效率设为，则有_________（选填“>”、“<”或“=”）。
三、解答题
20．如图所示的电路中，R为电阻箱，V为理想电压表，当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V，求：
(1)电源的电动势E和内阻r；
(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最值Pm为多少？
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，电阻R1=12Ω，R2=8Ω，R3=4Ω。当开关K断开时，电流表示数为0.25A，当K闭合时，电流表示数为0.36A，求：
（1）开关K断开和闭合时的路端电压U及U′；
（2）电源的电动势和内阻；
（3）开关K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′。
23．如图所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
滑片P由M滑向N的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路的总电阻减小
AB．根据“串反并同”规律可知，电流表示数变大，灯泡L亮度变暗，AB错误；
C．纯电阻电路电源的效率表示为
当外电路的总电阻减小时，电源的效率变小，C错误；
D．电源的输出功率表示为
当外电路的电阻大于电源内阻时，电源的输出功率随外电路电阻的减小而增大，因为
当外电路的总电阻减小时，电源的输出功率变大，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
AB．当环境温度升高时，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，内阻和R1两端电压变大，则R2电压减小，即电压表读数减小，AB错误；
C．由于电容器两端电压减小，可知电容器放电，则有电流向下流过A点，C错误；
D．由于
则
即电压表和电流表示数变化量之比保持不变，D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．仪表C并联在电阻丝的两端，故仪表C是一个电压表，故A错误；
BCD．水流速度变大，OP与竖直方向的夹角变大，电阻丝AB连入电路的电阻变大，回路中的总电阻变大。根据闭合电路欧姆定律
可知总电流I变小，即通过R的电流变小，整个电路的总功率
变小，仪表C的示数
可知， 增大，即仪表C的示数变大，故B正确，CD错误。
故选B。
4．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。
5．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。
6．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。
7．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律有
则该电池的电动势为图线的纵轴截距
内阻为图线的斜率绝对值
故选A。
8．C
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律得
当时
由与纵轴的交点读出电动势为
根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为
电流为
则电池的内阻为
故A错误；
B．电池的输出功率为
故B错误；
C．内耗功率为
故C正确；
D．电池的效率为
故D错误。
故选C。
9．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。
10．C
【详解】
A．定值电阻与气敏元件串联，电压表测定值电阻的电压，当人呼出的酒精气体浓度越大，气敏元件电阻越大，由欧姆定律，电路的电流变小，故A错误；
B．电路消耗的总功率IE越小，故B错误；
C．电流表示数变小，根据
电压表示数变小，电压表与电流表的示数乘积变小，故C正确；
D．根据
电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的之比不变，故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
滑片向上移动，接入电路的电阻减小，则并联总电阻减小，总电流增大，所以路端电压减小，故流过R1的电流I1减小，流过R2的电流I2增大。故A正确；BCD错误。
故选A。
12．A
【详解】
AC．电压与电流的图象中纵截距代表电源电动势，斜率的绝对值代表内阻，因此电源的电动势为6.0V，内阻
C错误，A正确；
B．短路电流为
B错误；
D．电流为0.3 A时的外电阻
D错误。
故选A。
13．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 。
14．B
【详解】
A．滑片缓慢上滑，接入电路阻值逐渐减小，外电路总电阻变小，由
可知，干路电流增大，又
当电流增大时，由于电动势和电源内阻不变，所以外电压减小，即电压表示数减小，A错误；
B．根据总功率公式，可得
由于滑片缓慢上滑，干路电流增大，故可得总功率增大，B正确；
C．根据公式可得，电源内部消耗的功率为
由于滑片缓慢上滑，干路电流增大，故电源内部消耗的功率增大，C错误；
D．当外电阻电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，当时，外电路电阻为
此时
故当时，电源的输出功率不是最大，D错误。
故选B。
15．A
【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。
16． 减小 减小
【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。
17． 10 75%
【详解】
[1]设干路电流为，根据闭合电路欧姆定律得
解得
设流过的电流为，则有
则流过的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机机械功的功率
[2]路端电压为
则电源的效率
18． 力 不均匀。
【详解】
[1]地磅上称量不同重物时，弹簧的形变不同，则滑动变阻器接入电路的有效电阻不同，则电路中电流就不同。该装置是将力信号转化为电信号。
[2]设地磅上没有重物时，滑动变阻器的滑动触头在B端，滑动变阻器的总长度为L，重物重力为G时弹簧形变为x，劲度系数为k，则有
，
因为重物与形变成正比，但是电流跟形变不成线性关系，所以地磅的刻度不是均匀的。
19． =
【详解】
[1]电动机的输入功率即总功率，其计算式为
[2]匀速吊起一重物的功率可以表示为
[3]则也可以表示为
[4]因为电动机所输入的功率等于输出功率与热损耗之和，即两种计算方式的大小相等，所以
20．(1) ，；(2) ，
【详解】
(1) 根据闭合电路欧姆定律，可知
代入数据可得
，
(2) 当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，因此
电源的输出功率最大，最大功率
21．Ω，W
【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．（1），；（2），；（3），
【详解】
（1）断开时，根据欧姆定律可得
闭合时，有
故开关断开和闭合时的路端电压分别为3V和2.88V。
（2）断开时，外电路总电阻为
闭合时，外电路总电阻为
由闭合电路欧姆定律可得
，
代入数据解得
，
故电源的电动势和内阻分别为3.6V和1.2Ω。
（3）断开时，有
内阻上的热功率为
闭合时，有
内阻上的热功率

故开关K断开和闭合时内阻上的热功率分别为0.3W和0.432W。
23．见解析
【详解】
产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差
24．（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
答案第1页，共2页
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