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，两电源电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2，且E1=E2，r1 > r2，R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，灯泡电阻可认为不变。现闭合开关S1，单刀双掷开关S2接1时，灯泡均正常发光，则下列说法中错误的是（ ）
A．若滑片Р向下滑动，则L2变亮，L3变暗
B．若滑片Р向下滑动，则L1变暗，L2变亮
C．若将单刀双掷开关S2切换至2，则L1、L2、L3均变亮
D．若将单刀双掷开关S2切换至2，则电源的输出功率可能变小
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．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．在如图所示的电路中，电流表A1、A2，电压表V均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时（　　）
A．电流表A1示数变大 B．电流表A2示数变大
C．电压表V示数变大 D．电源的输出功率变大
6．一电源的电动势为，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
7．有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。将一个定值电阻R分别与每个电源的两极相连，要使整个电路消耗功率最大，对应的电源是（　　）
A．甲电源
B．乙电源
C．丙电源
D．丁电源
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．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种半导体型酒精气体传感器，在如图所示的电路中，酒精气体传感器电阻R1的倒数与酒精气体的浓度c成正比，电压表示数为U，电源两端电压为Umn，下列说法正确的是（　　）
A．U越大，表示c越大，Umn越小
B．U越大，表示c越大，Umn越大
C．U越大，表示c越小，Umn越小
D．U越大，表示c越小，Umn越大
10．电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电。关于路端电压，下列说法正确的是（　　）
A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B．因为U＝IR，所以当R增大时，路端电压也增大
C．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大
D．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小
11．如图所示电路中，电源的电动势E=9V，内阻r=3Ω，R=15Ω。下列说法中正确的是（　　）
A．当S闭合时，UAC=9V
B．当S断开时，UAC=9V
C．当S闭合时，UAB=7.5V，UBC=9V
D．当S断开时，UAB=0，UBC=0
12．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
13．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
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，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
二、填空题
16．—节干电池的外电压为，电动势为，则它的内电压为__________V。此电池中每通过电荷量，就有_______J的化学能转化成电能。如果通过电池的电流为，则电池中化学能转化成电能的功率为________W﹐输出功率为________W。
17．如图甲所示电路，电源电压保持不变。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中，R1、R2的I﹣U关系图象如图乙所示。则电源电压为_______V，R1的阻值是_______Ω。
18．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为，电动机启动时电流表读数为，若电源电动势为，内阻为，电流表内阻不计，则车灯的电阻为______，因电动机启动，车灯的电功率的减少量为______W。（不考虑灯丝电阻的变化，计算结果保留3位有效数字）
19．电动势为、内电阻为的干电池，为了保护其不致损坏，最大电流必须限制在以内。那么，当它跟一个电阻组成闭合电路时，此电阻至少为______。
三、解答题
20．在如图所示的电路中，已知定值电阻R1=10Ω，R2=40Ω，电流表为理想电表，闭合开关S1，电流表示数为0.5A，然后再闭合开关S2，电流表示数为0.6A，求开关S2闭合后电源的效率。
21．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝28 V、内阻r＝2 Ω，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0 pF，虚线到两极板的距离相等，极板长L＝0.20 m，两极板的间距d＝1.0×10－2 m，g取10 m/s2。
（1）若最初开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少；
（2）若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0 m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间后，能否从极板间射出？(要求写出计算和分析过程)
22．在如图所示的电路中，，电流表、电压表均为理想电表，电容器，电源的电动势，闭合开关S，电路稳定后，电流表的示数，电压表的示数，求：
（1）定值电阻；
（2）电源的内阻r；
（3）电容器C极板所带电荷量Q。
23．如图所示，电源电动势E=6V，定值电阻R1=R2=R3=2Ω，电动机线圈电阻R=1Ω，电容器的电容C=100μF。开关S闭合后电路稳定时，电流表的示数I=1A，电动机的机械功率。求：
（1）电源路端电压U；
（2）通过电动机的电流IM；
（3）电源内阻r和电容器所带电荷量Q。
24．如图所示，电源电动势，内电阻，电容器的电容，电阻、、、为电阻箱，闭合开关S。
（1）若，求电路稳定时通过电源的电流；
（2）若，求电路稳定时电容器的带电量；
（3）求功率的最大值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
AB．现闭合开关S1，单刀双掷开关S2接1时，若滑片Р向下滑动，R增大，通过“串反并同”可知，L1与其串联，L1变暗，L2与其并联，L2变亮，L3与其串联，L3变暗，A正确，B正确；
CD．若将单刀双掷开关S2切换至2，r减小，通过“串反并同”可知，L1 、L2、L3均与其串联，故都变亮，由于不知道内阻和外租的大小关系，电源的输出功率的变化情况不能确定，C正确，D错误；
故选D。
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】
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．C
【详解】
A．由图可知，R1与R2并联，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，R2接入电路阻值增大，则外电路中的总电阻R增大，根据闭合电路的欧姆定律
知，电路中电流I变小，即电流表A1示数变小，故A错误；
C．路端电压为
可知，路端电压U变大，即电压表示数变大，故C正确；
B．通过R1的电流
由于U变大，则I1变大，通过R2的电流为
由于I变小，I1变大，则I2变小，即电流表A2示数变小，故B错误；
D．由于不知道外阻与内阻的大小关系，当外阻变大时无法确定电源的输出功率如何变化，故D错误。
故选C。
6．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。
7．D
【详解】
整个电路消耗的电功率为
R为定值，根据图像，四个电源的电动势相等，都是8V，所以内电阻r最小的，电功率最大，路端电压U与电流I的关系图像中，斜率的绝对值表示内电阻，丁电源的内阻最小，所以对应的电源为丁电源，故ABC错误，D正确。
故选D。
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．A
【详解】
根据题意酒精气体的浓度c越大，酒精气体传感器电阻越小，电路总电阻越小，干路电流越大，R0两端电压越大，则电压表示数越大，内阻不变，则内电压增大，则路端电压Umn越小。
故选A。
10．D
【详解】
A．电源电动势不变，根据
随着增大，则电流减小，根据
可知，变大，同理可得，随着减小，变小，故A错误；
B．当R增大时，电流减小，故不能应用
判断的变化情况，故B错误；
C．当电流增大时，电阻减小，故不能应用
判断的变化情况，故C错误；
D．根据闭合回路欧姆定律可知
可知，当I增大时，路端电压减小，故D正确。
故选D。
11．B
【详解】
AC．当S闭合时，电路中的电流为
则路端电压为
UBC=0
故AC错误；
BD．当S断开时，A、C两点间和B、C电压都等于电源电动势，即
UAC= UBC=E= 9V
UAB=0
故B正确，D错误。
故选B。
12．D
【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。
13．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。
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．D
【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。
16． 0.08 1.5 0.3 0.284
【详解】
[1]干电池的内电压为
[2]此电池中每通过电荷量，转化为电能的化学能为
[3]通过电池的电流为，则电池中化学能转化成电能的功率为
[4]输出功率为
17． 18 20
【详解】
[1][2] 由电路图可知与串联，电压表测两端的电压，测两端的电压，电流表测电路中的电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
由图象可知，电路中的最小电流
两端的电压
两端的电压
因串联电路中总电压等于各分压之和，所以电源电压
由
可得定值电阻的阻值为
18． 2.45 30.3
【详解】
[1]由题意，电动机未启动时，通过车灯的电流为
I1=4.8A
设车灯电阻为RL，根据闭合电路欧姆定律有
E=I1(RL+r)
代入数据解得
RL=2.45Ω
[2]由题意，电动机启动时，通过电源的电流为
I2=80A
根据闭合电路欧姆定律可得，电源的外电压为
U=E-I2r=8V
电动机未启动时车灯的电功率为
电动机启动时车灯的电功率为
故因电动机启动，车灯的电功率的减少量为
19．0.5
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律
解得
即此电阻至少为0.5Ω。
20．80%
【详解】
闭合开关S1，根据闭合电路欧姆定律有
再闭合开关S2，根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
E=6V
r=2Ω
电源的效率
×100%
联立解得
η=80%
21．（1）6.0×10-12 C；（2）带电微粒不能从极板间射出
【详解】
（1）S断开时，电阻R3两端的电压为
U3＝＝16 V
S闭合后，外电路的总电阻为
R＝＝6 Ω
路端电压为
U＝＝21 V
电阻R3两端的电压为
U3′＝U＝14 V
闭合开关后流过R4的电荷量为
（2）设带电微粒的质量为m、带电荷量为q，当开关S断开时，有
q＝mg
当开关S闭合后，设带电微粒的加速度为a，则有
mg-q＝ma
假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向有
t＝
竖直方向有
y＝at2
由以上各式得
y＝6.25×10-3 m>
故带电微粒不能从极板间射出。
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）由部分电路欧姆定律得
解得
（2）由闭合电路欧姆定律得
解得
（3）设电容器两极板的电压为，则有
解得
23．（1）；（2）；（3），
【详解】
（1）由欧姆定律得
代入数据解得
（2）对电动机由能量守恒定律得
又
解得
（3）由闭合电路欧姆定律得
解得
R2 和R3两端的电压分别为
，
电容器的电压
所以电容器所带电荷量
24．（1）I=2A；（2）；（3）
【详解】
（1）由电路图知
由闭合电路欧姆定律得
解得
I=2A
（2）由欧姆定律得
电容器两端电压为
电容器的带电量为
（3）电路总电阻为
总电流为
通过的电流为
的功率为
则当时功率最大
最大功率为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页