4.1闭合电路欧姆定律 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第三册 4.1 闭合电路欧姆定律
一、单选题
1．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
2．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
3．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
4．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
5．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内，如图所示，根据图线可知（　　）
A．反映Pr变化的图线是b
B．电源电动势为8V
C．电源内阻为4Ω
D．当电流为0.5A时，外电路的电阻为6Ω
6．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
7．如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，则（　　）
A．电源的效率一定会减小
B．电源的输出功率一定会增大
C．小液滴一定会向下运动
D．若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则
8．小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示。在忽略电表内阻影响的情况下，下列分析错误的是（　　）
A．水量减少时，滑动变阻器的滑片向上移动
B．如果选择电压表，电表示数变小反映水量增多
C．如果选择电流表，电表示数变大反映水量增多
D．如果选择电流表，可以在水太多时保护电路
9．2021年国庆后，华为青年才俊“稚晖君”设计制造机器人缝纫葡萄的视频风靡全网，在他身上体现了新时代中国风华正茂的青少年们自信专注向上的风采。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为，额定电流为，线圈电阻为，将它接在电动势为，内阻为的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的热功率为 B．电源的输出功率为
C．电源的效率为 D．电动机消耗的总功率为
10．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
11．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
12．如图所示，电源电压不变，电表均为理想表，当电键S由断开到闭合时，下列变化正确的是（　　）
A．电流表A示数变小
B．电压表V1示数不为0
C．电压表V2示数与电流表A示数的比值不变
D．电压表V1示数与电流表A示数的比值不变
13．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
14．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
15．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
二、填空题
16．如图所示，L是“6V、1.5W”的小灯泡，R1为定值电阻，R2是最大阻值为24Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变。闭合开关S、S1，滑片P在滑动变阻器最左端位置时，小灯泡恰能正常发光，且电流表示数为0.5A。则R1的阻值为______Ω；保持滑片P位置不动，断开开关S1，请分析判断小灯泡是否会被烧坏______？结论和理由_______。
17．路端电压的表达式：
U＝______.
18．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．
19．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，电压表示数___________，电容器C所带电荷量___________。（填变大、变小或不变）
三、解答题
20．如图所示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，直流电动机M线圈的电阻rM=0.5Ω。当滑动变阻器R的阻值调为2Ω时，电动机正常工作，此时电流表的示数为2A．求：
（1）电压表的示数UM；
（2）电动机的输出功率P出；
（3）电源的效率η。
21．如图所示，电路中电源的电动势，电源的内电阻，电流表允许通过的最大电流，电压表两端允许加的最大电压，两电表均为理想电表，定值电阻。闭合开关，调节电阻箱的阻值，求：
（1）使消耗的功率时，电压表的示数；
（2）为了保证两电表均不被烧坏，电阻箱的调节范围。
22．使用功率为的电加热装置把的水从加热到，用了。已知水的比热容为，那么这个装置的效率是多少？
23．如图所示，M为一线圈电阻的电动机，R=24，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数I1=1.6A，当S闭合时，电流表的示数为I2=4.0A，电表内阻不计。求：
（1）电源内阻r0；
（2）开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率；
（3）开关S闭合时电源输出功率和电源的效率。
24．如图所示，，断开时，两表读数分别为和，闭合时，它们的读数分别变为和。两表均视为理想表，求：
（1）、的阻值；
（2）电源的电动势和内阻。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．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。
3．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。
4．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。
5．D
【详解】
A．由电源消耗功率和电源内部消耗功率表达式
可知，a是直线，表示的是电源消耗的总电功率，c是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的功率，b表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，故A错误；
B．由图可知，当短路时，电流为2A，总功率P=8W；则由
可知
故B错误；
C．内阻
故C错误；
D．当电流的大小为0.5A时，由闭合电路欧姆定律得
则有
故D正确。
故选D。
6．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。
7．D
【详解】
A．设电路外电阻为R，则电源的效率为
当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，R4接入电路的阻值增大，R增大，则增大，故A错误；
B．电源的输出功率为
根据数学知识可知当R=r时，P最大；当R＜r时，P随R的增大而增大；当R＞r时，P随R的增大而减小。所以当R增大时，P不一定增大，故B错误；
C．根据前面分析可知电路总电阻增大，总电流减小，电源内电压减小，则路端电压增大，且R1两端电压减小，所以电容器两端电压增大，极板间电场强度增大，小液滴所受电场力增大，会向上运动，故C错误；
D．设通过R3的电流为I′，根据闭合电路欧姆定律有
所以
根据前面分析可知R3两端电压增大，则I′增大，而电路总电流（I+ I′）减小，则
所以
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．根据装置可知，水量减少，弹簧压缩量减少，滑片上移。故A正确，不符合题意；
B．若电表为电压表，电压表测的是滑动变阻器上部分对应的电压值，示数减小，说明滑片上移，水量减少，故B错误，符合题意；
C．若电表为电流表，电流表测的是其所在支路电流，水量增多，滑片下移，滑动变阻器阻值越大，电流表示数越大，故C正确错误，不符合题意；
D．如果选择电流表，水太多时左侧并联部分短路，串联在干路中，起到保护电路（电流表）的作用，故D正确，不符合题意。
故选B。
9．C
【详解】
A．电动机恰好能正常工作，则通过电动机的电流等于额定电流，因此发热功率为
故A错误；
B．电源的输出电源等于电动机的额定电压，所以电源的输出功率为
故B错误；
C．电源的效率
故C正确；
D．电动机消耗的总功率
故D错误。
故选C。
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
A.当电键S打开时，R1和R2串联，电流表中有电流流过，电键S闭合时，外电阻只有电阻R2，外电阻电阻减小，电源电压不变，电路中电流增大，电流表示数变大，故A错误；
B．电压表V1测的是R1两端的电压，当电键S闭合时，R1两端电压等于0，故B错误；
C．电键S打开时，R1和R2串联，设电压表V2示数为U2，电流表示数为I，由欧姆定律可知
因电阻R2的阻值不变，所以电压表V2示数与电流表示数阻值不变，故C正确；
D．电键S打开时，电压表V1示数不等于零，电流表示数不等于零，电键S闭合时，电压表V1示数等于零，电流表示数变大，电压表V1示数与电流表A示数的比值变为零，故D错误。
故选C。
13．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。
14．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。
15．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。
16． 24 可能烧坏 判断理由：当开关S1断开时，电路总电阻增大，总电流减小，滑动变阻器两端的电压减小，灯泡两端的电压增大，超过灯泡的额定电压，所以灯泡有可能烧坏
【详解】
[1] 闭合开关S、S1，小灯泡恰能正常发光，则通过小灯泡的电流
通过R1的电流
则R1的阻值
[2] 可能烧坏；
[3]判断理由：当开关S1断开时，电路总电阻增大，外电压增大，总电流减小，滑动变阻器两端的电压减小，则灯泡两端的电压增大，超过灯泡的额定电压，所以灯泡有可能烧坏。
17．E－Ir
【详解】
略
18． 电动势 内、外电路的电阻之和 U外＋U内 电势降落
【详解】
略
19． 变大 减小
【详解】
[1]滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压
增大，电压表示数增大；
[2]干路电流增大，并联部分电压
减小，电容器两板间电压减小，电容器C所带电荷量减小。
20．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）对全电路，由闭合电路欧姆定律得，电动机电压
得
电压表的示数UM为
（2）对电动机，由能量守恒定律得
得
（3）对电源，路端电压
得
根据
解得
21．（1）；（2）
【详解】
（1）消耗的功率时，干路中的电流
电压表的示数
解得
（2）当电压表示数为时，及r两端的总电压为
电路中的电流
由于此时电流表的示数小于允许的最大电流，因此电压表示数最大时，电流表示数未超量程。此时变阻箱的阻值
当电流表示数为时，此时变阻箱两端电压
此时电压表的示数没有超出最大量程，此时变阻箱的阻值
故在保证电路中两电表不被烧坏的情况下，电阻箱的调节范围为
22．
【详解】
水吸收的热量
代入数据得
电加热装置正常工作时的功率为2000W，10min消耗的电能
电加热装置的效率
23．（1）；（2）2.5W，87.5W；（3）144W，90%
【详解】
（1）S断开时，根据闭合电路欧姆定律可得
代入数据解解得
（2）S闭合时，路端电压为
U=E-I2r0=(40-4.0×1)V=36V
流过R的电流大小为
IR=1.5A
流过电动机的电流大小为
I=I2-IR=(4.0-1.5)A=2.5A
电动机发热消耗的功率为
P热=I2r=(2.52×0.4)W=2.5W
电动机转化为机械能的功率
P机=UI-P热=87.5W
（3）S闭合时电源输出功率为
P=UI2=144W
电源的效率为
24．（1），；（2），
【详解】
（1）当断开时
当闭合时
根据并联电阻的特点得
解得
（2）当断开时，由欧姆定律得
当闭合时
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页