12.2闭合电路的欧姆定律（Word版含答案）

人教版必修第三册 12.2 闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论错误的是（　　）
A．电源的电动势为6.0V
B．电源的内阻为12Ω
C．当外电阻为2Ω时，电源的输出功率最大
D．电流为0.4A时的外电阻是13Ω
2．心脏除颤器多数采用RLC阻尼放电的方法，其充、放电基本原理如图所示。直流低压经高压直流发生器后向储能电容器C充电，使电容器获得一定的储能。除颤治疗时，通过开关控制由储能电容器C、线圈L及人体组成的串联电路接通，储能电容器C通过人体放电。已知储能电容器电容为20F，某次使用时，充电后电容器的电压为4.0kV，放电后电容器两极板电压为0，则这次放电通过人体的电荷量为（　　）
A．0.5C B．0.08C C．0.8C D．0.2C
3．如图所示，电源电动势为，内阻为，闭合开关，不考虑灯丝电阻阻值随温度的变化，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器的滑片由左端向右端滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表读数减小，小灯泡变暗
B．电压表读数变大
C．电流表读数增大，小灯泡变暗
D．有瞬时电流从经电阻流向
4．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
5．如图所示，电路中、为定值电阻，电压表与电流表均为理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的滑片向左滑动，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数变小 B．电流表示数变大
C．电阻消耗的功率变大 D．电池的输出功率一定变大
6．某金属电阻的伏安特性曲线如图所示，将该电阻直接接在直流电源两端，该电阻消耗的功率为0.75W.电源的发热功率为该电阻消耗功率的，则直流电源的电动势和内阻分别为（　　）
A．4V，3Ω B．4 V，4Ω C．5V，3Ω D．5V，4Ω
7．某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如图所示的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则出现此种情况的原因可能是（R1、R2的阻值相差不大）（　　）
A．AB段断路或BC段短路 B．AB段短路或BC段短路
C．AB段短路或BC段断路 D．AB段断路或BC段断路
8．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
9．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
10．下列说法正确的是（　　）
A．电动势就是电源两极间的电压
B．闭合电路中外电阻越大，路端电压越大
C．电源的电动势与外电路相关
D．电源的输出功率越大，电源的效率越高
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，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
13．已知两电源的电动势分别为E1、E2（E1>E2），内阻分别为r1、r2。当两电源分别与阻值为R的电阻连接时，外电路消耗的功率正好相等。若电阻R减小一些，再与E1、E2分别连接时，对应的外电路消耗的功率分别是P1、P2。则（　　）
A．r1P2
C．r1>r2，P1r2，P1>P2
14．如图甲所示电路中，电源电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，伏安特性曲线如图乙所示，当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3V，那么当开关S接到位置2时，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡L正常发光
B．小灯泡L可能被烧坏
C．小灯泡L两端电压小于1.6V，不能正常发光
D．小灯泡L两端电压等于1.6V，不能正常发光
15．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
二、填空题
16．如图所示为一个温差电偶电源。这种电源将两种不同的金属铆接在一起，然后两端插入不同温度的水中。这样，两个输出端a和b之间就会产生电势差，从而可以当作电源使用。在a，b之间架设导线（图中未画出），然后发现导线上方的小磁针N极朝着垂直于纸面向外的方向偏转。请由此判断，该温差电源的a端为电源______（选填“正极”或“负极”）。欧姆当年正是利用这个装置探究出欧姆定律的。在此之前，科学家已经知道，这个温差电偶电源的开路电压只和高低温热源的温差有关，于是通过控制温差，欧姆可以在实验中控制电源的______（选填“电动势”或“内阻”）。
17．电动势是电源的属性，大小由电源中非静电力的特性决定，与电源的______无关，跟外电路的组成及变化______ （选填“有”或“无”）关．
18．具有巨磁阻效应（）的电阻在外加特定方向的磁场时，阻值随磁场的增强而减小。现将接在图示电路中，并置于该磁场，已知为定值电阻，此时，电表均为理想电表。保持磁场方向不变，调整磁场强弱，发现电压表的示数增加了，则外加磁场逐渐___________（选填“增强”或“减弱”），消耗的电功率变化情况为___________。
三、解答题
19．如图所示，电阻，当电键S接通时，电压表的读数为，电键S断开时，电压表的读数为，求电源的电动势和内电阻。
20．如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，P、Q为螺线管两端点，螺线管导线电阻r1.0Ω。S闭合后，穿过螺线管的磁场方向如图甲所示，其磁感应强度B的大小按如图乙所示的规律变化。已知R1=4.0Ω，R2= 5.0Ω，C=30μF，在02s的时间内，求：
（1）螺线管中感应电动势的大小及P、Q两点哪一点电势高；
（2）电容器两极板所带的电荷量。
21．如图所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1=2Ω时，电压表读数为U1=4V；当电阻箱读数为R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V。则，当电阻箱读数为R3=1Ω时，电压表读数为多少？
22．如图所示，电流表改装成欧姆表的电路。两表笔直接接触时，指针满偏（指在表盘刻度“5.0”位置上）；当两表笔之间接有1200Ω的电阻时，指针指在刻度“1.0”位置上。求：
（1）若指针指在刻度“3.0”位置上，此时两表笔间接多大的电阻；
（2）若两表笔间接电容C=2×10-6F的电容器，稳定时电容器带电量为多少。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AB．由图可知纵轴上的截距为电源的电动势，即
电源内阻等于图线斜率的绝对值为
故A正确，B错误；
C．当外电阻和电源内阻相等时，电源输出功率最大，故当外电阻为2Ω时，电源的输出功率最大，故C正确；
D．电流为0.4A时，路端电压
则外电阻为
故D正确。
本题选错误项，故选B。
2．B
【详解】
电容器电荷量
Q=CU=0.08C
电感线圈只影响放电电流变化，不影响放电电荷量，故B正确，ACD错误。
故选B。
【命题意图】
本题以心脏除颤器情境为载体，考查电容器、线圈对电路的影响，考查电容器的充、放电。考查物理观念和科学思维，突出对基础性、应用性的考查要求。
3．B
【详解】
ABC．滑动变阻器有左端向右端滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻增大，外电压增大，即电压表的读数增大，根据闭合电路的欧姆定律，干路的电路电流减小，即电流表的读数减小， 则灯两端的电压减小，小灯泡变暗，和滑动变阻器并联的电压
即两端电压增大，小灯泡变亮，AC错误B正确；
D．则灯两端的电压减小，和并联之路上的电压减小，电容器放电，则有瞬时电流从b经电阻流向a，D错误。
故选B。
4．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。
5．C
【详解】
ABC．滑动变阻器的滑片向左滑动，则阻值变大，总电阻变大，总电流减小，路端电压变大，则电压表示数变大，R1上的电压减小，则R2上的电压变大，电流变大，功率变大，则通过电流表的电流减小，AB错误，C正确；
D．因电源内阻和外电阻的大小关系不能确定，则不能判断电池的输出功率如何变化，D错误。
故选C。
6．B
【详解】
设电源电动势和内阻分别为E、r，当该电阻直接接在直流电源两端时，电阻的工作电流和电压分别为I、U，根据题意和闭合电路欧姆定律有
由图像可以读出当U=3.0V时，I=0.25A，此时功率P=0.75W
可解得
E=4 V，r=4Ω
故ACD错误，B正确。
故选B。
7．A
【详解】
电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路．根据题意电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能是BC段短路，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．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。
9．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。
10．B
【详解】
A．电动势是反应电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量，与电压有本质区别。并且电路闭合时电动势在数值上等于整个回路的总电压，即内、外电压之和，A错误；
B．电源的路端电压为
故外阻越大，路端电压越大，B正确；
C．电源的电动势由电源本身决定，与外电路无关，C错误；
D．由效率的表达式
可知，外阻越大，电源的效率越高。但当电源的输出功率最大时，外阻、内阻阻值相等，此时效率只有50%，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．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。
13．C
【详解】
由外电路消耗的功率相等得
2R=2R
又知E1>E2，则
（R＋r1）2>（R＋r2）2
故r1>r2；再大致画出U I图像如图所示
可知R减小一些（对应图中虚线），在E2中电流增加量大，由
P＝I2R
可得
P1故选C。
14．C
【详解】
当开关接位置1时，电路中电流
由闭合电路欧姆定律可知
代入数据解得r＝2Ω，灯泡的额定电流
当开关接位置2时，设通过灯泡的电流为，灯泡两端的电压为，则有
即
作出此时灯泡电压随电流变化的图像如图所示
两个图线的交点即为实际工作点，所以小灯泡的电压小于1.6V，电流小于1.5A，灯泡不能正常发光，故选C。
15．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。
16． 正极 电动势
【详解】
[1]导线上方的小磁针N极朝着垂直于纸面向外的方向偏转，说明小磁针所在位置磁场垂直于纸面向外，由安培定则可知，电源内部电流由b流向a，则该温差电源的a端为电源的正极。
[2]温差电偶电源的开路电压只和高低温热源的温差有关，高低温热源的温差不同，温差电偶电源的开路电压即电源电动势不同，通过控制温差，欧姆可以在实验中控制电源的电动势。
17． 体积 无
【详解】
略
18． 增强 减小
【详解】
[1]电压表的示数增加，说明电路中的电流变大，阻值减小，即R2阻值减小了，则外加磁场逐渐增强；
[2]当电源外电阻与内电阻相等时输出功率最大；若将R1看做电源的内阻，即电源的等效内阻为R1+r，因，则，则当R2阻值减小时，外电阻R1与等效内阻R1+r相差越来越大，可知等效电源的输出功率减小，即消耗的电功率减小。
19．，
【详解】
设电源的电动势为E，内电阻为r，当S断开时,、串联接在电源上，设电路中的电流I，则
由闭合电路欧姆定律得
（1）
当S闭合时，外电路为和并联后与串联，则外电阻R为
总电流为
再由闭合电路欧姆定律
（2）
由（1）、（2）可得
，
20．（1）1.2 V，Q点电势更高；（2）C
【详解】
（1）由
解得
由感应电流方向可以判断出，Q点电势更高
（2）由
解得
又由 知
解得
21．3V
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律
可得
解得
E=6V
r=1Ω
则电阻箱读数为R3=1Ω时，电压表读数为
22．（1）；（2）
【详解】
（1）当两表笔短接（即Rx=0）时，指针指在表盘刻度“5.0”上，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，则有
当两表笔之间接有R1=1200Ω的电阻时，指针指在表盘刻度“1.0”上，则由图可知，此时
联立解得
当指针指在刻度“3.0”位置上，则有
联立解得
（2）由图可知，电流表的满偏转电流为，故电源电动势为
当两表笔间接电容C=2×10-6F的电容器，稳定时电路中没有电流，电容器两端的电压等于电源电动势，则此时的电量为
答案第1页，共2页
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