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．下列关于电动势的说法中正确的是（　　）
A．电动势越大说明电源体积越大
B．对于给定的电源，电动势的大小基本不变，电动势的国际单位为V
C．电动势越大，电场力把1C正电荷在电源内部从正极送到负极做功越多
D．电源电动势越大，回路中的电流就越大
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．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
4．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
5．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，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．定值电阻的功率一定增大
6．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
7．如图所示的电路中，定值电阻，滑动变阻器的总阻值也为R，电源电动势为E，内电阻，电压表、电流表均为理想电表。在滑动变阻器滑片C从B端向A端滑动的过程中（　　）
A．电流表的示数先减小后增大 B．电压表的示数增大
C．电源消耗的总功率减小 D．电源的输出功率先增大后减小
8．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
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．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
11．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．
12．如图电路中，A、B两灯原来正常发光，忽然A灯比原来亮了，设这是因为电路中某一处发生了故障造成的，那么发生这种故障的可能是（　　）
A．R1短路 B．R2断路 C．R3断路 D．电源断路
13．如图所示，电路中R1、R2为两个电阻箱，平行板电容器C的极板水平放置.闭合电键S一段时间后，带电油滴悬浮在两板之间静止不动；如果电源的内阻不能忽略，且只允许做一个调整，则下列做法中，仍然能使油滴静止不动的是（　　）
A．增大R1的阻值 B．将R2的阻值调为原来的2倍
C．增大两板间的距离 D．断开电键S
14．如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接。当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数减小、电流表读数增大 B．电压表读数增大、电流表读数减小
C．电源的效率减小 D．R2消耗的电功率增大
15．如图所示为一保温箱温度报警器的简化电路图，电源电动势为E，内阻为r，不计电压表和电流表内阻对电路的影响，当电键闭合后，两小灯泡（电阻保持不变）均能发光。为热敏电阻（阻值随温度的升高而增大），下列说法正确的是（　　）
A．当保温箱的温度升高时，灯泡、均变暗
B．当保温箱的温度升高时，电流表A的读数变大
C．小灯泡变亮，说明保温箱的温度降低
D．电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低
二、填空题
16．一节干电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω，把阻值R＝2.0 Ω的电阻直接接在该电池的两极，电阻R两端的电压U＝________V。
17．某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I与电压U之间遵循的规律，其中。现将该棒接在如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电源电动势，内阻。现将变阻器R的滑动片向右移动，则中的电流将_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若电流表A1的读数为，则电流表A2的读数为_____A。
18．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了能及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示，M是贴在针口处的传感器，接触到药液时由于其电阻变_____（填“大”或“小”），导致报警器S两端电压U增大，装置发出警报声。由此推断，调节可变电阻R的阻值，R越_____（填“大”或“小”），报警装置就越灵敏。
19．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为3Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，路端电压为______V；a、b间用导线连接，电路中的总电流为________A。
三、解答题
20．如图，当电阻箱R的电阻为14时，电压表示数为2.8V；当电阻箱R的电阻为9时，电压表的读数为2.7V，求电源的电动势E和内阻r各是多少？
21．电动势刻画了电源把其它形式的能量转化成电能的本领大小。对于闭合电路，请从能量的角度论述说明“电源的电动势等于外电压与内电压之和”。
22．如图所示的电路，电源电动势E=30V。内阻r=2Ω，电阻R1=8Ω，R2=8Ω，R3=4Ω，C为平行板电容器，其电容C=6.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长l=0.1m，两极板的间距d=0.01m。
（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R3的总电荷量；
（2）若开关S闭合时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入平行板电容器C的电场中，刚好沿虚线做匀速直线运动。问：当开关S断开后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射人平行板电容器C的电场中，能否从平行板电容器C的电场中射出。（要求写出计算和分析过程，重力加速度g取10m/s2）
23．如图所示，已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=0.5Ω，
求：(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值？
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值？
(3)若电阻箱R的最大值为3Ω，R0=5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值？
(4)电源的最大输出功率。
24．电路如图所示，电源电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C为平行板电容器，其电容C=3.0pF，虚线到两极板距离相等，极板长l=0.20m，两极板的间距d=1.0×10-2m。
（1）若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少？
（2）若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？（要求写出计算和分析过程，g取10m/s2）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．电动势表示非静电力做功把其他形式的能转化为电能的本领大小，由电源自身性质决定，而与电源体积无关，故A错误；
B．对于给定的电源，非静电力的性质确定，电动势的大小基本不变，电动势的国际单位为V，故B正确；
C．电动势越大，非静电力把1C正电荷在电源内部从负极送到正极做功越多，故C错误；
D．根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中电流由电动势和内外电路的总电阻决定，故D错误。
故选B。
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】
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。
4．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。
5．C
【详解】
B．潜水器上浮，压力减小，电阻增大。电路中的总电阻增大，根据，电路中的电流减小，显示器电流减小，B错误；
A．电路中各元件电压加起来等于电源电动势，故压力传感器电压有
因电路中只有传感器电阻变化，其他元件电阻不变，电路电流减小，所以压力传感器两端电压增加，A错误；
C．根据，电路中电流减小，电源电动势不变，所以电路的总功率减小，C正确；
D．根据电功率，定值电阻的电阻不变，电路电流减小，所以定值电阻的功率也减小，D错误；
故选C。
6．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。
7．B
【详解】
A．触头C从下端B点向A点滑动的过程中，设变阻器下侧的电阻为，则电阻、的总电阻为
增大时，总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电流表的示数增大，选项A错误；
B．定值电阻上的电压
因I增大，故电压表的示数增大，选项B正确；
C．根据
电源消耗的功率增大，选项C错误；
D．因，故外电阻一直大于内电阻，当外电阻减小时，电源的输出功率一直增大，选项D错误。
故选B。
8．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。
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．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 。
11．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。
12．B
【详解】
A．R1短路，则电源被短路了，灯泡都不亮，此选项不符合题意，A错误；
B．电阻R2与灯泡A是并联的，如果R2断路，此处只有灯泡A一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡A两端电压增大，由
知，功率变大，灯泡A变亮，故B正确；
C．电阻R3与灯泡B是并联的，如果R3断路，此处只有灯泡B一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，所以灯泡B两端电压增大，则灯泡A两端电压减小，则A的功率变小，灯泡A变暗，C错误；
D．电源断路，电路没有电流，灯泡都不亮，此选项不符合题意，D 错误；
故选B。
13．B
【详解】
A．在直流电路中，在电路稳定时，R2与电容器串联的支路不通，因此电容器两端的电压等于R1两端的电压，增大R1的阻值，R1两端的电压增大，电容器两端的电压增大，由
可知，电容器两极板间的电场强度增大，因此板间带电油滴受到的电场力增大，会向上运动，A项错误；
B．增大R2的阻值不改变电路中的总电阻，不改变R1两端的电压，因此电容器中的油滴仍保持静止，B项正确；
C．增大两板间的距离，而电容器的两板间的电压一定，由
可知，板间的场强减小，油滴受到的电场力减小，油滴会向下运动，C项错误；
D．断开电键S，电容器会通过R1、R2进行放电，使板间场强减小，油滴受到的电场力减小而向下运动，D项错误。
故选B。
14．D
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时，滑动变阻器连入电阻变大，外电路电阻R外增大，电路总电流
I＝
减小，内电压
U内＝Ir
减小，故路端电压
U＝E﹣U内
增大，即电压表示数增大；因路端电压增大，R1两端的电压减小，故并联部分电压增大，由欧姆定律可知电流表示数增大，AB错误；
C．由公式
η＝×100%＝
可知，因路端电压增大，故电源的效率增大，C错误；
D．由A中分析可知，R2中电流增大，故R2的电功率增大，D正确。
故选D。
15．D
【详解】
AB．当保温箱的温度升高时，Rt的阻值增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，电流表A的读数变小，灯泡L2变暗，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，电压表V的读数变大。路端电压增大而L2灯电压减小，所以L1灯的电压增大，L1灯变亮，故AB错误；
C．由以上分析可知，小灯泡变亮，说明保温箱的温度升高，C错误；
D．由以上分析可知，电压表V的读数变小，说明保温箱的温度降低，D正确。
故选D。
【点睛】
16．1
【详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律得
则电阻R两端的电压
17． 增大 0.6
【详解】
[1]现将变阻器R的滑动片向右移动，电路总电阻增大，干路电流减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大；对于，电压增大，根据
可知，中的电流将增大。
[2]根据闭合电路的欧姆定律可知，电源内阻分到的电压
则
则中的电流
则电流表A2的读数为
18． 小 大
【详解】
[1] 电阻的变化导致报警器S两端电压U增大，说明电路中电流增大，根据闭合电路的欧姆定律得传感器电阻减小。
[2]可变电阻R与传感器并联，根据并联电路的特点，并联总电阻接近与电路中的小电阻，所以为了让报警装置灵敏，可变电阻的阻值相比传感器越大越好，这样传感器的变化对电路电流的影响才会明显。
19． 9 1.1
【详解】
[1]外电路电阻为
则总电流
路端电压
U=IR=9V
[2]a、b间用导线连接，外电路电阻为
则总电流
20．E=3.0V；r=1.0
【详解】
根据闭合电路欧姆定律可得
依题意，当U1=2.8V时，电路中电流为
当U2=2.7V时，电路中电流为
把这两组电压和电流的值代入闭合电路欧姆定律公式，联立可得
E=3.0V，r=1.0
21．见解析
【详解】
由能量守恒可知，电源提供的电能转化为电路中用电器产生的热量，即
得
即为
22．（1）；（2）能
【详解】
（1）S断开时，电阻R2两端电压为
S闭合后，外电阻为
路端电压为
电阻R2两端电压为
则流过R3的总电荷量为
故流过R3的总电荷量为。
（2）设微粒质量为m，电荷量为q。当开关S闭合时，有
当开关S断开后，设微粒加速度大小为a，则
解得
假设微粒能从电容器的电场中射出，水平方向有
竖直方向
故微粒能从平行板电容器的电场中射出。
23．(1)0，8W；(2)1.5Ω，6W；(3)3Ω，W；(4)9W
【详解】
(1)保护电阻消耗的电功率为
P0=
因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R=0时
P0max=＝W＝8W
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0＋r，即
R=1Ω＋0.5Ω=1.5Ω
时，电阻箱R消耗的功率最大
PRmax==W=6W
(3)把R0=5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，由
P=R=
可知不能满足R=r等，所以当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为
P=
(4)由电功率公式
当R外=r时，P出最大，即
R=r－R0=0.5Ω
时有
24．（1）6.0×10-12C；（2）不能从C的电场中射出
【详解】
（1）S断开时，电阻R3两端电压为
S闭合后，外阻为
路端电压为
电阻R3两端电压为
则所求流过R4的总电荷量为
（2）设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S断开时有
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则
设微粒能从C的电场中射出，则水平方向
竖直方向
由以上各式求得
故微粒不能从C的电场中射出。
答案第1页，共2页
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