12.2闭合电路的欧姆定律 同步练习（Word版含解析）

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，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
2．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
3．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
4．图示电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，R3为光敏电阻（电阻值随光照强度的增加而减小），电流表A和电压表V的示数分别为I和U。下列说法正确的是（　　）
A．将R2的滑动触头P向左移动，I将增大，U将减小
B．减小A、B板的正对面积，则电容器所带电荷量增加
C．减小光照强度，I将减小，U将增大，电容器所带电荷量将减小
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值将变大
5．电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上，那么（　　）
A．电源a、b电动势一样大，b内阻较大
B．R接到电源a上，电路中的电流较小
C．R接到电源b上，电源的输出功率较大
D．R接到电源b上，电源效率较高
6．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
7．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
8．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
9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（　　）
A．A的示数减小
B．V2的示数增大
C．ΔU3与ΔI的比值大于r
D．ΔU1小于ΔU2
10．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
11．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
12．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
13．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．
14．如图所示，这是安装在潜水器上的深度表的电路原理图，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，R0是定值电阻。在潜水器上浮的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．通过显示器的电流增大 B．压力传感器两端的电压减小
C．电源内阻的功率一定减小 D．压力传感器的功率一定减小
15．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
二、填空题
16．内阻：通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫作_______。
17．在如图（a）所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器。闭合开关S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，整个过程中两个电压表的示数随电路中电流变化的图线如图（b）所示。则电源内阻的阻值为________Ω，滑动变阻器R2的最大功率为________W。
18．2020年12月17日，嫦娥五号在太空遨游23天之后，首次实现了我国地外天体采样返回。图甲是嫦娥五号探测器张开的光伏发电板，光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系，图中定值电阻R0=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。用一定强度的光照射该电池板，闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，通过测量得到该电池板的U-I曲线（如图丁）。
(1)某时刻电压表示数如图丙所示，读数为___________V。由图像可知，此时电源内阻为___________Ω（计算结果保留2位小数）
(2)当电阻箱的阻值为4Ω时，电池板的电动势为___________V，电阻箱消耗的电功率为___________W（计算结果保留2位小数）。
三、解答题
19．如图所示，已知电源电动势，小灯泡的规格为“，”，开关接1，当滑动变阻器调到时，小灯泡正常发光。现将开关接2，当滑动变阻器调到时，电动机刚好正常工作且此时电源输出功率最大。已知直流电动机电阻，电动机正常工作时额定输出功率为。求：
（1）电源内阻大小；
（2）电动机正常工作时，滑动变阻器的阻值。
20．在如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离。电源电动势，内阻，定值电阻。闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从A板小孔的正上方高度处由静止释放。小球带电量为，质量为。当滑动变阻器滑片P在某位置时，小球恰能到达B板。（不计空气阻力，取），求：
（1）A、B两金属极板间的电场强度的大小
（2）滑动变阻器接入电路的阻值。
21．如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k=1300N/m，电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0=0.5m，电压传感器的示数U1=3.0V。若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；
(2)当电压传感器的示数为U2=2.0V时，作用在迎风板上的风力F。
22．如图所示，内壁附有粒子接收器的两足够大平行金属板A、B接在如图所示的电路中，位于B板中心的粒子源能在纸面内向两板间沿各个方向发射质量均为m、带电荷量均为q的正粒子，粒子的初速度均相等。闭合开关，当滑动变阻器的滑片自最左端缓慢向右滑到中间位置时，A板内壁的接收器恰好接收不到任何粒子，此后保持滑片位置不变。已知电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的总阻值为R，A、B两板间的距离为d，不计粒子重力及粒子接收器的厚度，忽略粒子间的相互作用，求：
（1）粒子源发射粒子的初速度的大小；
（2）初速度方向与B板间夹角等于多大时？粒子落到B板上的位置距粒子源最远，最远距离又为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．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。
4．C
【详解】
A．滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，A错误；
B．若仅减小A、B板正对面积，因板间电压不变，由
知电容减小，再由电容的定义式
可知电容器所带电荷量减少，B错误；
C．减小光照强度，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，即电流表示数减小，电源内电压减小，电压表示数增大，电容器两端电压减小，所带电荷量减小，C正确；
D．减小光照强度，U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值即为电源内阻，所以不变，D错误。
故选C。
5．A
【详解】
A．由电源的伏安特性图线可知，斜率表示内阻，故电源a、b电动势一样大，b内阻较大，A正确；
B．当电源与电阻直接相连时，电源和电阻的伏安特性图线交点表示电阻的工作状态，其横坐标表示电路中的电流，故R接到电源a上，电路中的电流较大，B错误；
CD．由
可知，电源和电阻的伏安特性图线交点横纵坐标乘积（矩形面积）即为电源的输出功率，如图所示
可知R接到电源a上，电源的输出功率较大，电源的效率可表示为
由电源的伏安特性图线可知，两电源的电动势E相等，当R接到电源a上，路端电压U较大，电源效率较高，CD错误。
故选A。
6．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。
7．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。
8．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。
9．C
【详解】
A．滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，故A错误；
B．电压表V1测量定值电阻R的电压，电阻R阻值不变，总电流变大，所以R两端电压变大即V1的示数增大；电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器的总电压即路端电压，总电流变大，内电压变大，路端电压变小，即V2示数变小，故B错误；
C．电压表V3测量滑动变阻器两端电压，电压表V3的变化量的绝对值
所以
故C正确；
D．因理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则
ΔU1＝ΔI·R，ΔU2＝ΔI·r，R>r
所以ΔU1>ΔU2，故D错误。
故选C。
10．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。
11．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。
12．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。
13．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。
14．C
【详解】
ABC．在潜水器上浮的过程中，压力减小，压力传感器的电阻增大，回路总电阻增大，总电流减小，通过显示器的电流减小，电源内阻的功率一定减小，电源内电压减小，路端电压增大，根据串联电路分压规律可知压力传感器两端的电压增大，故AB错误，C正确；
D．设电源电动势为E，内阻为r，电流表内阻为rA，压力传感器电阻为R，则压力传感器的功率为
根据数学知识可知当时，P最大；当时，P随R的增大而增大；当时，P随R的增大而减小。由于开始时R与的大小关系不确定，所以R增大后压力传感器的功率不一定减小，故D错误。
故选C。
15．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。
16．内阻
【详解】
[1]内阻：通常在电源内部也存在电阻，内电路中的电阻叫作内阻。
17． 2.5 0.45
【详解】
[1]当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，电压表的读数为零，则可知图（b）中甲是的图线，根据部分电路的欧姆定律，由图（b）可知
，
根据闭合电路欧姆定律
当滑动变阻器的滑动触头P在最左端时，代入数据得
当滑动变阻器的滑动触头P在最右端时，代入数据得
联立解得
，
[2]根据图（a）可知，当
时，滑动变阻器R2的功率最大，根据闭合电路欧姆定律，此时，电路中的电流
则滑动变阻器R2的最大功率为
18． 2.50 2.90V 0.34W
【详解】
(1)[1]由图丙所示表盘可知，其分度值为0.1V，示数为2.50V。
[2]由图示图象可知，电源电动势
当路端电压
时电流
电源内阻
(2)[3]由图示图象可知，电源电动势
[4]当电阻箱的阻值为4Ω时，电路中电流
电阻箱消耗的电功率为
19．（1）；（2）
【详解】
（1）小灯泡正常发光时的电阻
流过小灯泡的电流
当开关接1时
电源内阻
（2）电路的输出功率
当时，输出功率有最大值。
此时电动机的输出功率为
发热功率为
所以电动机的输入功率为。
电动机两端的电压为
电阻两端的电压为
所以
另解：能量守恒可得
解得
20．（1）60V/m；（2）
【详解】
（1）小球由静止释放到达B板的过程，由动能定理得
两极板间的电场强度为
联立解得
（2）由闭合电路欧姆定律可得
滑动变阻器接入电路的阻值
联立解得
21．(1)1Ω/m；(2)260N
【详解】
(1)无风时，电路中的电流为
则此时金属杆的电阻为
则金属杆单位长度的电阻为
(2)当传感器的示数为时，根据闭合电路欧姆定律
解得此时金属杆电阻为
则此时弹簧长度为
所以弹簧压缩量为
根据平衡条件，此时风力为
22．（1）；（2）；2d
【详解】
（1）对刚好不能到达A板的粒子，由动能定理可知
由闭合电路欧姆定律及欧姆定律可知
解得
（2）设初速度方向与B板成角的粒子落到B板上的位置距粒子源最远，轨迹如图所示，
设粒子在垂直B板方向上减速到零的时间为t，则：
垂直B板方向
由对称性可知，粒子自射出至击中B板的过程中，沿B板方向运动的距离为最大长度L的一半，故沿B板方向
L=v0cosα×2t
又
解得
且
L=2dsin2α
当时，粒子落点距粒子源最远。最远距离
Lm=2d
答案第1页，共2页
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