4.2闭合电路的欧姆定律同步练习 （word版含答案）

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．某同学设计了一个测量水流速度的装置，示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球，另一端固定在点。电阻丝水平放置，并与金属丝接触良好，其中点位于点正下方。开关闭合后，可通过仪表（可看作理想电表）读出水流的速度大小。下列说法正确的是（　　）
A．仪表是一个电流表 B．水流速度变大，则整个电路的总功率变小
C．水流速度变大，则通过电阻的电流变大 D．水流速度变大，则仪表的示数变小
2．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
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．如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接；R为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定联接；两个电池的电动势均恒为E，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当a端的电势高于b端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（　　）
A．当物体向右加速时，电压表的指针将向右偏 B．电压表的示数不变，说明物体做匀速直线运动
C．电压表的示数增大，说明物体的速度一定增大 D．电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的
5．如图所示的电路中，两个定值电阻的阻值。闭合开关S后，理想电流表示数为I，理想电压表示数为U。若滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，则在此过程中（　　）
A．I变小 B．U变大 C．UI一定减小 D．可能不变
6．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
7．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
8．在如图所示的电路中，电源电动势恒定、内阻为r，为定值电阻。闭合开关S，理想电流表A、理想电压表V1、V2、V3的示数分别用I、、和表示。当滑动变阻器的滑动触头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、、和表示，下列说法正确的是（　　）
A．不变，变大 B．变大，变小
C． D．
9．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下列说法错误的是（　　）
A．车灯的电流变小 B．路端电压变小
C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变小
10．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
11．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
12．两个相同的电流表分别改装成两个电压表V1、V2，把它们接入如图所示的电路，其中V1与V2的量程之比为1：3，电容器C1、C2的电容之比为1：2。已知电源的电动势为6V，内阻不计。闭合开关，电路稳定后下列说法正确的是（ ）
A．两个电压表V1、V2的示数相等 B．指针偏转角度，V1表比V2表大
C．电容器C1、C2的电量之比为1：6 D．若V2断开，V1最终的示数为6V
13．以下公式哪个是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现（　　）
A． B． C． D．
14．在如图所示的电路中，、为定值电阻，但阻值未知，R为电阻箱，当电阻箱电阻为10Ω时，通过它的电流为1 A；当电阻箱电阻为18 Ω时，通过它的电流为0.6 A；当通过电阻箱的电流为0.1 A时，电阻箱的电阻为（ ）
A．118 Ω B．116 Ω C．132 Ω D．164 Ω
15．如图所示是利用伏安法测量电源电动势和内电阻时作出的图象，由此可知，这两节干电池的电动势和内电阻相比较（　　）
A．E1>E2，r1< r2 B．E1 r2
C．E1>E2，r1>r2 D．E1二、填空题
16．如图（1）所示的电路中，为定值电阻，为滑动变阻器。闭合电键S后，调节滑动变阻器，将滑动变阻器的滑片从a滑向b的过程中，两电压表的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图（2）所示。则滑动变阻器的最大阻值为________，滑动变阻器消耗的最大功率为____________W。
17．卧室里经常安装两个开关来控制照明电灯，进门一个开关，床头一个开关。如果电灯原来是熄灭的，按任何一个开关都会亮；如果电灯原来是亮的，按任何一个开关电灯都会熄灭。如图所示，现提供开关两个（种类满足要求），导线若干。请在虚线框内M、N之间画出符合要求的电路________。
18．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______。
19．在如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源内电阻r=3，当开关S闭合后电路正常工作，电压表的读数U=6V，电流表的读数I=1A，则电阻大小为___________，电源电动势E为___________V。
三、解答题
20．如图所示的电路中，电阻，，电源的电动势，内电阻，电流表的读数（电流表内阻不计）。求：
（1）流过电阻的电流；
（2）电阻的阻值和它消耗的功率。
21．在如图所示的电路中，电源的电动势E=15V，内阻r=2Ω，电阻，C为平行板电容器，其电容，虚线到两极板的距离相等，极板长L=0.10m，两极板的间距。g取10m/s2。
（1）若开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R3的电荷量为多少？
（2）开关S闭合时，有一个比荷（电量与质量之比）为3.2×107C/kg的带正电粒子从两极板中间沿虚线方向以的速度射入电容器，粒子的重力忽略不计，请通过计算分析此带电粒子能否从极板间射出？
22．在如图所示的电路中，电阻R1=12Ω，R2=8Ω，R3=4Ω。当开关K断开时，电流表示数为0.25A，当K闭合时，电流表示数为0.36A，求：
（1）开关K断开和闭合时的路端电压U及U′；
（2）电源的电动势和内阻；
（3）开关K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′。
23．在图所示的图像中，直线为某电源的路端电压与电流的关系，直线为某电阻的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻连接成闭合电路，求此时电源的输出功率和内、外电路消耗的电功率之比。
24．如图所示，已知电源电动势E为3V，内阻r为3Ω，定值电阻为3Ω，滑动变阻器R阻值范围为0~10Ω。求：
（1）滑动变阻器R阻值为多少时，定值电阻消耗的功率最大；最大功率是多少；
（2）滑动变阻器R阻值为多少时，滑动变阻器R消耗的功率最大；最大功率是是多少。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．仪表C并联在电阻丝的两端，故仪表C是一个电压表，故A错误；
BCD．水流速度变大，OP与竖直方向的夹角变大，电阻丝AB连入电路的电阻变大，回路中的总电阻变大。根据闭合电路欧姆定律
可知总电流I变小，即通过R的电流变小，整个电路的总功率
变小，仪表C的示数
可知， 增大，即仪表C的示数变大，故B正确，CD错误。
故选B。
2．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。
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．D
【详解】
A．因为两个电池的电动势均恒为E，内阻不计，所以滑动片在变阻器的中间位置时
当物体向右加速时，具有向右的加速度，则滑片向左移动，则此时滑片右侧电阻大于左侧电阻，则右侧分压多，故此时
由题意可知，此时电压表的指针将向左偏，故A错误；
B．电压表的示数不变，说明物体的加速度恒定，不一定是匀速直线运动，故B错误；
C．电压表的示数增大，说明加速度增大，但是有可能减速运动，故C错误；
D．因为加速度恒定时，滑片位置不变，又因为滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，所以电压表示数线性变化，电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
AB．滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，R3减小，根据串反并同规律，U减小，I增大，AB错误；
D．设R2和R3的并联值为R23，根据欧姆定律
滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，R3减小，R23减小，减小，D错误；
C．把R1看作电源的内阻，UI就是等效电源的输出功率，根据题意
所以
滑动变阻器R3的滑片由a端向b端缓慢滑动，R3减小，R23减小，外电阻的阻值远离等效电源的的内阻，等效电源的输出功率UI减小，C正确。
故选C。
6．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。
7．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。
8．D
【详解】
AB．根据欧姆定律可知
滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，减小，故、均减小，AB错误；
C．根据欧姆定律可知
C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律可知
D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，车灯的电流变小，选项A正确；
BCD．开关S闭合，电机工作，外电路总电阻减小，电路的总电流变大，电源内阻上电压变大，路端电压变小，电源的总功率P=EI变大，故BC正确，D错误。
此题选择错误的选项，故选D。
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
AB．因为电路稳定后，电容器相当于断路，故电路等效为两电压表串联。又因为电流表改装成电压表，是将电流表和电阻串联，故两电压表偏转角度相同，但是量程不同，所以示数不等，示数之比为电阻之比，又因为
所以电阻之比为量程之比，所以
故AB错误；
C．由 得
解得
故C正确；
D．若V2断开，则电路相当于断路，则电路中，没有电流，电压表V1最终的示数为0，故D错误。
故选C。
13．B
【详解】
根据能量守恒定律，闭合电路中非静电力做功等于内、外电路中电能转化为其他形式能的总和，即
整理得
故选B。
14．A
【详解】
把电阻箱之外的电路设为一个电源，设整体的电动势为E，内阻为r，则有
联立解得
当，根据
可得
故A正确，BCD错误。
故选A。
15．C
【详解】
根据
U=E-Ir
可知U-I图像在U轴上的截距等于电动势，可知
E1>E2
图像的斜率大小等于电源的内阻，可知
r1> r2
故选C。
16． 15 2.5
【详解】
[1] 当滑动变阻器的滑片从a滑向b的过程中，滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，R1两端的电压减小，R2两端的电压增大
可知图线1是电压表V2的示数图象，图线2是电压表V1的示数图象，图线2的斜率等于R1的阻值，所以
由
可图线1的斜率大小等于电源的内阻与R1之和，则电源的内阻为
当I=0.4A时，U2=6V，则
当滑动变阻器全部接入时，电路中电流为I=0.4A，电压表V1示数为U1=3.2V，V2的示数为U2=6V
[2] 将电阻R1看成电源的内阻，当
滑动变阻器消耗的功率最大．则滑动变阻器消耗的最大功率
17．
【详解】
[1]如果电灯原来是熄灭的，按任何一个开关都会亮；如果电灯原来是亮的，按任何一个开关电灯都会熄灭，要满足要求只需在两开关之间并联两根导线，电路图如下
18．0.5
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律
解得
即此电阻至少为0.5Ω。
19． 6 9
【详解】
[1]根据欧姆定律，电阻
[2]根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势
20．（1）；（2），
【详解】
（1）由欧姆定律可知两端的电压为
设流过电阻的电流为，由闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
（2）流过的电流为
由欧姆定律可知
电阻消耗的电功率为
21．（1）；（2）能射出极板
【详解】
（1）当S断开时，由闭合电路欧姆定律
此状态下，R2两端的电压
电容器储存的电荷量为
当S闭合时，由闭合电路欧姆定律
此状态下，R2两端的电压
电容器储存的电荷量为
则流过R3的电荷量为
可得
（2）假设粒子能射出电容器，有粒子做类平抛运动
联立可得
故假设成立
能射出极板。
22．（1），；（2），；（3），
【详解】
（1）断开时，根据欧姆定律可得
闭合时，有
故开关断开和闭合时的路端电压分别为3V和2.88V。
（2）断开时，外电路总电阻为
闭合时，外电路总电阻为
由闭合电路欧姆定律可得
，
代入数据解得
，
故电源的电动势和内阻分别为3.6V和1.2Ω。
（3）断开时，有
内阻上的热功率为
闭合时，有
内阻上的热功率

故开关K断开和闭合时内阻上的热功率分别为0.3W和0.432W。
23．4W，1：2
【详解】
由图像可知，电源的电动势为6V，电源的内阻为
电阻
电流为
电源输出功率为
电源的内功率为
内、外电路消耗的电功率之比1：2。
24．（1）时，；（2）时，
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律，电路中的电流
当时，消耗的功率最大，有
（2）由闭合电路欧姆定律，电路中的电流
当时，R消耗的功率最大，最大功率为
答案第1页，共2页
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