4.1闭合电路欧姆定律 练习（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
2．如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，电阻、的阻值与滑动变阻器的最大阻值相等．在滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数U与电流表示数I的比值不变
B．电流表的示数增大
C．电压表的示数增大
D．电源的效率先增大后减小
3．如图甲所示电路中，不计电表对电路的影响，移动滑动变阻器的滑片，图乙中图线a、b表示电压表V1和V2随电流表A的示数变化规律，下列判断不正确的是（　　）
A．图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势
B．图线b斜率的绝对值等于电源的内阻
C．图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电源的输出功率
D．图线a、b交点的横、纵坐标之积等于此状态下电阻R0消耗的功率
4．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．E15．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
6．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
7．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，R0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．传感器的功率一定减小
8．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
9．如图所示，电路中R1、R2为滑动变阻器，它们的滑动片分别为P1、P2，R3为定值电阻，滑动某一滑片时，理想电压表V的示数增大，理想电流表A的示数减小，电源内阻不能忽略，则下列说法正确的是（　　）
A．一定是向左滑动滑片P1 B．一定是向右滑动滑片P1
C．一定是向上滑动滑片P2 D．一定是向下滑动滑片P2
10．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某纯电阻电器的图像，则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个电路时，电池的（　　）
A．内阻为12.5Ω
B．输出功率为12.5W
C．内耗功率为0.22W
D．效率为50%
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．
12．两平行板竖直放置，板长为L，板间距也为L，接在如图所示的电路中，闭合开关S，电路稳定后，将一质量为m、带电量为q的带电小球，在A板的上边缘以一定的初速度v0垂直于板水平抛出，小球恰好擦着B板的下边缘竖直向下飞出（与B板没有相撞）。（小球电荷不影响板间电场的分布，不计两板的边缘效应）。则以下判定正确的有（　　）
A．小球在板间运动时的轨迹是一段圆弧
B．小球在板间运动时的最小速度为v=
C．若保持S闭合，将B板向A板靠近一段距离，小球仍以同样的方式抛出，则小球一定会与B板发生碰撞
D．若断开S，将B板向A板靠近一段距离，小球仍以同样的方式抛出，则小球可能不会与B板发生碰撞
13．在如图所示的U-I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知（　　）
A．电源的输出功率为6.0W
B．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为66.7%
C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻因发热损耗功率3.0W
D．用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率可能增大
14．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
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．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，固定电阻（），调节范围足够大的可变电阻为R，则电源输出功率最大的条件是________；可变电阻消耗功率最大的条件是________。
17．路端电压随外电阻的变化规律
对于确定的电源，电动势E和内阻r是一定的．
（1）当外电阻R增大时，由I＝ 可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______．
（2）当外电阻R减小时，由I＝可知电流I______，路端电压U＝E－Ir______．
（3）两种特殊情况：当外电路断开时，电流I变为______，U＝______.即断路时的路端电压等于______．当电源两端短路时，外电阻R＝0，此时电流I＝.
18．如图所示为充电式电吹风电路原理图，现只想使用冷风，则应将开关触点C与________（选填“A”或“B”）接触。电源电动势24V，内阻0.3，电热丝电阻3，电动机内阻1。若热风挡工作时，电路总电流为10A，则电动机输出功率P=___________W。
19．如图所示，已知电源电动势E=6V，内阻r=3Ω，定值电阻R0=5Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，当滑动变阻器R调节为__________Ω时，滑动变阻器R消耗的电功率最大；当滑动变阻器R调节为___________Ω时电源的输出功率最大。
三、解答题
20．如图所示的电路中，电阻，当开关断开时，电压表示数为（电压表视为理想电压表），当开关闭合时，电压表示数为，求：
（1）开关闭合时电路中的电流；
（2）电源的内阻。
21．某个电动势为的电源工作时，电流为，乘积的单位是什么？从电动势的意义来考虑，表示什么？
22．如图所示，已知电源电动势E=6V、内阻r=1Ω，保护电阻R0=0.5Ω，求电源的最大输出功率。
23．利用电动机通过如图所示的电路提升重物，已知电源电动势E=6V，电源内阻r=1Ω，电动机内阻r0=2Ω，电阻R=3Ω，重物质量m=0.10kg。当电动机以稳定的速度匀速提升重物时，理想电压表的示数为U=5.5V。不计空气阻力和摩擦，取g=10m/s2。求：
（1）流经电源的电流I和电动机两端的电压U2
（2）重物匀速上升时的速度v
（3）电源的工作效率η
24．如图所示，电源电动势，内电阻，电容器的电容，电阻、、、为电阻箱，闭合开关S。
（1）若，求电路稳定时通过电源的电流；
（2）若，求电路稳定时电容器的带电量；
（3）求功率的最大值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
A．由电路图可知，电压表示数U与电流表示数I的比值表示的是外电路的总电阻，滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端，外电路的总电阻变化，则电压表示数U与电流表示数I的比值变化，故A错误；
BC．当滑动变阻器的滑片处于中点时，两个并联支路的电阻相等，并联后电阻最大，则滑片P从a端滑到b端的过程中，外电路的总电阻先增大后减小，则电流表示数先减小后增大，电压表示数先增大后减小，故BC错误；
D．电源的效率
外电路的总电阻先增大后减小，电源的效率先增大后减小，故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
A．当滑动变阻器滑片向右移动时，电阻减小，电流增大，电流表A的示数增大，电压表V2的示数增大，V1的示数减小，所以图线b是电压表V2示数的变化情况，图线a是电压表V1示数的变化情况；当外电路电阻无限大时，电路中电流为0，故此时电压表V1的示数就是a的延长线与纵轴交点的坐标值，它等于电源的电动势，故A不符合题意；
B．由上分析知，图象a是电压表V1的示数与I的关系图象，由于V1测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，图象a的斜率的绝对值等于电源内阻的阻值，故B符合题意；
CD．图象a反映电源的特性，图象b反映定值电阻的特性，两图象的交点表示定值电阻接在该电源上的工作状态，则交点的横、纵坐标值的乘积等于该状态下电阻R0消耗的瞬时功率，也即电源的输出功率，故CD不符合题意。
故选B。
4．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。
5．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。
6．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。
7．C
【详解】
AB．潜水器上浮的过程中，压力传感器的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的电流减小，根据
可知传感器两端电压增大，故AB错误；
C．由电路总功率
可知电路总功率减小，故C正确；
D．压力传感器的功率
由于U增大，I减小，其他条件不足，故压力传感器的功率可能增大也可能减小或不变，故D错误。
故选C。
8．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。
9．B
【详解】
A．如果向左滑动滑片P1，滑动变阻器接入电路电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，电压表的示数减小，A错误；
B．如果向右滑动滑片P1，滑动变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电压表的示数增大，R2和R3并联部分电压减小，电流表的示数减小，B正确；
C．如果向上滑动滑片P2，滑动变阻器接入电路电阻减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，电压表的示数减小，C错误；
D．如果向下滑动滑片P2，滑动变阻器接入电路电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，电压表的示数增大，电源内阻和R1的电压减小，R2和R3并联部分电压增大，电流表的示数增大，D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律得
当时
由与纵轴的交点读出电动势为
根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为
电流为
则电池的内阻为
故A错误；
B．电池的输出功率为
故B错误；
C．内耗功率为
故C正确；
D．电池的效率为
故D错误。
故选C。
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．小球在板间运动时只受重力和电场力两个恒力作用，做匀变速曲线运动，故A错误；
B．小球在板间运动时，水平方向上
竖直方向
（vy为小球离开板间时的速度）
可知
而
，
故
即有
因此由电场和重力场构成的等效重力场的方向为左下方与竖直方向的夹角为45°，小球在板间运动时的最小速度在等效重力场的等效最高点，此时小球只有等效水平方向的速度，其大小为
故B正确；
C．开始时，小球在水平方向上有
当保持S闭合，若将B板向A板靠近一段距离d，此时在水平方向上
小球在水平方向上的最大距离满足
解得
故C错误；
D．若断开S，将B板向A板靠近一段距离，此时板间的电场强度不变，小球在水平方向上的加速度不变，因而小球的运动轨迹不变，故小球一定会与B板发生碰撞，故D错误。
故选B。
13．B
【详解】
A．交点坐标表示回路电流和电压，其对应的面积表示电源的输出功率，电源的输出功率为
A错误；
B．电源的路端电压为4.0V，电源的效率为
B正确；
C．该电源的电动势为6.0V，电源内阻为
因发热损耗功率为
C错误；
D．根据图像，外电阻为
内电阻为
用比R阻值大的电阻与该电源组成闭合回路，外电阻远离电源的内阻，电源的输出功率减小，D错误。
故选B。
14．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。
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． r-R0 R0+r##r+R0
【详解】
[1]设外电阻为R外，电源的输出功率为
由于
为定值，根据数学知识可得
时分母最小，电源的输出功率最大，此时有
R外=r
所以当内电阻等于外电阻时，电源的输出功率最大。根据以上分析可知，电源输出功率最大的条件是
R+R0=r
解得
R=r-R0
[2]根据以上推导可知，把R0和电源看做一个整体时，即把等效电源的内阻看做R0+r，当
R=R0+r
时，R上获得最大功率。
17． 减小 增大 增大 减小 0 E 电源电动势
【详解】
略
18． B 54
【详解】
[1]若只想使用冷风，则只需要电动机工作，应将开关触点C与B接触；
[2]热风挡工作时，电源的路端电压为
通过电热丝的电流为
通过电动机的电流为
电动机的输出功率为
19． 8 0
【详解】
[1]根据闭合电路欧姆定律得
滑动变阻器R消耗的电功率为
当
[2] 电源输出功率为
因为
故当时，最小，电源的输出功率最大。
20．（1）；（2）1Ω
【详解】
（1）当开关闭合时，根据欧姆定律得
（2）当开关断开时，电源的电动势等于路端电压，即
根据闭合电路欧姆定律得
电源的内电阻为
21．瓦，单位时间内电源将其他形式的能转化为电能的值
【详解】
某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是瓦
电源的总功率为
则EI表示单位时间内电源将其他形式的能转化为电能的值
22．9W
【详解】
由电功率公式
得
当R外=r时，P出最大，即R=r－R0=0.5Ω时，电源的输出功率最大，最大值为
23．（1），；（2）；（3）
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律可得流经电源的电流
电动机两端的电压
（2）电动机的输入功率
热功率
输出功率
重物匀速上升时
解得
（3）电源的工作效率为
24．（1）I=2A；（2）；（3）
【详解】
（1）由电路图知
由闭合电路欧姆定律得
解得
I=2A
（2）由欧姆定律得
电容器两端电压为
电容器的带电量为
（3）电路总电阻为
总电流为
通过的电流为
的功率为
则当时功率最大
最大功率为
答案第1页，共2页
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