4.2闭合电路的欧姆定律 同步练习（Word版含解析）

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．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．
2．某同学按如图电路进行实验，电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。实验中由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生是由于某一用电器引起的，则可能的故障是（　　）
A．RP断路 B．R2断路
C．R1短路 D．R3短路
3．如图所示，电键K接通时，A、B两灯均正常发光，后因电路出现了故障，A、B两灯均熄灭，用理想电压表测电压Uab＝0，Ubc＝0，Ucd＝4V，Uad＝4V，由此可知电路中发生断路的地方是（　　）
A．A灯 B．B灯
C．变阻器 D．A、B两灯同时断路
4．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．
5．智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。图中电路元件R1、R2中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一特性）。该电路可实现“有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。由分析可得下列说法正确的是（ ）
A．R1为定值电阻，R2为光敏电阻
B．R2为定值电阻，R1为光敏电阻
C．有光照射时电源的输出功率一定增大
D．没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率低
6．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
7．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
8．两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
9．如图直线A为某电源的U－I图线，曲线B为某小灯泡L的U－I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡L的额定电压为4 V B．灯泡L的额定功率为6 W
C．小灯泡随电流增大时其电阻减小 D．电源的效率为50%
10．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
11．如图所示的电路，电路中电源电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表读数变大 B．电压表读数变大
C．小灯泡L亮度变暗 D．电源的输出功率一定变小
12．某实物投影机有10个相同的强光灯L1~L10（25V/200W）和10个相同的指示灯X1~X10（220V/2W），将其连接在220V交流电源上，如图所示，则下列对工作电路的表述正确的是（　　）
A．若L2断路，则干路电流I增大
B．若L2断路，则X1的功率增大，L1的功率增大
C．若L2短路，X2功率减小，其它指示灯的功率增大
D．若L2短路，X2功率增大，其它指示灯的功率减小
13．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差。根据实验数据作出U-I图像如图所示，该电池的电动势，内阻分别为（　　）
A．1.45V，1.30Ω B．1.45V，2.90Ω C．0.45V，2.8Ω D．0.5V 1.45Ω
14．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动一小段距离后，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器C的带电量将增大
B．R0两端的电压增大
C．灯泡L变亮
D．电源的总功率变小，但电源的输出功率一定变大
15．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
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．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________。
18．如图，电路中三个电阻和的阻值分别为R、和。当电键断开、闭合时，电源输出功率为；当闭合、断开时，电源输出功率也为。则电源电动势为________；当都断开时，电源的总功率为_____________。
19．某电路中电源的电动势E=5V，电源内阻r=1，外电路的电阻R=1.5。闭合开关后，电路中的电流强度为_____A，整个电路消耗的电功率为_____W。
三、解答题
20．简述闭合电路中的能量转化过程。
21．根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像．
22．两个电源的U-I图像如图所示。请根据图像比较1、2两个电源的电动势和内阻的大小关系，并说明理由。
23．如图所示，如何让导线中保持持续的电流？电源起到了什么作用？
24．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
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
若短路则电压表示数为零，若断开则测两端电压，测滑动变阻器和串联总电压，两表示数不同；若Rp断路，则电压表示数为零，电压表示数不相同，R1短路，测滑动变阻器和串联总电压，测两端电压，R2断开，两电压表均测R3电压，电压表示数相同，ACD错误，B正确。
故选B。
3．C
【详解】
该电路为串联电路，闭合开关后，两灯泡都不发光，说明电路有断路；用理想电压表测电压Ucd＝4V，Uad＝4V；因为Ucd＝4V，即为电源电压，因此cd之间的变阻器出现断路现象，其它部分接触良好，故C正确；ABD错误。
故选C。
4．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。
5．B
【详解】
A．若R2是光敏电阻，光照射R2时，R2阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、外电压减小，流过R1和小灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗，A错误；
B．若R1是光敏电阻，光照射R1时，R1阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、外电压减小，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，流过R1和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大，小灯泡变亮，B正确；
C．由以上分析知R1为光敏电阻，则
当R外 = r时电源输处功率最大，但各个电阻具体参数未知，无法确定出R外与r的大小关系，则无法判断有光照射时电源的输出功率是否一定增大，C错误；
D．电源的效率为
当有光照时R1减小，则R总减小，故I总增大，则η减小，则没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率高，D错误。
故选B。
6．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。
7．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。
8．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。
9．B
【详解】
A．电源的U－I图线与小灯泡L的U－I图线的交点为小灯泡的工作状态，此时小灯泡正常发光，小灯泡的额定电压为3V，此时电流为2A，则灯泡L的额定功率
故B正确，A错误；
C．根据图像可知小灯泡随电流增大时，其电阻逐渐增大，故C错误；
D．由图可知电源的电动势
电源的效率
故D错误。
故选B。
10．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。
11．A
【详解】
AC．根据闭合电路的欧姆定律有
E = Ir + IR + IRL
当滑动变阻器滑片P向右移动时，R减小，则电流表读数变大、灯泡变亮，A正确、C错误；
B．由选项A可知，电流增大，而电压表测量的是电源的外电压，则有
U = E - Ir
可知电压表读数变小，B错误；
D．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于R、RL以及r的具体数据未知，则无法判断电源的输出功率变化情况，D错误。
故选A。
12．C
【详解】
A. 若L2断路，外电阻增大，则干路电流I减小，A错误；
B. 若L2断路，相当于L2阻值增大，根据串反并同，X1和L1的电流都减小，X1和L1的功率都减小，B错误；
C. 若L2短路，相当于L2的阻值减小，根据串反并同规律，X2的电压减小，X2功率减小，其它指示灯的电流增大，功率增大，C正确，D错误。
故选C。
13．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律有
则该电池的电动势为图线的纵轴截距
内阻为图线的斜率绝对值
故选A。
14．A
【详解】
当滑动变阻器的滑片向右移动一小段距离后，则R阻值变大，总电阻变大，总电流变小，路端电压变大，即电容器两端电压变大，根据
Q=CU
可知，电容器带电量变大，R0两端的电压为零，不变；通过灯泡的电流减小，灯泡变暗；根据
P=IE
可知电源总功率减小，但是由于电源外电阻与内电阻的关系不确定，无法判断电源输出功率的变化情况。
故选A。
15．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。
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． 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。
18．
【详解】
[1] 当电键S1断开、S2闭合时，电阻R2和R3被短路，则有电源输出功率
当S1闭合、S2断开时，电阻R1和R2被短路，则有电源输出功率
联立解得
[2] S1、S2都断开时，电源的总功率为
19． 2.5A 10W
【详解】
[1]由闭合电路的欧姆定律
得
[2]外电路纯电阻，则整个回路消耗的电功率
得
20．见解析
【详解】
根据闭合电路的欧姆定律可知
E=U内+U外
两板同乘以q可得
qE=qU内+qU外
即电源内部非静电力做功将其他形式的能转化为电能，然后正电荷由电源的正极经外电路、内电路再回到电源的正极绕行一圈，电场力做功，电能又转化为热能或其他形式的能。
21．U＝E－Ir；见解析
【详解】
由E＝U＋U内及U内＝Ir得
U＝E－Ir，U－I图像如图所示
22．，，见解析
【详解】
根据闭合电路欧姆定律
即
U-I图像的纵轴截距表示电源的电动势，横轴截距表示短路电流，斜率的绝对值表示内阻。分析可知，1、2两个电源的电动势满足
内阻满足
23．见解析
【详解】
产生持续电流的条件是导体两端始终存在电势差，电源的作用就是移送电荷，保持导体两端的电势差
24．（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
答案第1页，共2页
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