4.1闭合电路欧姆定律 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）必修第三册 4.1 闭合电路欧姆定律
一、单选题
1．两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
2．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．
3．一电源的电动势为，内阻为，仅对阻值为的电阻供电时，通过的电流为，路端电压为，供电效率为，消耗的功率为。若外电阻阻值变为，下列判断正确的是（　　）
A．电流变为 B．路端电压可能为
C．电阻消耗的功率可能是 D．效率可能为
4．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数将变小
B．L1亮度不变，L2将变暗
C．L1将变亮，L2将变暗
D．电源内阻的发热功率将变小
5．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，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
7．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
8．科学家研究发现，磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，随所处空间磁场的减弱而变小，如图所示电路中GMR为一个磁敏电阻，R为滑动变阻器，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），R1、R2为定值电阻，V为理想电压表。闭合开关S1和S，当P1向左端移动时，则（　　）
A．电压表的示数变大
B．小灯泡消耗的功率变小
C．通过R2的电流变小
D．电源内阻消耗的电压变大
9．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
10．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
11．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
12．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
13．有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示。将一个定值电阻R分别与每个电源的两极相连，要使整个电路消耗功率最大，对应的电源是（　　）
A．甲电源
B．乙电源
C．丙电源
D．丁电源
14．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
15．如图，电源电动势与内阻恒定，R1为定值电阻，两电表均为理想电表。闭合开关后，将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则（　　）
A．两个电表示数都变大 B．两个电表示数都变小
C．电压表示数变大，电流表示数变小 D．电压表示数变小，电流表示数变大
二、填空题
16．如图所示电路，滑动变阻器R0 = 4 Ω，电阻R = 4 Ω，电源的电动势E = 6 V、内阻r = 2.2 Ω，伏特表为理想电表。则当PA之间的的电阻是1 Ω时，伏特表的示数为_________V。当滑片P从B移动到A的过程中，电源的输出功率_________（选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
17．如图所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R＝9 Ω的电阻接成闭合电路，理想电压表测得电源两端电压为1.8 V，则电源的内阻为________ Ω.
18．作图法：
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，建立平面直角坐标系，根据几组U、I测量数据，在坐标系中描点，作图像．
（2）将图线两侧延长，纵轴截距点是断路的路端电压，它的数值就是( )；横轴截距点是路端电压时的电流，它的数值就是短路电流.
（3）图线斜率的绝对值为( )，即，如图所示．
19．闭合电路的能量：
（1）在电源内部，因非静电力做功，将其他形式的能转化为电能，大小为：W=_______。
（2）电流通过内阻时，电流做功，_______转化为_______，大小为：Q内=_______。
（3）电流通过外电阻时，电流做功，_______转化为_______，大小为：Q外=_______。
三、解答题
20．如图电路中，电源的电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，R2=R4=1Ω，R3=8Ω，R5=5Ω，电容器的电容C=100uF，求：
（1）闭合开关S后电容器的带电量；
（2）闭合开关S后，通过电阻R3的总电荷量。
21．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，当时，求：
（1）通过电源的电流I；
（2）电容器稳定后的带电量Q；
（3）电源的输出功率P出和的功率P4。
22．如图所示，电源电动势，内阻，“，”的灯泡恰好能正常发光，电动机绕线的电阻，求：
（1）路端电压和内电压；
（2）通过电源的电流和电源的总功率；
（3）电动机的输出功率。
23．图是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作，车灯会变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。请分析以上现象发生的原因。
24．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）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．C
【详解】
A．当外电阻阻值为时，根据闭合电路欧姆定律得
当外电阻阻值变为时，根据闭合电路欧姆定律得
故A错误；
B．当外电阻阻值为时，路端电压
当外电阻阻值变为时，路端电压
故B错误；
C．根据
又
可得
根据
又
可得
联立可得
故C正确；
D．根据
结合B选项，可知
故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
开关在位置1时，外电路总电阻
电压表示数
U＝E＝E
同理，每个灯泡两端的电压
U1＝U2＝E
电源内阻的发热功率为
P热＝＝
开关在位置2时，外电路总电阻
R总′＝R
电压表示数
U′＝E＝E
灯泡L1的电压
U1′＝E
L2的电压
U2′＝E
电源内阻的发热功率为
P热′＝＝
综上所述，电压表读数变小，L1亮度不变，L2将变亮，电源内阻的发热功率将变大， BCD错误，A正确。
故选A。
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．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。
7．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。
8．B
【详解】
AD.当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中的总电阻减小，根据
I＝
可知电路中的电流增大，所以电磁铁的磁性增强，磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，所以由于磁敏电阻的增大，则总电阻增大，所以总电流减小，根据
U＝IR
可知电压表的示数减小，电源内阻消耗的电压变小，AD错误；
BC.由于内电压减小，根据闭合电路的欧姆定律可得路端电压增大，而电压表的示数减小，所以并联部分的电压增大、R2的电流变大，总电流减小，所以通过L的电流减小，小灯泡消耗的功率变小，故B正确，C错误。
故选B。
9．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。
10．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。
11．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。
12．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】
13．D
【详解】
整个电路消耗的电功率为
R为定值，根据图像，四个电源的电动势相等，都是8V，所以内电阻r最小的，电功率最大，路端电压U与电流I的关系图像中，斜率的绝对值表示内电阻，丁电源的内阻最小，所以对应的电源为丁电源，故ABC错误，D正确。
故选D。
14．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。
15．C
【详解】
设滑片向a端移动后，滑片左侧电阻R2左的减少量为，则滑片右侧电阻R2右的增加量也为。滑片左侧电阻R2左与R1并联后的等效电阻R并的减少量为
而开始时，电路外电阻为
滑片向a端移动后，电路外电阻为
即电路外电阻增大，总电流减小，电流表示数减小，电源内电压减小，路端增大，而R并两端电压减小，所以R2右两端电压增大，电压表示数增大，综上所述可知ABD错误，C正确。
故选C。
16． 1.6 变小
【详解】
[1]由图可知，R与PA并联部分电阻为
电路中的总电流为
则电压表的示数为
[2]根据题意可知当变阻器取最大阻值时，与R并联后的阻值最大，即
则有
根据输出功率与外阻间的关系图像可知，在滑片P从B移动到A的过程中，外电阻逐渐减小，则输出功率也逐渐变小。
17．1
【详解】
略
18． 电源电动势E 电源的内阻r
略
19． EIt 电能 内能 I2rt 电能 内能 I2Rt
【详解】
(1)[1]在电源内部，因非静电力做功，将其他形式的能转化为电能，大小为：W=EIt。
(2)[2][3][4]电流通过内阻时，电流做功，电能转化为内能，大小为：Q内=I2rt。
(3)[5][6][7]电流通过外电阻时，电流做功，电能转化为内能，大小为：Q外= I2Rt。
20．（1）；（2）
【详解】
（1）上极板带正电，开关S闭合后，外电路的总电阻
总电流为
路端电压
R1两端电压
R4两端电压
电容器的电压等于R1与R4电压之差，为
则得电容器的带电量
（2）开关S断开时，电容器充电电压为电阻R2两端的电压
则充电电荷量
因为U1>U2，外电路中沿着电流方向电势降低，可得电容器下极板的电势高，带正电，上极板的电势低，带负电；因此，闭合开关S后，通过电阻R3的总电荷量
21．（1）；（2）；（3）11W；1.5W
【详解】
（1）由闭合电路欧姆定律有
代入数据解得
（2）根据欧姆定律有
因，所以流过的电流等于，则
设电容器两端电压为
电容器的带电量
带入数据解得
（3）电源的输出功率
的功率
22．（1）8V，2V；（2）4A，40W；（3）14W
【详解】
（1）灯泡正常发光，电压为8V，外电路的灯泡和电动机并联，电压相等，电路中路端电压为
U=8V
电源的内电压为
U′=E-U=2V
（2）电路中的总电流
则电源的总功率为
P=EI=10×4W=40W
（3）灯泡额定电流为
流过电动机的电流为
IM=I-IL=4A-2A=2A
电动机的总功率为
PM=UMIM=8×2W=16W
电动机的热功率为
P热=IM2R0=22×0.5=2W
则电动机的输出功率为
P出=PM-P热=16-2=14W
23．见解析
【详解】
当汽车启动开关S闭合时，电动机与车灯并联，电路总电阻变小，总电流变大，则降在r上的电压变大，使得车灯两端的电压变小，车灯变暗；当启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。
24．（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。
答案第1页，共2页
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