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．如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是（　　）
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的短路电流为0.5 A
C．电源的内阻为12 Ω
D．电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
2．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
3．在如图所示的电路中，R2、R3均为定值电阻，R1为滑动变阻器，A为理想电流表。接通开关S，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．路端电压减小
B．电流表的示数增大
C．通过电源的电流减小
D．电路的总电阻增大
4．两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
5．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
6．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
7．如图所示的电路中，电源内阻不计，滑动变阻器R的滑片向右端缓慢滑动，理想电压表示数为U，理想电流表示数为I，电压表示数变化量为，电流表示数变化量为，下列说法正确的是（　　）
A．电容器的带电荷量增加 B．电容器的带电荷量减小
C．增加 D．增加
8．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
9．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
10．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
11．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
12．2021年国庆后，华为青年才俊“稚晖君”设计制造机器人缝纫葡萄的视频风靡全网，在他身上体现了新时代中国风华正茂的青少年们自信专注向上的风采。如图所示，一款微型机器人的直流电动机的额定电压为，额定电流为，线圈电阻为，将它接在电动势为，内阻为的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，下列说法正确的是（　　）
A．电动机消耗的热功率为 B．电源的输出功率为
C．电源的效率为 D．电动机消耗的总功率为
13．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
14．电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成125行，每行串有5000个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为0.25Ω，并能产生0.16V的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为790Ω，则电鳗放电时，其首尾间的输出电压为（　　）
A．790V B．800V C．974V D．503V
15．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
二、填空题
16．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为，电动机启动时电流表读数为，若电源电动势为，内阻为，电流表内阻不计，则车灯的电阻为______，因电动机启动，车灯的电功率的减少量为______W。（不考虑灯丝电阻的变化，计算结果保留3位有效数字）
17．如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r的电源与阻值为R=6Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、电键S组成闭合回路。已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效电阻RP的关系如图乙所示。则定值电阻R消耗的最大功率Pmax=___W；由图乙可知，Rx=___Ω。
18．如图，电源电动势为12 V、内阻为 1 Ω，定值电阻R1、R2的阻值分别为1 Ω、6 Ω，开关闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压U 为 6 V，电阻RM 为 0.5 Ω，则电动机正常工作时产生机械功的功率为___________W，此时电源的效率为___________。
19．两种特殊情况：
(1)当外电路断路时，外电阻R为_______，I为_______，Ir也为_______，可得U=_______，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势的大小；
(2)当外电路短路时，外电阻R=0，此时电路中的电流最大，即Im=，路端电压为_______。
三、解答题
20．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是什么？
21．两个电源的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。
22．如图所示，利用电动机来提升重物的模型，已知电源的电动势、内阻，电阻，重物的质量。挂上重物电动机不转动时，电压表的示数为；电动机以稳定的速度匀速提升该重物时，电压表的示数为。不计一切摩擦，重力加速度g取，求：
（1）电动机线圈的电阻；
（2）重物上升时的速度大小；
（3）电动机提升重物时的效率。
23．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：(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值？
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值？
(3)若电阻箱R的最大值为3Ω，R0=5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值？
(4)电源的最大输出功率。
24．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
AC．电压与电流的图象中纵截距代表电源电动势，斜率的绝对值代表内阻，因此电源的电动势为6.0V，内阻
C错误，A正确；
B．短路电流为
B错误；
D．电流为0.3 A时的外电阻
D错误。
故选A。
2．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。
3．A
【详解】
ACD．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，变阻器接入的电阻减小，外电路的总电阻减小，所以总电流增大，内电压增大，则路端电压减小，故A正确，CD错误；
B．因为路端电压减小，所以通过R3的电流减小，电流表的示数减小，故B错误。
故选A。
4．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。
5．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。
6．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。
7．C
【详解】
C．滑动变阻器滑片向右端滑动，接入电路的电阻增加，并联部分总电阻增加，并联部分两端电压增加，干路电流I减小，则增加，故C正确。
D．把看成电源内阻，由闭合电路欧姆定律有
所以不变，故D错误。
AB．两端的电压增加，总电动势不变，可知和两端的总电压减小，所以电容器带电荷量减小，带电荷量增加，故AB错误。
故选C。
8．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。
9．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。
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
A．电动机恰好能正常工作，则通过电动机的电流等于额定电流，因此发热功率为
故A错误；
B．电源的输出电源等于电动机的额定电压，所以电源的输出功率为
故B错误；
C．电源的效率
故C正确；
D．电动机消耗的总功率
故D错误。
故选C。
13．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。
14．A
【详解】
总电动势为
总内阻为
根据闭合电路欧姆定律
输出电压为
故选A。
15．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。
16． 2.45 30.3
【详解】
[1]由题意，电动机未启动时，通过车灯的电流为
I1=4.8A
设车灯电阻为RL，根据闭合电路欧姆定律有
E=I1(RL+r)
代入数据解得
RL=2.45Ω
[2]由题意，电动机启动时，通过电源的电流为
I2=80A
根据闭合电路欧姆定律可得，电源的外电压为
U=E-I2r=8V
电动机未启动时车灯的电功率为
电动机启动时车灯的电功率为
故因电动机启动，车灯的电功率的减少量为
17． 6 20
【详解】
[1]将定值电阻R看作电源的内阻，由图乙可知，当滑动变阻器的电阻
Rp=R+r=6Ω+r=10Ω
时，r=4Ω，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大功率有
解得
E=10V
当电路中的电流最大时，定值电阻R消耗的功率最大，此时Rp =0，最大功率为
[2]由图乙可知，当滑动变阻器的阻值为5Ω与阻值为Rx时消耗的功率相等，则有
解得
Rx=20Ω
18． 10 75%
【详解】
[1]设干路电流为，根据闭合电路欧姆定律得
解得
设流过的电流为，则有
则流过的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
电动机机械功的功率
[2]路端电压为
则电源的效率
19． 无穷大 零 零 E 零
【详解】
(1)[1]外电路断路相当于电源接了一个无穷大电阻。
[2]根据
可知电流为0。
[3]因为电流为0，所以电流和电源内阻的乘积也为0。
[4]外电路断路时，路端电压与电源电动势大小相等。
(2)[5]外电路短路时，外电阻R为0，根据
可知路端电压为0。
20．见解析
【详解】
当光线不被遮挡有光照射 R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以信号处理系统获得高电压；当光线被遮挡，无光照射 R1时，R1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R2两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压。信号处理系统每获得一次高电压就记数一次，从而达到计数的目的。
21．，，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
22．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）不挂重物时，根据闭合电路欧姆定律得电路中电路
电动机线圈电阻
（2）重物匀速上升时，电压表示数，此时电路中电流
电动机电压
电动机消耗的电功率
根据能量守恒
解得
（3）所以电动机的效率为
23．(1)0，8W；(2)1.5Ω，6W；(3)3Ω，W；(4)9W
【详解】
(1)保护电阻消耗的电功率为
P0=
因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R=0时
P0max=＝W＝8W
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0＋r，即
R=1Ω＋0.5Ω=1.5Ω
时，电阻箱R消耗的功率最大
PRmax==W=6W
(3)把R0=5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，由
P=R=
可知不能满足R=r等，所以当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为
P=
(4)由电功率公式
当R外=r时，P出最大，即
R=r－R0=0.5Ω
时有
24．（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
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