人教版新教材必修三 12.2 闭合电路欧姆定律专题（含答案）

人教版新教材必修三第十二章闭合电路欧姆定律专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 在如图所示的电路中，电阻，电源的电动势，内阻闭合开关后，通过电阻的电流为( )
A. B. C. D.
2. 在如图所示的图像中，直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源与电阻组成闭合电路。由图像判断错误的是( )
A. 电源的电动势为，内阻为 B. 电阻的阻值为
C. 电源的效率为 D. 电源的输出功率为
3. 关于闭合电路正确的是( )
A. 电源正负极被短路时，电流最大 B. 电源正负极被短路时，路端电压最大
C. 外电路断路时，路端电压为零 D. 外电路电阻增大时，路端电压减小
4. 如图所示为两电源的图象，则下列说法正确的是( )
A. 当外接相同的电阻时，两电源的输出功率可能相等
B. 当外接相同电阻时，电源的输出功率比电源大
C. 当外接相同的电阻时，两电源的效率可能相等
D. 电源的电动势和内阻均比电源大
5. 如图所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线表示某小灯泡的电压与电流的关系图线，则下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为
B. 电源的内阻为
C. 将小灯泡直接接在电源两端时，小灯泡的电阻为
D. 将小灯泡直接接在电源两端时，小灯泡消耗的功率为
6. 在闭合电路中，下列叙述正确的是( )
A. 闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比
B. 当外电路断开时，路端电压等于零
C. 当外电路短路时，电路中的电流无穷大
D. 当外电阻增大时，电源两端的电压不变，一直等于电源电动势
7. 某纯电阻电路电源的路端电压随外电路电阻变化的关系图线如图所示，虚线为图线的渐近线。当外电路电阻为时，路端电压为。下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为
B. 电源的电动势为
C. 当外电路电阻为时，电源的路端电压为
D. 当外电路电阻为时，电源的输出功率约为
8. 如图甲所示为某一小灯泡的图线，现将两个这样的小灯泡并联，再与一个的定值电阻串联，接在内阻为、电动势为的电源两端，如图乙所示，则此时一个灯泡的功率为
A. B. C. D.
9. 如图所示电路中，电源内阻为，定值电阻。开关断开和闭合时，电容器所带电荷量的比值为
A. B. C. D.
10. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示，为定值电阻，当汽车启动时，开关闭合，则( )
A. 车灯变亮 B. 电阻两端电压变小
C. 待稳定后，若灯的灯丝烧断，车灯变亮 D. 待稳定后，若开关断开，电源的总功率变大
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示，为电阻箱，为理想电压表，当电阻箱读数为时，电压表读数为当电阻箱读数为时，电压表读数为．
求电源的电动势和内阻．
当电阻箱读数为多少时，电源的输出功率最大最大值为多少
12. 如图所示，电源电动势，内电阻，小灯泡的电阻，闭合开关后，求：
流过小灯泡的电流；
小灯泡两端的电压。
13. 如图所示，电源电动势，内阻，，，。
闭合开关，求稳定后通过的电流；
闭合开关一段时间后，将开关断开，求电容器两端的电压变化；
开关由闭合到断开的过程中，流过的电荷量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题是闭合电路问题，在闭合电路中电流与电阻的关系遵守闭合电路欧姆定律，本题关键是要掌握闭合电路欧姆定律，并能正确应用。
【解答】
根据闭合电路欧姆定律得： ，故A正确，BCD错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由电源的路端电压与电流的关系图象可知，图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻。电阻的伏安特性曲线的斜率等于电阻。两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率和效率。
对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义。本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义。
【解答】
A.根据闭合电路欧姆定律得，当时，，由读出电源的电动势，内阻等于图线的斜率大小，则，故A正确；
B.电阻，故B正确；
两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时的工作状态，由图读出电压，电流，则电源的输出功率为，电源的效率，故C错误，D正确。
本题选择错误的，故选C。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据闭合电路欧姆定律求解干路电流，根据欧姆定律求解路端电压，根据表达式进行分析讨论。
本题关键根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律列式求解出路端电压表达式进行讨论，不难。
【解答】
A.电源被短路时，电源电流为：由于电源内电阻很小，故电流很大，故A正确；
B.电源被短路时，外电阻，电源电流为：，故路端电压为：，故B错误；
C.外电路断路时，外电阻，故路端电压为：，故C错误；
D.路端电压为：，外电路电阻增大时，端电压也增大，故D错误；
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据闭合电路欧姆定律分析两电源的电动势和内阻大小，过原点作出一条倾斜直线，该直线与两图线的交点表示两电源与同样的电阻连接时的工作状态，电源的输出功率，由交点纵坐标与横坐标乘积比较输出功率的大小。
本题考查了闭合电路的欧姆定律，根据图象得出电源的电动势和内阻，再由路端电压与负载的关系进行分析解答。
【解答】
过原点作出一条倾斜直线，该直线与两图线的交点表示两电源与同样的电阻连接时的工作状态，则由得，与号线的交点的坐标乘积大于与号线坐标的乘积，说明不论外接多大的相同电阻，电源的输出功率总比电源的输出功率大，故AB错误；
C.根据效率的公式可知，当外接同样的电阻时，由于内阻不等，电源的效率不可能相等，C错误；
D.在图象中，该图线与纵轴坐标的交点表示电动势，图线的斜率的绝对值表示内阻大小，则由图可知电源的电动势和内阻均比电源的大，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】解：、根据闭合电路欧姆定律得路端电压：，对照直线可知，当时，电源的电动势：，故A错误；
B、直线斜率的绝对值表示电源的内电阻，故有：，故B错误；
、两图线的交点表示将小灯泡直接接在电源两端时的工作状态，此时小灯泡的电压为，电流为，则小灯泡的电阻为，小灯泡消耗的功率为，故C错误，D正确。
故选：。
先根据闭合电路欧姆定律推导出路端电压与电流的关系式，然后对照电源的图线求解电源的电动势和内电阻；将小灯泡直接接在电源两端时，根据两图线的交点读出小灯泡的电压和电流，再求小灯泡的电阻和消耗的功率。
解答本题的关键是要知道两图线的交点表示将小灯泡直接接在电源两端时的工作状态，能读出小灯泡的电压和电流。
6.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键要掌握闭合电路欧姆定律，理解并掌握路端电压与外电阻的关系。
在闭合电路中，电流与电阻的关系遵循闭合电路欧姆定律，根据该定律分析外电路断开时和外电阻变化时路端电压。
【解答】
A.根据闭合电路欧姆定律得：，可知与成正比，与成反比，故A正确；
B.当外电路断开时，电路中电流为零，电源的内电压为零，根据闭合电路欧姆定律得知：路端电压等于电动势，不等于零，故B错误；
C.当外电路短路时，电路中的电流，故C错误；
D.外电阻增大时，电路中电流减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，故D错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由图像分析可得电动势；闭合电路欧姆定律求解内阻及路端电压；由闭合电路欧姆定律及电功率公式求解输出功率。
本题考查闭合电路欧姆定律及电功率求解，学生需分析图像，并结合题目条件综合求解。
【解答】
B.虚线 为图线的渐近线，则电源的电动势为，故B错误；
A.当外电路电阻为时，路端电压为，根据，解得，故A错误；
C.外电路电阻为时，根据，解得，故C错误；
D.外电路电阻为时，电路中的电流，电源的输出功率，解得：，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了闭合电路欧姆定律的综合应用，关键是读图的能力和图像分析应用的能力，注意解题的方法。
根据闭合电路的欧姆定律，列出灯泡电压和电流满足的函数关系式，建立图像，找到和灯泡伏安特性曲线的交点，即为灯泡电压、电流值，由此解得灯泡的功率。
【解答】
设通过每个灯泡的电流为，电压为，则电路中总电流为，根据闭合电路的欧姆定律，得。
在中作出的图象如下图：
此图线与小灯泡的图线的交点即为乙图状态下小灯泡的工作状态，由图读出通过每盏灯泡的电流强度为，电压为，则此时每盏小灯泡的功率为：，故B正确，ACD错误。
故选B。

9.【答案】
【解析】
【分析】
本题是含有电容器的问题，关键是确定电容器的电压。电路稳定时电容器的电压等于其并联电路两端的电压。
由闭合电路的欧姆定律求出开关断开和闭合时电路中的电流及电容器两端的电压，根据求出电容器上的电荷量，最后求出电容器所带电荷量的比值。
【解答】
断开开关后，总电流：
两端的电压
电容器极板上电荷量
闭合开关后与并联，则：
总电流：
并联部分的电压：
电容器极板上电荷量
电容器所带电荷量的比值为，
故ABD错误，C正确。
故选C。
10.【答案】
【解析】
【分析】
当电键闭合时，由电路的结构变化判断路端电压的变化，由此判断灯的明暗及定值电阻的端电压变化；待稳定后，由电路的动态分析判断得解。
本题主要考查电路的动态分析，熟悉电路的结构是解题的关键，难度一般。
【解答】
由题意可知，当汽车启动时，开关闭合，外电路电阻减小，故由电路的变化可知，电路的总电流增大，定值电阻端电压增大，故车灯的端电压减小，故车灯变暗，故AB错误；
C.待稳定后，若灯的灯丝烧断，相当于外电阻增大，故总电流减小，定值电阻端电压减小，故车灯变亮，故C正确；
D.待稳定后，若开关断开，外电阻增大，总电流减小，故电源的总功率减小，故D错误。
11.【答案】解：由闭合电路欧姆定律：
联立上式并代入数据解得：
电源电动势为，内阻为；
电源的输出功率：
将上式变形为：
由上式可知时有最大值为；
故的最大输出功率为。
【解析】由两次电压表及电阻箱的读数，列出闭合电路欧姆定律联立可求得电动势和内阻；
由功率表达式可知，当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由数学知识可求得最大值。
本题考查闭合电路的欧姆定律及功率输出的最大值问题，最大输出功率要以做为结论直接应用，但是还要注意明确推导过程。
12.【答案】解：根据闭合电路的欧姆定律得到流过小灯泡的电流；
小灯泡两端的电压为路端电压故。
【解析】考查电路的基本应用，理解闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的内容，掌握路端电压的含义。
应用闭合电路的欧姆定律得到流过小灯泡的电流；
小灯泡两端的电压为路端电压。
13.【答案】解：稳定时，电路中的电流
闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压

断开后，电容器两端的电压为 ，所以
流过的总电荷量为
【解析】闭合开关，稳定后电容器相当于开关断开，两个电阻串联，根据全电路欧姆定律求解即可．
、开关断开后，稳定时电容器两端的电压等于电源的电动势，电压增大，电容器充电，通过的电荷量等于开关断开前后电容器电量的增加量．先求出断开前电容器两端的电压，再求出断开后电容器两端的电压，两者之差与电容的乘积即等于通过的电荷量．
本题是含容电路，关键确定电容器的电压．电路稳定时电容器的电压等于与之并联的电路两端的电压．
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