人教版物理必修3同步练习: 12.2 闭合电路的欧姆定律(优生加练)
一、选择题
1．（2023高二上·北京市期中）在如图所示的电路中，R1、R2、R3 均为可变电阻。当开关闭合后，两平行金属板中有一带电液滴正好处于静止状态。为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是 （ ）
A．增大 B．减小
C．减小 D．增大间距
2．（2020高二上·运城期末）如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容增加
B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流
C．A，B两板间的电场强度不变
D．P点电势升高
3．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习）受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化图象如图所示，由图可知下列选项错误的是（ ）
A．该电池的电动势 =4 V
B．该电池的内阻r=1 Ω
C．该电池的输出功率为3 W时，电路中的电流可能为1 A
D．输出功率为3 W时，此电源的效率一定为25%
4．（高中物理人教版选修3-1第二章第5节焦耳定律同步练习）如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是( )
A． B．
C． D．
5．（2023高二上·北京市期中）在如图所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路。下列说法错误的是 （ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．电阻的阻值为
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
6．（2023高二上·北京市期中）如图，是一火警报警电路的示意图。其中为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器所在处出现火情时，显示器的电流、报警器两端的电压的变化情况是 （ ）
A．变大，变小 B．变小，变大
C．变小，变小 D．变大，变大
7．（2021高二上·杭州月考）在如图所示的电路中，、均为定值电阻，为滑动变阻器，电压表V电流表A均为理想电表，当滑动变阻器的触头从左端滑至右端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数增大 B．电流表的示数增大
C．电路的总功率减小 D．电阻上的功率增大
8．（2021高二上·湖北期中）如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电容器的电容C=20μF，定值电阻R0=2Ω，电源电动势E=6V、内阻r=1Ω.闭合开关S，将R的阻值调至1Ω时，下列说法正确的是（ ）
A．电源两端电压为1.5V B．电容器的电荷量为3×10-5C
C．滑动变阻器的功率为6.75W D．电源的输出功率为9W
9．（2021高二上·重庆市月考）如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是（ ）
A．小灯泡L的亮度变低 B．电容器所带电荷量不变
C．电阻R2消耗的功率变小 D．电阻R3消耗的功率变大
二、多项选择题
10．（2024高二下·汉寿开学考）如图示所示的电路中，、为定值电阻，为可变电阻，为电容器，电源电动势为，内阻为，电压表与电流表均为理想电表．在可变电阻的滑片由端向端滑动的过程中，下列说法中正确的是
A．电流表的示数减小 B．电压表的示数减小
C．电容器的电荷量逐渐减少 D．电源的输出功率一定增大
11．（2021高二上·河北期中）如图所示，电动势为 、内阻不计的直流电源与平行板电容器连接，电容器下极板接地，带负电油滴被固定于电容器中的 点，静电计所带电量可被忽略。下列判断正确的是（ ）
A．若开关K闭合且将下极板竖直向上移动一小段距离后，则静电计指针张角不变，平行板电容器的电容值将变大
B．若开关K闭合且将下极板竖直向上移动一小段距离后，则电容器电压不变，带电油滴的电势能不变
C．若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板向下移动一小段距离，则电容器中场强变小
D．若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
12．（2020高三上·榆树月考）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A．电源a比电源b内阻小
B．电源a比电源b电动势大
C．R接到b电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率大于50％
D．R接到a电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率为50％
13．（2021高二上·武汉期中）关于电学概念，下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势在数值上等于将正电荷从负极移到正极非静电力所做的功
B．大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流
C．在匀强电场中，电势降低的方向不一定是场强的方向
D．在电路中，沿电流方向电势一定降低
14．（2019高二下·德州期末）以下说法正确的是（ ）
A．在导体中有电流通过时，电子定向移动速率即是电场传导速率
B．铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电能
C．根据电场强度的定义式 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
D．根据电势差 可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、 B两点间的电势差为
15．（2017高二上·绵阳期中）如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.2Ω，标有“8V 16W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0=0.25Ω，则下述说法正确的是（ ）
A．电动机的输入功率为80 W B．电动机的热功率16W
C．电源的输出功率为80 W D．电源的热功率为10W
16．（2021高二上·白山期末）如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡且阻值恒定，电源内阻小于灯泡电阻。在滑动变阻器R的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．L1变暗，L2变亮，L3变暗
B．L1中电流变化量的绝对值大于L2中电流变化量的绝对值
C．电源总功率可能增大
D．电源输出功率可能增大
17．（2021高二上·武汉期中）如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关S，将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为 、 、 ，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A．A的示数增大 B．电源的输出功率减小
C． 与△I的比值大于R D． 大于
18．（2020高二上·重庆期中）如图所示，电流表A1与A2内阻相同，电压U恒定，甲图中A1示数为3A，A2示数为2A，则乙图中（ ）
A．A1示数大于3A B．A1示数小于3A
C．A2示数小于1A D．A2示数大于1A
三、非选择题
19．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离 。电源电动势 ，电阻 、 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。小球带电荷量为 ，质量为 ，不考虑空气阻力。求
（1）电源内电阻r；
（2）此时电源的输出功率。
20．（2019高二上·陕西月考）如图所示，已知电源电动势E＝20 V，内阻r＝1 Ω，当接入固定电阻R＝4 Ω时，电路中标有“3V 6 W”的灯泡L和内阻RD＝0.5
Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
（1）电路中的电流大小；
（2）电动机的额定电压；
（3）电动机的输出功率；
（4）电源的效率。
21．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.3 欧姆定律 同步练习）如图所示的电路中， ， ，电源内阻 ，若开关闭合后通过电源的电流为3A，铭牌上标有“6V 12W”的电动机刚好正常工作，求：
（1）流过 上的电流为多少？
（2）电源电动势为多少？
（3）若电动机线圈电阻为 ，电动机输出功率为多少？
22．（2023·临海模拟）某校两个物理研究小组测量不同型号电池的电动势和内阻。
（1）第一小组利用多用电表粗略测定电动势，当多用电表选择开关位于直流挡时，多用电笔表盘如图甲所示，则该电池电动势约为 V。研究小组想利用多用电表欧姆挡粗略测量电源内阻，你认为 （填“可行”或“不可行”）。
（2）第二小组设计的实验电路图如图乙所示，已知，改变得到多组数据，以为纵坐标，为横坐标如图丙，请结合数据点分析电源电动势 V，内阻 （结果均保留小数点后两位）；滑动变阻器选 （填A或B）（滑动变阻器A、B的最大值分别为、）；该小组实验误差与电压表 （填“”或“”）的分流无关。
23．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）导线中的电流是10﹣8A，导线的横截面积为1mm2．
（1）在1s内，有多少个电子通过导线的横截面？（电子电荷量e=1.6×10﹣19C）
（2）自由电子的平均移动速率是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子）
（3）自由电子沿导线移动1m，平均要多长时间？
24．（2024高二下·汉寿开学考）如图所示电路中，电压表为理想电表，为电阻箱，为阻值的定值电阻，开始时，断开电键，闭合电键，调节电阻箱的阻值为时，电压表的示数为，调节电阻箱的阻值为时，电压表的示数为，已知电动机的额定电压为，正常工作时输出的机械功率为，电动机线圈电阻为，求：保存进入下一题
（1）电源的电动势和内阻；
（2）将电阻箱的电阻调到某一个值后闭合电键，电动机恰好能正常工作，则电阻箱调节后接入电路的电阻为多少。
25．（2023高三上·东城期末）大多数传感器都是以物理原理为基础，将不易测量的非电学量转换成便于测量的电学量。传感器的种类很多，应用也很广泛。
（1）金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这种性质可以制作温度传感器。某金属丝的阻值随温度变化的规律为，其中与均为定值。将其连入图甲所示的电路中，已知电源电动势为，内阻为，电流表为理想电表。求电流表的示数与温度的关系式。
（2）有些半导体材料具有压阻效应，即当沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化，利用这种性质可以制作压力传感器。图乙所示为某半导体薄膜压力传感器的电阻随其所受压力变化的曲线。若将电阻变化量的绝对值与压力变化量的绝对值的比值称为灵敏度。请你估算压力为1N时该传感器的灵敏度（结果保留两位有效数字）。
（3）为了研究随电梯一起运动的物体对电梯压力的变化规律，某同学将（2）中的压力传感器静置于电梯地板上，并将质量为400g的物体放在传感器上。在上升的电梯中，他利用手机中的加速度传感器测量了电梯的加速度。某段时间内电梯在竖直方向的加速度随时间变化的图线如图丙所示，其中以竖直向上为的正方向。取10m/s2。不考虑温度对传感器的影响，且压力变化时传感器可以迅速做出反应。估算在电梯上升过程中，物体对电梯压力大小的变化范围，并从灵敏度的角度评估所选器材能否帮助他比较精确地完成此项研究。
26．（2021·浙江会考）某校的STEM课后综合实践小组分甲、乙两个小队展开电学实验探究：
（1）甲队实验小组为了测量一横截面为圆形、粗细程度均匀的某金属合金的圆柱体的电阻率，使用游标卡（精度0.05mm）、螺旋测微器分别测量该圆柱体的轴长和直径，如下图所示，则该金属圆柱体的轴长L= mm、直径为D= mm。
（2）如下图甲是甲队通过分压式电路，利用安培表外接法测量该金属块的电阻，其中R0=130Ω的保护电阻。如下乙图是该金属圆柱体的伏安特性曲线，当电压为3V时该金属块的电阻为Rx= Ω（保留1位小数）。根据图象请判断：电压增加，则该金属圆柱体的电阻率 （填“变小”、“变大”或“不变”）。
（3）乙队则是负责测量电容笔的9号干电池的电源电动势和内阻（如图）。除了电池外，实验室已有器材为0~3V电压表（内阻不明）、0~0.6A电流表（内阻不明），滑动变阻器（0~20Ω）、开关导线。为顺利完成实验，需要选择合适电路图，测量电源电动势和内阻的实验电路图应选择 （填“图甲”或“图乙”）。
（4）经测量，描点绘图后，该电源电动势和内阻分别是 V、 Ω（保留两位小数）。
27．（2022·江门模拟）某实验小组想测量元电荷的电量大小。装置如图实验，在真空容器中有正对的两平行金属板A和B，两板与外部电路连接，两板间相距d=0.3m。外部电路电源电动势E=300V，内阻r=1.0Ω，保护电阻R0=19.0Ω，电阻箱的阻值R可调。实验时，电键S1闭合、S2断开时，小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态，该油滴质量为，取g=10m/s2，求：
（1）该油滴带电性质及所带电量q；
（2）调节电阻箱R=20.0Ω，闭合电键S2，油滴将加速下落，求油滴下落到B板的时间t（结果可以保留根号）。
28．（2021高二上·山东月考）某同学利用图甲所示装置测定某电动机的效率。分别用电压传感器和电流传感器测得电动机的输入电压和输入电流与时间的关系图像分别如图乙、图丙所示，当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图丁所示，电动机提升的重物的质量为，不计一切摩擦，取。求：
（1）该电动机在图丁所示时间内的效率；
（2）该电动机的内阻；
（3）电源的电动势和内阻。
29．（2021高二上·河南月考）如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻不计，两个电容器C1=40μF，C2=50μF，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求：
（1）闭合开关S时，电容器C1两端的带电量Q1；
（2）断开S后流过电阻R1的电量Q。
30．（高物选择性必修二 五年高考 三年模拟 全书综合测评【xm】）如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=2 的电阻，虚线0O'沿水平方向，OO'下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场。现将质量为m=0.3 kg、电阻Rab=1 的金属杆ab从OO'上方某处以一定初速度释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3 m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=2.0 m/s，取g= 10 m/s2。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）金属杆ab下落0.3 m的过程中，通过R的电荷量q。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】A.电容器与并联，电容器的电压等于的电压，增大不影响电容器的电压，所以带电液滴仍静止不动，故A不符合题意；
B.减小，电路总电阻减小，总电流增大，两端电压增大，所以带电液滴向上加速运动，故B符合题意；
C.减小，电路总电阻减小，总电流增大，两端电压增大，两端电压减小，所以带电液滴向下加速运动，故C不符合题意；
D.电容器的电压不变。增大MN间距，根据知，E减小，所以带电液滴向下加速运动，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】电阻与电容器串联，没有电流，所以没有电势降落，因此可将去除。当改变间距时，会导致两板间的电容变化。
2．【答案】B
【知识点】电容器及其应用；含容电路分析
3．【答案】D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】A、P=EI﹣I2r，根据数学知识，当I= 时，P最大，此时U内=U外．由P=4W，I=2A，得到U= =2V，则E=4V，A不符合题意．
B、r= = =1A，B不符合题意．
C、当P=3W时，由P=EI﹣I2r，代入解I1=1A，I2=3A，C不符合题意．
D、由C项，η=UI/EI=U/E，当I1=1A时，U=E﹣I1r=2V，η=50%
当I2=3A，U=E﹣I2r=1V，η=25%，D错误，符合题意．
故答案为：D．
【分析】本题考查闭合电路中的功能关系，在闭合电路中，电路的总功率P总=EI，热功率P热=I2r，输出功率P出=P总-P热，当外电阻等于内电阻时，输出功率最大。题中由P-I图可知，当I=2A时，输出功率P=4W，此时输出功率最大，根据闭合电路欧姆定律可求出电动势和内阻，从而本题可解。
4．【答案】C
【知识点】全电路的功和能；电路动态分析
【解析】【解答】由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流。若电源提供的电流恒定为 ，根据并联电路特点可知： ，其中 为定值，由 ，可知U与I的图象为一次函数，且 ，故AB错误；由电功率的计算公式：电路消耗总功率 ，其中 为定值，由 ，可知P与I的图象为一次函数， ，且I不能为0，P不会为0，故C正确，D错误。
故答案为：C
【分析】干路电流不变，总等于两支路电流之和，其中一路电流增大，另一路电流一定减小，在根据欧姆定律公式变换，即得此时电阻R0两端电压变化；再由总功率公式电流不变，R0两端电压即为总电压，总电压减小，总功率减小。
5．【答案】D
【知识点】路端电压与负载的关系
【解析】【解答】A.根据，结合 Ⅰ 知：，，故A不符合题意；
B.根据，结合 Ⅱ 知：，故B不符合题意；
C.两图线的交点表示路端电压和电路中的电流，所以电源的输出功率为，故C不符合题意；
D.电源的效率，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】Ⅰ图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示电源的内阻；Ⅱ图像的斜率表示电阻R；由两图线的交点读出电压与电流，求出电源的输出功率和效率。
6．【答案】D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】当传感器R3所在处出现火情时，的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流I减小，路段电压变大，即报警器两端的电压U变大；由知，增大，中的电流增大，即电流表示数变大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为；D
【分析】当传感器R3所在处出现火情时，的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流和路端电压变化情况。根据干路电流的变化分析并联部分电压变化，进而判断电流表示数变化情况。
7．【答案】D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】当滑动变阻器的触头从左端滑至右端的过程中，外电路总电阻减小，则干路电流增大， 根据
知电路的总功率增大，由闭合电路欧姆定律
可知路端电压减小，即电压表示数减小，根据欧姆定律
知流过的电流减小，总电流增大，则流过的电流增大，根据
知电阻上的功率增大，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】当滑动变阻器的触头移动的过程中连入电路中的电阻发生变化，利用闭合电路欧姆定律得出电路中电流的变化情况，结合电功率的计算得出路端电压的变化情况；再用欧姆定律得出流过的电流变化情况，根据热功率的表达式得出电阻上的功率的变化情况。
8．【答案】B
【知识点】电容器及其应用；电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．将R的阻值调至1Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流
则电源两端的电压为U=I（R+R0）=4.5V
A不符合题意；
B．电容器的电荷量Q=CIR=20×10-6×1.5×1C=3×10-5C
B符合题意；
C．滑动变阻器的功率为
C不符合题意；
D．电源的输出功率为
D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用闭合电路欧姆定律得出滑动变阻器中电流，从而得出路端电压的大小；利用电容器的定义式得出电容器的电荷量；利用功率的计算得出滑动变阻器的功率以及电源的输出功率。
9．【答案】A
【知识点】电容器及其应用；电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．当滑动变阻器的滑片向左移动时，R1在电路中的电阻值减小，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，外电路中的电流增大，电源内阻上的电压降增大，电源的路端电压减小，小灯泡L的电压减小，亮度变低，A符合题意；
B．外电路电流增大，R2两端电压增大，电容器的电压增大，给电容器充电，电容器所带电荷量增大，B不符合题意；
C．外电路电流增大，R2两端电压增大，由电功率公式可知，电阻R2消耗的功率变大，C不符合题意；
D．由于R3与电容器C串联，电容器不导电，电阻R3消耗的电功率是零，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当滑动变阻器移动的过程中根据闭合电路欧姆定律得出电路中电流的变化情况，从而得出小灯泡亮度的变化情况 ；结合电容器的定义式判断电荷量的变化情况；利用电功率的表达式得出电阻R2消耗的功率以及R3消耗的电功率。
10．【答案】B,C
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】可变电阻的滑片由端向端滑动的过程中，的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表的示数变大，电源内阻及上的电压变大，可知电压表示数减小，选项A错误，B正确；电容器两端的电压变小，可知电容器带电量变小，选项C正确；因不明确电源内阻与外电阻的关系，则不能确定电源输出功率的变化，选项D错误；故选BC
【分析】本题是电路动态变化分析问题，要抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变，先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化
11．【答案】A,D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】在开关 闭合的情况下，电容器电压不变，静电计指针张角不变，由
当平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离后，两极板间距变小，电容值变大，A符合题意；
B．带电油滴的电势能
下极板上移， 减小， 增大，B不符合题意；
CD．由
可得
若断开 K 后再将下极板下移，电容器电荷量不变，故场强不变，电场力不变，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据电容器的决定式判断电容器的变化情况；结合电势能的表达式判断电势能的变化情况；结合匀强电场电场强度的表达式以及电容器的定义式和决定式得出电场强度的表大会，从而进行分析判断。
12．【答案】B,D
【知识点】电功率和电功；全电路的功和能
【解析】【解答】AB．根据图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势，则有电源a比电源b内阻大，电源a比电源b电动势大，A不符合题意，B符合题意；
CD．电源的效率
由图看出，电阻R接在电源a上时电路中电流为 ，短路电流为I，根据闭合电路欧姆定律 得
a电源的效率为50%，由图看出，电阻R接在电源b上时
则电源b的效率大于50%，电源的图线与电阻R的U－I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由图读出电阻R接在电源a的电压和电流较大，电源a的输出功率较大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】U-I图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势。电源的效率等于路端电压的功率除以电源功率。
13．【答案】B,C
【知识点】电场力做功；电场强度；电势；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A．根据
则电源电动势在数值上等于将单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功，所以A不符合题意；
B．大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流，所以B符合题意；
C．在匀强电场中，电势降低最快的方向才是场强的方向，所以C符合题意；
D．在电路中，外电路沿电流方向电势降低，在内电路沿电路方向电势升高，所以D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】根据电场力做功的表达式得出电源电动势在数值上等于将单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功；大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流匀强电场中，电势降低最快的方向才是场强的方向外电路沿电流方向电势降低，在内电路沿电路方向电势升高。
14．【答案】B,D
【知识点】电场强度；电势差；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A．导体中有电流通过时，电子定向移动速率的数量级为 ，电场传导速率为光速 ．A不符合题意．
B．据 知，铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电能．B符合题意．
C． 是电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量无关．C不符合题意．
D．带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差 ．D符合题意．
故答案为：BD
【分析】通过两个物理量的比值来定义一个新的物理量，这样的方法叫做比值定义法，这个物理量的影响因素不能通过该公式来分析。
15．【答案】B,C
【知识点】电功率和电功；全电路的功和能；电源电动势及内阻
【解析】【解答】解：CD、灯泡正常发光，电压为额定电压U额=8V，则路端电压U=U额=8V，
则电源内阻的电压为：U内=E﹣U=10﹣8=2V，
由欧姆定律得流过电源的电流为：I= = =10A，
电源的总功率为：P总=EI=10×10W=100W，
电源的热功率为：P损=I2r=102×0.2=20W
I2r所以电源的输出功率为：P出=P总﹣P损=P总﹣I2r=100﹣102×0.2=80W；
C符合题意，D不符合题意；
AB、灯泡的电流为：I灯= = A=2A，
电动机的电流为：IM=I﹣I灯=10﹣2=8A，
电动机总功率：PM=UIM=U（I﹣I灯）=8×（10﹣2）W=64W，
电动机发热功率为：P热=IM2R0=82×0.25=16W，
所以电动机的输出功率．P输出=PM﹣P热=64﹣16=48W，A不符合题意，B符合题意；
故答案为：BC
【分析】正确理解纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，是解这个题的关键。
16．【答案】A,B
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．根据闭合电路欧姆定律可知，滑片P向下移动的过程中，电路总电阻增大，干路电流减小，故L3变暗，再次应用闭合电路欧姆定律可知，并联电路的电压增大，则L2变亮，由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流减小，L1变暗，A符合题意；
B．由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流变化量的绝对值大于L2支路电流变化量的绝对值，B符合题意；
C．电路总电流减小，电源总功率减小，C不符合题意；
D．由于电源内阻小于灯泡电阻且外电路电阻增加，电源的输出功率减小，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】根据闭合电路欧姆定律得出P向下移动的过程中干路中电流的变化情况，以及并联电路电压的变化情况，从而得出L2量度的变化情况，利用功率的表达式判断电源功率的变化情况。
17．【答案】B,C,D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当于短路，所以R与滑动变阻器串联，电压表 、 、 分别测量R、路端电压和滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器滑片向上滑动时，接入电路的电阻增大，电路中电流减小，电流表A的示数减小，A不符合题意；
B．电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示
由于定值电阻阻值R大于电源内阻阻值，故外电阻增大时电源输出功率在减小，B符合题意；
C．根据闭合电路欧姆定律得
可知
C符合题意；
D．根据C选项，同理可得
又因为
联立可得
解得
D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】根据电路的动态分析以及串并联电路的特点得出电流表示数的变化情况；根据外电阻与输出功率的关系得出外电阻增大时，电源输出功率减小，根据闭合电路欧姆定律 V3示数变化量电流表A示数变化量的绝对值为ΔI的比值。
18．【答案】A,C
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】由题图甲可知，R1中的电流I1=2A
R2中的电流I2=3A-2A=1A
由并联电路特点可知
改为题图乙中电路后，R1支路电阻更小，由并联电路特点可知，总电阻变小，电路两端电压不变，由欧姆定律可知，干路中总电流变大，所以电流表A1示数变大；干路电流变大，电流表A1两端电压变大，并联电路电压变小，又由于电流表A2所在支路的电阻变大，由欧姆定律可知，该支路电流变小，即A1示数大于3A，A2示数小于1A，所以AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据并联电路特点，可通过电流表的读数，得出R1中的电流和R2中的电流，从而可以知道两个电阻的大小关系。根据图甲中得到的两个电阻的关系，根据欧姆定律，判断各支路和干路的电流关系。
19．【答案】（1）解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零；
设两板间电压为 ，
由动能定理得 ；
R2两端电压 ；
设通过 的电流为I，由部分欧姆定律得 ，
由闭合电路欧姆定律得 ，
解得： ；
（2）解：电源的输出功率 ，解得：
【知识点】含容电路分析；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】本题综合考查了电路和带电粒子在电场中运动知识。根据带电粒子在平行板间运动，由动能定理可求两板间电压；平行板间电压也就是电阻R2两端电压，再根据闭合电路欧姆定律可求电源内阻，电源的输出功率等于电源总功率减电源内阻的热功率。
20．【答案】（1）解：灯泡L正常发光，电路中的电流为
（2）解：由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为UD=E-I（r+R）-UL=20-2×（1+4）-3=7V
（3）解：电动机的总功率为P总=IUD=2×7=14W
电动机的热功率为P热=I2RD=22×0.5=2W
则电动机的输出功率为P出=P总-P热=12W
（4）解：电源的效率
【知识点】全电路的功和能
【解析】【分析】电动机是非纯电阻元件，利用电动机两端的电压乘以流过电动机的电流求出电动机的总功率，利用焦耳定律的变形公式求解电动机的发热功率，利用总功率减去发热功率即为电动机的机械功率。
21．【答案】（1）解：由部分电路欧姆定律得：
流过 上的电流为
（2）解：通过电动机的电流为：
干路电流
的电压
根据闭合电路欧姆定律得：
电源的电动势
（3）解：电动机输出功率为
【知识点】全电路的功和能
【解析】【分析】根据电动机正常工作可知电动机的功率和电压，由此可求流经电动机的电流和电阻R2两端电压，由欧姆定律可得R2的电流；R2与电动机并联，由并联电路电流关系可得R1的电流，根据闭合电路欧姆定律可求电源电动势；电动机输出功率等于电动机输入功率减热功率。
22．【答案】（1）1.16/1.17/1.18/1.19/1.20；不可行
（2）2.85/2.86/2.87/2.88/2.89/2.90/2.91/2.92/2.93/2.94/2.95/2.96/2.97/2.98；0.85/0.86/0.87/0.88/0.89/0.90/0.91/0.92/0.93/0.94/0.95/0.96/0.97/0.98；B；
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】（1）多用电表选择开关位于2.5V直流档，看表盘中间一排刻度线，由图可知电源电动势约为1.17V，由于读数误差(1.16-1.20V)均可；
由于多用电表本身已经有电源，多用电表欧姆挡测电阻时，被测电阻应与其他电源断开，所以不能测量电源的内阻；
（2）根据闭合电路欧姆定律，有，将坐标轴上的各数据点进行描点，如图所示
根据图像的纵截距可知，电源的电动势为2.90V，由于误差（2.85V-2.98V）均可；
由数学知识可知，斜率为，由于误差（0.85-0.98)欧姆均可；
电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压，最大示数约为2.4V，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，最小值约为0.3V，根据串联电路分压规律，可知滑动变阻器的最大阻值不小于定值电阻的8倍，所以滑动变阻器选择B；
根据实验原理可知，电路中的电流是通过电压表的示数和定值电阻的阻值计算的，所以由于电压表V2的分流作用，电路中的电流测量值会偏小，故实验误差于电压表有关，与无关。
【分析】（1）根据多用电表的读数规则和多用电表的构造原理分析即可；
（2）根据实验原理即闭合电路欧姆定律得出的关系结合数学知识得出电源电动势与内阻，及误差分析。
23．【答案】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010 （个）
（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s
（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010个（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
答：（1）在1s内，有6.25×1010个电子通过导线的横截面．（2）自由电子的平均移动速率是7.4×10﹣13m/s．（3）自由电子沿导线移动1m，平均要1.4×1012s
【分析】利用I= 和N= 求通过的电子；利用I=nqSV和S=πr2求平均移动速率；利用s=Vt的变形式求需要的时间．
24．【答案】（1）解：根据题意，设电源电动势为，内阻为，由闭合回路欧姆定律，断开电键，闭合电键，调节电阻箱的阻值为时，结合欧姆定律有，
调节电阻箱的阻值为时，有，
联立代入数据解得，。
（2）解：根据题意可知，电动机的额定电压，
设额定电流为，则有，
代入数据解得或，
由欧姆定律可得，流过电阻的电流为，
当时，流过电阻箱的电流为，
电阻箱两端的电压为，
则接入电路中电阻箱的阻值为，
当时，流过电阻箱的电流为，
电阻箱两端的电压为，
则接入电路中电阻箱的阻值为。
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】本题考查闭合电路欧姆定律与非纯电阻，对于非纯电阻，不能直接对其使用欧姆定律，但是可以根据闭合电路欧姆定律结合串并联电路的特点，分析电路其他部分的电压与电流，进而可得到其电压与电流，是总功率，热功率是，输出功率
25．【答案】（1）解：根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）解：由题可知，灵敏度等于图乙中曲线的斜率的绝对值，所以当F=1N时，灵敏度为
（3）解：由图丙可知，电梯加速上升过程中的加速度 ，减速上升过程中的加速度 。设加速上升过程中电梯对物体的支持力为 ，根据牛顿第二定律有
整理得
设减速上升过程中电梯对物体的支持力为 ，根据牛顿第二定律有
整理得
所以物体对电梯压力大小的变化范围为
由图乙可知，在此压力范围内传感器的灵敏度为
在 的压力范围内时，压力传感器的电阻变化量是
如此巨大的阻值变化，是很容易测量出来的，所以这些器材能够非常精确地完成此项研究。
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律得出电流表的示数与温度的关系式。 ；
（2）根据图乙得出 曲线的斜率的绝对值为灵敏度；
（3）a-t图像与坐标轴围成图形的面积表示物体的速度变化量，利用牛顿第二定律得出F1的大小，在减速上升的过程利用牛顿第二定律得出F2的大小，从而得出物体对电梯压力大小的变化范围 ，从而得出压力范围内传感器的灵敏度和压力传感器的电阻变化量 。
26．【答案】（1）40.65；2.480
（2）0.4；变小
（3）图乙
（4）1.50（1.48~1.52范围内均可）；1.84（1.81~1.87范围内均可）
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】（1）该金属圆柱体的轴长为
该金属圆柱体的直径为
（2）由图可知，当电压为3V时，通过金属块的电流为23mA，根据部分电路欧姆定律可得
解得
I-U图像斜率的倒数表示电阻，所以电压增加，该金属圆柱体的电阻变小，根据电阻定律可知电阻率变小。
（3）由于电流表内阻较小，和干电池内阻可以比拟，所以在电流表内阻不明的情况下要采用内接法，此时系统误差相对来说最小，故答案为：图乙。
（4）电源U-I图像的纵截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻，即
【分析】（1）根据游标卡尺和螺旋测微器的读数规律读出圆柱体的轴长和直径；
（2）根据伏安特性曲线以及闭合电路欧姆定律得出该金属块的电阻，利用电阻定律得出该金属圆柱体的电阻率；
（3）根据电流表内阻判断电流表的连接方式，从而选择电路图；
（4）根据U-I图像得出该电池的电动势以及电源的内阻。
27．【答案】（1）解：电键S1闭合、S2断开时，电路断路
该油滴处于静止状态，受力平衡
解得
由于电场方向竖直向下，电场力竖直向上，故该油滴带负电
（2）解：闭合电键S2电容器与R并联，因此
根据闭合电路欧姆定律
电场强度
根据牛顿第二定律
油滴下落到B板由运动学公式
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合；电路动态分析
【解析】【分析】（1）油滴处于静止时根据共点力平衡以及匀强电场电场电场强度的表达式得出该油滴的带电量，结合电场力的方向判断电性；
（2）利用闭合电路欧姆定律以及匀强电场电场强度的表达式和牛顿第二定律得出家USU盾的表达式，根据匀变速直线运动的规律得出油滴下落到B板的时间。
28．【答案】（1）解：当重物匀速上升时，电动机的电压
即电动机输入功率为
由图像的斜率可得重物匀速上升的速度为
此时电动机的输出功率
得该电动机在图丁所示时间内的效率
（2）解：由
得
（3）解：电动机与电源构成闭合回路，初始启动时
电动机稳定工作时
由闭合电路欧姆定律
联立
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【分析】（1）利用功率的计算得出电动机输入功率，结合瞬时功率的计算以及电动机工作效率的表达式得出电动机在图丁所示时间内的效率；
（2）根据电动机输出功率的表达式得出电动机的内阻；
（3）利用闭合电路欧姆定律得出该电源的电动势以及内阻。
29．【答案】（1）解：开关S闭合时，电路中电流为
两端的电压为
电容器C1两端的带电量为
（2）解：开关S闭合时，电容器C2两端的带电量为
开关断开后，两电容器两端的电压均为10V，则电荷量大小分别为
故断开S后流过电阻R1的电量Q为
【知识点】电容器及其应用；电路动态分析
【解析】【分析】（1） 开关S闭合时 ，利用闭合电路欧姆定律得出电路中的电流，结合欧姆定律得出 两端的电压，同时利用电容器的定义式得出电容器C1两端的带电量；
（2）当开关断开后，根据电容器的定义式得出两电容器的电荷量，从而得出通过R1的电量。
30．【答案】（1）解：根据题图乙知，ab杆刚进入磁场时，加速度大小为 ，方向坚直向上，根据牛顿第二定律有
由于ab杆刚进人磁场时的速度为 ，则有
联立解得
（2）解：根据题图乙可知金属杆在磁场外下落的高度为
则在磁场中下落的高度为 根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
通过 的电荷量 联立得
【知识点】牛顿第二定律；电路动态分析；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中运动的过程中根据牛顿第二定律以及闭合电路欧姆定律得出匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）根据几何关系得出金属杆在磁场中下落的高度 ，结合法拉第电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律以及电流的定义式得出通过R的电荷量q 。
1 / 1人教版物理必修3同步练习: 12.2 闭合电路的欧姆定律(优生加练)
一、选择题
1．（2023高二上·北京市期中）在如图所示的电路中，R1、R2、R3 均为可变电阻。当开关闭合后，两平行金属板中有一带电液滴正好处于静止状态。为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是 （ ）
A．增大 B．减小
C．减小 D．增大间距
【答案】D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】A.电容器与并联，电容器的电压等于的电压，增大不影响电容器的电压，所以带电液滴仍静止不动，故A不符合题意；
B.减小，电路总电阻减小，总电流增大，两端电压增大，所以带电液滴向上加速运动，故B符合题意；
C.减小，电路总电阻减小，总电流增大，两端电压增大，两端电压减小，所以带电液滴向下加速运动，故C不符合题意；
D.电容器的电压不变。增大MN间距，根据知，E减小，所以带电液滴向下加速运动，故D不符合题意。
故答案为：B
【分析】电阻与电容器串联，没有电流，所以没有电势降落，因此可将去除。当改变间距时，会导致两板间的电容变化。
2．（2020高二上·运城期末）如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个定点。将开关S闭合，电路稳定后将A板向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的电容增加
B．在A板上移过程中，电阻R中有向上的电流
C．A，B两板间的电场强度不变
D．P点电势升高
【答案】B
【知识点】电容器及其应用；含容电路分析
3．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习）受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化图象如图所示，由图可知下列选项错误的是（ ）
A．该电池的电动势 =4 V
B．该电池的内阻r=1 Ω
C．该电池的输出功率为3 W时，电路中的电流可能为1 A
D．输出功率为3 W时，此电源的效率一定为25%
【答案】D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】A、P=EI﹣I2r，根据数学知识，当I= 时，P最大，此时U内=U外．由P=4W，I=2A，得到U= =2V，则E=4V，A不符合题意．
B、r= = =1A，B不符合题意．
C、当P=3W时，由P=EI﹣I2r，代入解I1=1A，I2=3A，C不符合题意．
D、由C项，η=UI/EI=U/E，当I1=1A时，U=E﹣I1r=2V，η=50%
当I2=3A，U=E﹣I2r=1V，η=25%，D错误，符合题意．
故答案为：D．
【分析】本题考查闭合电路中的功能关系，在闭合电路中，电路的总功率P总=EI，热功率P热=I2r，输出功率P出=P总-P热，当外电阻等于内电阻时，输出功率最大。题中由P-I图可知，当I=2A时，输出功率P=4W，此时输出功率最大，根据闭合电路欧姆定律可求出电动势和内阻，从而本题可解。
4．（高中物理人教版选修3-1第二章第5节焦耳定律同步练习）如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，则下列表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图线中，可能正确的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】全电路的功和能；电路动态分析
【解析】【解答】由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流。若电源提供的电流恒定为 ，根据并联电路特点可知： ，其中 为定值，由 ，可知U与I的图象为一次函数，且 ，故AB错误；由电功率的计算公式：电路消耗总功率 ，其中 为定值，由 ，可知P与I的图象为一次函数， ，且I不能为0，P不会为0，故C正确，D错误。
故答案为：C
【分析】干路电流不变，总等于两支路电流之和，其中一路电流增大，另一路电流一定减小，在根据欧姆定律公式变换，即得此时电阻R0两端电压变化；再由总功率公式电流不变，R0两端电压即为总电压，总电压减小，总功率减小。
5．（2023高二上·北京市期中）在如图所示的图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻相连组成闭合电路。下列说法错误的是 （ ）
A．电源的电动势为，内阻为
B．电阻的阻值为
C．电源的输出功率为
D．电源的效率为
【答案】D
【知识点】路端电压与负载的关系
【解析】【解答】A.根据，结合 Ⅰ 知：，，故A不符合题意；
B.根据，结合 Ⅱ 知：，故B不符合题意；
C.两图线的交点表示路端电压和电路中的电流，所以电源的输出功率为，故C不符合题意；
D.电源的效率，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】Ⅰ图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示电源的内阻；Ⅱ图像的斜率表示电阻R；由两图线的交点读出电压与电流，求出电源的输出功率和效率。
6．（2023高二上·北京市期中）如图，是一火警报警电路的示意图。其中为用某种材料制成的传感器，这种材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器所在处出现火情时，显示器的电流、报警器两端的电压的变化情况是 （ ）
A．变大，变小 B．变小，变大
C．变小，变小 D．变大，变大
【答案】D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】当传感器R3所在处出现火情时，的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律知，干路电流I减小，路段电压变大，即报警器两端的电压U变大；由知，增大，中的电流增大，即电流表示数变大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为；D
【分析】当传感器R3所在处出现火情时，的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流和路端电压变化情况。根据干路电流的变化分析并联部分电压变化，进而判断电流表示数变化情况。
7．（2021高二上·杭州月考）在如图所示的电路中，、均为定值电阻，为滑动变阻器，电压表V电流表A均为理想电表，当滑动变阻器的触头从左端滑至右端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数增大 B．电流表的示数增大
C．电路的总功率减小 D．电阻上的功率增大
【答案】D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】当滑动变阻器的触头从左端滑至右端的过程中，外电路总电阻减小，则干路电流增大， 根据
知电路的总功率增大，由闭合电路欧姆定律
可知路端电压减小，即电压表示数减小，根据欧姆定律
知流过的电流减小，总电流增大，则流过的电流增大，根据
知电阻上的功率增大，D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D。
【分析】当滑动变阻器的触头移动的过程中连入电路中的电阻发生变化，利用闭合电路欧姆定律得出电路中电流的变化情况，结合电功率的计算得出路端电压的变化情况；再用欧姆定律得出流过的电流变化情况，根据热功率的表达式得出电阻上的功率的变化情况。
8．（2021高二上·湖北期中）如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电容器的电容C=20μF，定值电阻R0=2Ω，电源电动势E=6V、内阻r=1Ω.闭合开关S，将R的阻值调至1Ω时，下列说法正确的是（ ）
A．电源两端电压为1.5V B．电容器的电荷量为3×10-5C
C．滑动变阻器的功率为6.75W D．电源的输出功率为9W
【答案】B
【知识点】电容器及其应用；电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．将R的阻值调至1Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流
则电源两端的电压为U=I（R+R0）=4.5V
A不符合题意；
B．电容器的电荷量Q=CIR=20×10-6×1.5×1C=3×10-5C
B符合题意；
C．滑动变阻器的功率为
C不符合题意；
D．电源的输出功率为
D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用闭合电路欧姆定律得出滑动变阻器中电流，从而得出路端电压的大小；利用电容器的定义式得出电容器的电荷量；利用功率的计算得出滑动变阻器的功率以及电源的输出功率。
9．（2021高二上·重庆市月考）如图所示的电路中，电源内阻不能忽略，当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是（ ）
A．小灯泡L的亮度变低 B．电容器所带电荷量不变
C．电阻R2消耗的功率变小 D．电阻R3消耗的功率变大
【答案】A
【知识点】电容器及其应用；电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．当滑动变阻器的滑片向左移动时，R1在电路中的电阻值减小，外电路的总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，外电路中的电流增大，电源内阻上的电压降增大，电源的路端电压减小，小灯泡L的电压减小，亮度变低，A符合题意；
B．外电路电流增大，R2两端电压增大，电容器的电压增大，给电容器充电，电容器所带电荷量增大，B不符合题意；
C．外电路电流增大，R2两端电压增大，由电功率公式可知，电阻R2消耗的功率变大，C不符合题意；
D．由于R3与电容器C串联，电容器不导电，电阻R3消耗的电功率是零，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】当滑动变阻器移动的过程中根据闭合电路欧姆定律得出电路中电流的变化情况，从而得出小灯泡亮度的变化情况 ；结合电容器的定义式判断电荷量的变化情况；利用电功率的表达式得出电阻R2消耗的功率以及R3消耗的电功率。
二、多项选择题
10．（2024高二下·汉寿开学考）如图示所示的电路中，、为定值电阻，为可变电阻，为电容器，电源电动势为，内阻为，电压表与电流表均为理想电表．在可变电阻的滑片由端向端滑动的过程中，下列说法中正确的是
A．电流表的示数减小 B．电压表的示数减小
C．电容器的电荷量逐渐减少 D．电源的输出功率一定增大
【答案】B,C
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】可变电阻的滑片由端向端滑动的过程中，的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表的示数变大，电源内阻及上的电压变大，可知电压表示数减小，选项A错误，B正确；电容器两端的电压变小，可知电容器带电量变小，选项C正确；因不明确电源内阻与外电阻的关系，则不能确定电源输出功率的变化，选项D错误；故选BC
【分析】本题是电路动态变化分析问题，要抓住不变量：电源的电动势、内阻及定值电阻的阻值不变，先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、内电压的变化、路端电压的变化
11．（2021高二上·河北期中）如图所示，电动势为 、内阻不计的直流电源与平行板电容器连接，电容器下极板接地，带负电油滴被固定于电容器中的 点，静电计所带电量可被忽略。下列判断正确的是（ ）
A．若开关K闭合且将下极板竖直向上移动一小段距离后，则静电计指针张角不变，平行板电容器的电容值将变大
B．若开关K闭合且将下极板竖直向上移动一小段距离后，则电容器电压不变，带电油滴的电势能不变
C．若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板向下移动一小段距离，则电容器中场强变小
D．若开关K闭合一段时间后断开，再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变
【答案】A,D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】在开关 闭合的情况下，电容器电压不变，静电计指针张角不变，由
当平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离后，两极板间距变小，电容值变大，A符合题意；
B．带电油滴的电势能
下极板上移， 减小， 增大，B不符合题意；
CD．由
可得
若断开 K 后再将下极板下移，电容器电荷量不变，故场强不变，电场力不变，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】根据电容器的决定式判断电容器的变化情况；结合电势能的表达式判断电势能的变化情况；结合匀强电场电场强度的表达式以及电容器的定义式和决定式得出电场强度的表大会，从而进行分析判断。
12．（2020高三上·榆树月考）如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像，直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像，直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A．电源a比电源b内阻小
B．电源a比电源b电动势大
C．R接到b电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率大于50％
D．R接到a电源上，电源的输出功率达到最大，电源的效率为50％
【答案】B,D
【知识点】电功率和电功；全电路的功和能
【解析】【解答】AB．根据图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势，则有电源a比电源b内阻大，电源a比电源b电动势大，A不符合题意，B符合题意；
CD．电源的效率
由图看出，电阻R接在电源a上时电路中电流为 ，短路电流为I，根据闭合电路欧姆定律 得
a电源的效率为50%，由图看出，电阻R接在电源b上时
则电源b的效率大于50%，电源的图线与电阻R的U－I图线的交点表示电阻R接在该电源上的工作状态，由图读出电阻R接在电源a的电压和电流较大，电源a的输出功率较大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】U-I图象的斜率表示电源内阻，与纵坐标的交点为电动势。电源的效率等于路端电压的功率除以电源功率。
13．（2021高二上·武汉期中）关于电学概念，下列说法正确的是（ ）
A．电源电动势在数值上等于将正电荷从负极移到正极非静电力所做的功
B．大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流
C．在匀强电场中，电势降低的方向不一定是场强的方向
D．在电路中，沿电流方向电势一定降低
【答案】B,C
【知识点】电场力做功；电场强度；电势；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A．根据
则电源电动势在数值上等于将单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功，所以A不符合题意；
B．大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流，所以B符合题意；
C．在匀强电场中，电势降低最快的方向才是场强的方向，所以C符合题意；
D．在电路中，外电路沿电流方向电势降低，在内电路沿电路方向电势升高，所以D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】根据电场力做功的表达式得出电源电动势在数值上等于将单位正电荷从负极移到正极非静电力所做的功；大小、方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流匀强电场中，电势降低最快的方向才是场强的方向外电路沿电流方向电势降低，在内电路沿电路方向电势升高。
14．（2019高二下·德州期末）以下说法正确的是（ ）
A．在导体中有电流通过时，电子定向移动速率即是电场传导速率
B．铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电能
C．根据电场强度的定义式 可知，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量成反比
D．根据电势差 可知，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、 B两点间的电势差为
【答案】B,D
【知识点】电场强度；电势差；电源电动势及内阻
【解析】【解答】A．导体中有电流通过时，电子定向移动速率的数量级为 ，电场传导速率为光速 ．A不符合题意．
B．据 知，铅蓄电池的电动势为2V，它表示的物理意义是电路中每通过1 C的电荷，电源把2 J的化学能转化为电能．B符合题意．
C． 是电场强度的定义式，电场中某点的电场强度与试探电荷所带的电荷量无关．C不符合题意．
D．带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1J，则A、B两点间的电势差 ．D符合题意．
故答案为：BD
【分析】通过两个物理量的比值来定义一个新的物理量，这样的方法叫做比值定义法，这个物理量的影响因素不能通过该公式来分析。
15．（2017高二上·绵阳期中）如图所示，电源电动势E=10V，内阻r=0.2Ω，标有“8V 16W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0=0.25Ω，则下述说法正确的是（ ）
A．电动机的输入功率为80 W B．电动机的热功率16W
C．电源的输出功率为80 W D．电源的热功率为10W
【答案】B,C
【知识点】电功率和电功；全电路的功和能；电源电动势及内阻
【解析】【解答】解：CD、灯泡正常发光，电压为额定电压U额=8V，则路端电压U=U额=8V，
则电源内阻的电压为：U内=E﹣U=10﹣8=2V，
由欧姆定律得流过电源的电流为：I= = =10A，
电源的总功率为：P总=EI=10×10W=100W，
电源的热功率为：P损=I2r=102×0.2=20W
I2r所以电源的输出功率为：P出=P总﹣P损=P总﹣I2r=100﹣102×0.2=80W；
C符合题意，D不符合题意；
AB、灯泡的电流为：I灯= = A=2A，
电动机的电流为：IM=I﹣I灯=10﹣2=8A，
电动机总功率：PM=UIM=U（I﹣I灯）=8×（10﹣2）W=64W，
电动机发热功率为：P热=IM2R0=82×0.25=16W，
所以电动机的输出功率．P输出=PM﹣P热=64﹣16=48W，A不符合题意，B符合题意；
故答案为：BC
【分析】正确理解纯电阻电路和非纯电阻电路的区别，是解这个题的关键。
16．（2021高二上·白山期末）如图所示，L1、L2、L3为三个相同的灯泡且阻值恒定，电源内阻小于灯泡电阻。在滑动变阻器R的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．L1变暗，L2变亮，L3变暗
B．L1中电流变化量的绝对值大于L2中电流变化量的绝对值
C．电源总功率可能增大
D．电源输出功率可能增大
【答案】A,B
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．根据闭合电路欧姆定律可知，滑片P向下移动的过程中，电路总电阻增大，干路电流减小，故L3变暗，再次应用闭合电路欧姆定律可知，并联电路的电压增大，则L2变亮，由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流减小，L1变暗，A符合题意；
B．由于干路电流减小，而流经L2支路的电流增加，故流经L1支路的电流变化量的绝对值大于L2支路电流变化量的绝对值，B符合题意；
C．电路总电流减小，电源总功率减小，C不符合题意；
D．由于电源内阻小于灯泡电阻且外电路电阻增加，电源的输出功率减小，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】根据闭合电路欧姆定律得出P向下移动的过程中干路中电流的变化情况，以及并联电路电压的变化情况，从而得出L2量度的变化情况，利用功率的表达式判断电源功率的变化情况。
17．（2021高二上·武汉期中）如图所示，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。闭合开关S，将滑动变阻器滑片向上滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为 、 、 ，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（ ）
A．A的示数增大 B．电源的输出功率减小
C． 与△I的比值大于R D． 大于
【答案】B,C,D
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】A．理想电压表内阻无穷大，相当于断路，理想电流表内阻为零，相当于短路，所以R与滑动变阻器串联，电压表 、 、 分别测量R、路端电压和滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器滑片向上滑动时，接入电路的电阻增大，电路中电流减小，电流表A的示数减小，A不符合题意；
B．电源的输出功率随外电阻的变化关系如图所示
由于定值电阻阻值R大于电源内阻阻值，故外电阻增大时电源输出功率在减小，B符合题意；
C．根据闭合电路欧姆定律得
可知
C符合题意；
D．根据C选项，同理可得
又因为
联立可得
解得
D符合题意。
故答案为：BCD。
【分析】根据电路的动态分析以及串并联电路的特点得出电流表示数的变化情况；根据外电阻与输出功率的关系得出外电阻增大时，电源输出功率减小，根据闭合电路欧姆定律 V3示数变化量电流表A示数变化量的绝对值为ΔI的比值。
18．（2020高二上·重庆期中）如图所示，电流表A1与A2内阻相同，电压U恒定，甲图中A1示数为3A，A2示数为2A，则乙图中（ ）
A．A1示数大于3A B．A1示数小于3A
C．A2示数小于1A D．A2示数大于1A
【答案】A,C
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】由题图甲可知，R1中的电流I1=2A
R2中的电流I2=3A-2A=1A
由并联电路特点可知
改为题图乙中电路后，R1支路电阻更小，由并联电路特点可知，总电阻变小，电路两端电压不变，由欧姆定律可知，干路中总电流变大，所以电流表A1示数变大；干路电流变大，电流表A1两端电压变大，并联电路电压变小，又由于电流表A2所在支路的电阻变大，由欧姆定律可知，该支路电流变小，即A1示数大于3A，A2示数小于1A，所以AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】根据并联电路特点，可通过电流表的读数，得出R1中的电流和R2中的电流，从而可以知道两个电阻的大小关系。根据图甲中得到的两个电阻的关系，根据欧姆定律，判断各支路和干路的电流关系。
三、非选择题
19．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离 。电源电动势 ，电阻 、 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。小球带电荷量为 ，质量为 ，不考虑空气阻力。求
（1）电源内电阻r；
（2）此时电源的输出功率。
【答案】（1）解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零；
设两板间电压为 ，
由动能定理得 ；
R2两端电压 ；
设通过 的电流为I，由部分欧姆定律得 ，
由闭合电路欧姆定律得 ，
解得： ；
（2）解：电源的输出功率 ，解得：
【知识点】含容电路分析；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】本题综合考查了电路和带电粒子在电场中运动知识。根据带电粒子在平行板间运动，由动能定理可求两板间电压；平行板间电压也就是电阻R2两端电压，再根据闭合电路欧姆定律可求电源内阻，电源的输出功率等于电源总功率减电源内阻的热功率。
20．（2019高二上·陕西月考）如图所示，已知电源电动势E＝20 V，内阻r＝1 Ω，当接入固定电阻R＝4 Ω时，电路中标有“3V 6 W”的灯泡L和内阻RD＝0.5
Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
（1）电路中的电流大小；
（2）电动机的额定电压；
（3）电动机的输出功率；
（4）电源的效率。
【答案】（1）解：灯泡L正常发光，电路中的电流为
（2）解：由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为UD=E-I（r+R）-UL=20-2×（1+4）-3=7V
（3）解：电动机的总功率为P总=IUD=2×7=14W
电动机的热功率为P热=I2RD=22×0.5=2W
则电动机的输出功率为P出=P总-P热=12W
（4）解：电源的效率
【知识点】全电路的功和能
【解析】【分析】电动机是非纯电阻元件，利用电动机两端的电压乘以流过电动机的电流求出电动机的总功率，利用焦耳定律的变形公式求解电动机的发热功率，利用总功率减去发热功率即为电动机的机械功率。
21．（2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.3 欧姆定律 同步练习）如图所示的电路中， ， ，电源内阻 ，若开关闭合后通过电源的电流为3A，铭牌上标有“6V 12W”的电动机刚好正常工作，求：
（1）流过 上的电流为多少？
（2）电源电动势为多少？
（3）若电动机线圈电阻为 ，电动机输出功率为多少？
【答案】（1）解：由部分电路欧姆定律得：
流过 上的电流为
（2）解：通过电动机的电流为：
干路电流
的电压
根据闭合电路欧姆定律得：
电源的电动势
（3）解：电动机输出功率为
【知识点】全电路的功和能
【解析】【分析】根据电动机正常工作可知电动机的功率和电压，由此可求流经电动机的电流和电阻R2两端电压，由欧姆定律可得R2的电流；R2与电动机并联，由并联电路电流关系可得R1的电流，根据闭合电路欧姆定律可求电源电动势；电动机输出功率等于电动机输入功率减热功率。
22．（2023·临海模拟）某校两个物理研究小组测量不同型号电池的电动势和内阻。
（1）第一小组利用多用电表粗略测定电动势，当多用电表选择开关位于直流挡时，多用电笔表盘如图甲所示，则该电池电动势约为 V。研究小组想利用多用电表欧姆挡粗略测量电源内阻，你认为 （填“可行”或“不可行”）。
（2）第二小组设计的实验电路图如图乙所示，已知，改变得到多组数据，以为纵坐标，为横坐标如图丙，请结合数据点分析电源电动势 V，内阻 （结果均保留小数点后两位）；滑动变阻器选 （填A或B）（滑动变阻器A、B的最大值分别为、）；该小组实验误差与电压表 （填“”或“”）的分流无关。
【答案】（1）1.16/1.17/1.18/1.19/1.20；不可行
（2）2.85/2.86/2.87/2.88/2.89/2.90/2.91/2.92/2.93/2.94/2.95/2.96/2.97/2.98；0.85/0.86/0.87/0.88/0.89/0.90/0.91/0.92/0.93/0.94/0.95/0.96/0.97/0.98；B；
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】（1）多用电表选择开关位于2.5V直流档，看表盘中间一排刻度线，由图可知电源电动势约为1.17V，由于读数误差(1.16-1.20V)均可；
由于多用电表本身已经有电源，多用电表欧姆挡测电阻时，被测电阻应与其他电源断开，所以不能测量电源的内阻；
（2）根据闭合电路欧姆定律，有，将坐标轴上的各数据点进行描点，如图所示
根据图像的纵截距可知，电源的电动势为2.90V，由于误差（2.85V-2.98V）均可；
由数学知识可知，斜率为，由于误差（0.85-0.98)欧姆均可；
电压表V2测量的是滑动变阻器两端的电压，最大示数约为2.4V，电压表V1测量的是定值电阻两端的电压，最小值约为0.3V，根据串联电路分压规律，可知滑动变阻器的最大阻值不小于定值电阻的8倍，所以滑动变阻器选择B；
根据实验原理可知，电路中的电流是通过电压表的示数和定值电阻的阻值计算的，所以由于电压表V2的分流作用，电路中的电流测量值会偏小，故实验误差于电压表有关，与无关。
【分析】（1）根据多用电表的读数规则和多用电表的构造原理分析即可；
（2）根据实验原理即闭合电路欧姆定律得出的关系结合数学知识得出电源电动势与内阻，及误差分析。
23．（人教版物理选修1-1第一章第五节电流和电源同步训练）导线中的电流是10﹣8A，导线的横截面积为1mm2．
（1）在1s内，有多少个电子通过导线的横截面？（电子电荷量e=1.6×10﹣19C）
（2）自由电子的平均移动速率是多大？（设导线每立方米内有8.5×1028个自由电子）
（3）自由电子沿导线移动1m，平均要多长时间？
【答案】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010 （个）
（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s
（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】【解答】（1）1s内，通过导体横截面的电子：N= = =6.25×1010个（2）据公式I=nqSV得：V= =7.4×10﹣13m/s（3）据s=Vt得以这样的速率沿导线传播1m需用时为：t= =1.4×1012s
答：（1）在1s内，有6.25×1010个电子通过导线的横截面．（2）自由电子的平均移动速率是7.4×10﹣13m/s．（3）自由电子沿导线移动1m，平均要1.4×1012s
【分析】利用I= 和N= 求通过的电子；利用I=nqSV和S=πr2求平均移动速率；利用s=Vt的变形式求需要的时间．
24．（2024高二下·汉寿开学考）如图所示电路中，电压表为理想电表，为电阻箱，为阻值的定值电阻，开始时，断开电键，闭合电键，调节电阻箱的阻值为时，电压表的示数为，调节电阻箱的阻值为时，电压表的示数为，已知电动机的额定电压为，正常工作时输出的机械功率为，电动机线圈电阻为，求：保存进入下一题
（1）电源的电动势和内阻；
（2）将电阻箱的电阻调到某一个值后闭合电键，电动机恰好能正常工作，则电阻箱调节后接入电路的电阻为多少。
【答案】（1）解：根据题意，设电源电动势为，内阻为，由闭合回路欧姆定律，断开电键，闭合电键，调节电阻箱的阻值为时，结合欧姆定律有，
调节电阻箱的阻值为时，有，
联立代入数据解得，。
（2）解：根据题意可知，电动机的额定电压，
设额定电流为，则有，
代入数据解得或，
由欧姆定律可得，流过电阻的电流为，
当时，流过电阻箱的电流为，
电阻箱两端的电压为，
则接入电路中电阻箱的阻值为，
当时，流过电阻箱的电流为，
电阻箱两端的电压为，
则接入电路中电阻箱的阻值为。
【知识点】电功率和电功；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】本题考查闭合电路欧姆定律与非纯电阻，对于非纯电阻，不能直接对其使用欧姆定律，但是可以根据闭合电路欧姆定律结合串并联电路的特点，分析电路其他部分的电压与电流，进而可得到其电压与电流，是总功率，热功率是，输出功率
25．（2023高三上·东城期末）大多数传感器都是以物理原理为基础，将不易测量的非电学量转换成便于测量的电学量。传感器的种类很多，应用也很广泛。
（1）金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这种性质可以制作温度传感器。某金属丝的阻值随温度变化的规律为，其中与均为定值。将其连入图甲所示的电路中，已知电源电动势为，内阻为，电流表为理想电表。求电流表的示数与温度的关系式。
（2）有些半导体材料具有压阻效应，即当沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化，利用这种性质可以制作压力传感器。图乙所示为某半导体薄膜压力传感器的电阻随其所受压力变化的曲线。若将电阻变化量的绝对值与压力变化量的绝对值的比值称为灵敏度。请你估算压力为1N时该传感器的灵敏度（结果保留两位有效数字）。
（3）为了研究随电梯一起运动的物体对电梯压力的变化规律，某同学将（2）中的压力传感器静置于电梯地板上，并将质量为400g的物体放在传感器上。在上升的电梯中，他利用手机中的加速度传感器测量了电梯的加速度。某段时间内电梯在竖直方向的加速度随时间变化的图线如图丙所示，其中以竖直向上为的正方向。取10m/s2。不考虑温度对传感器的影响，且压力变化时传感器可以迅速做出反应。估算在电梯上升过程中，物体对电梯压力大小的变化范围，并从灵敏度的角度评估所选器材能否帮助他比较精确地完成此项研究。
【答案】（1）解：根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）解：由题可知，灵敏度等于图乙中曲线的斜率的绝对值，所以当F=1N时，灵敏度为
（3）解：由图丙可知，电梯加速上升过程中的加速度 ，减速上升过程中的加速度 。设加速上升过程中电梯对物体的支持力为 ，根据牛顿第二定律有
整理得
设减速上升过程中电梯对物体的支持力为 ，根据牛顿第二定律有
整理得
所以物体对电梯压力大小的变化范围为
由图乙可知，在此压力范围内传感器的灵敏度为
在 的压力范围内时，压力传感器的电阻变化量是
如此巨大的阻值变化，是很容易测量出来的，所以这些器材能够非常精确地完成此项研究。
【知识点】牛顿运动定律的综合应用；闭合电路的欧姆定律
【解析】【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律得出电流表的示数与温度的关系式。 ；
（2）根据图乙得出 曲线的斜率的绝对值为灵敏度；
（3）a-t图像与坐标轴围成图形的面积表示物体的速度变化量，利用牛顿第二定律得出F1的大小，在减速上升的过程利用牛顿第二定律得出F2的大小，从而得出物体对电梯压力大小的变化范围 ，从而得出压力范围内传感器的灵敏度和压力传感器的电阻变化量 。
26．（2021·浙江会考）某校的STEM课后综合实践小组分甲、乙两个小队展开电学实验探究：
（1）甲队实验小组为了测量一横截面为圆形、粗细程度均匀的某金属合金的圆柱体的电阻率，使用游标卡（精度0.05mm）、螺旋测微器分别测量该圆柱体的轴长和直径，如下图所示，则该金属圆柱体的轴长L= mm、直径为D= mm。
（2）如下图甲是甲队通过分压式电路，利用安培表外接法测量该金属块的电阻，其中R0=130Ω的保护电阻。如下乙图是该金属圆柱体的伏安特性曲线，当电压为3V时该金属块的电阻为Rx= Ω（保留1位小数）。根据图象请判断：电压增加，则该金属圆柱体的电阻率 （填“变小”、“变大”或“不变”）。
（3）乙队则是负责测量电容笔的9号干电池的电源电动势和内阻（如图）。除了电池外，实验室已有器材为0~3V电压表（内阻不明）、0~0.6A电流表（内阻不明），滑动变阻器（0~20Ω）、开关导线。为顺利完成实验，需要选择合适电路图，测量电源电动势和内阻的实验电路图应选择 （填“图甲”或“图乙”）。
（4）经测量，描点绘图后，该电源电动势和内阻分别是 V、 Ω（保留两位小数）。
【答案】（1）40.65；2.480
（2）0.4；变小
（3）图乙
（4）1.50（1.48~1.52范围内均可）；1.84（1.81~1.87范围内均可）
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】（1）该金属圆柱体的轴长为
该金属圆柱体的直径为
（2）由图可知，当电压为3V时，通过金属块的电流为23mA，根据部分电路欧姆定律可得
解得
I-U图像斜率的倒数表示电阻，所以电压增加，该金属圆柱体的电阻变小，根据电阻定律可知电阻率变小。
（3）由于电流表内阻较小，和干电池内阻可以比拟，所以在电流表内阻不明的情况下要采用内接法，此时系统误差相对来说最小，故答案为：图乙。
（4）电源U-I图像的纵截距表示电动势，斜率的绝对值表示内阻，即
【分析】（1）根据游标卡尺和螺旋测微器的读数规律读出圆柱体的轴长和直径；
（2）根据伏安特性曲线以及闭合电路欧姆定律得出该金属块的电阻，利用电阻定律得出该金属圆柱体的电阻率；
（3）根据电流表内阻判断电流表的连接方式，从而选择电路图；
（4）根据U-I图像得出该电池的电动势以及电源的内阻。
27．（2022·江门模拟）某实验小组想测量元电荷的电量大小。装置如图实验，在真空容器中有正对的两平行金属板A和B，两板与外部电路连接，两板间相距d=0.3m。外部电路电源电动势E=300V，内阻r=1.0Ω，保护电阻R0=19.0Ω，电阻箱的阻值R可调。实验时，电键S1闭合、S2断开时，小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态，该油滴质量为，取g=10m/s2，求：
（1）该油滴带电性质及所带电量q；
（2）调节电阻箱R=20.0Ω，闭合电键S2，油滴将加速下落，求油滴下落到B板的时间t（结果可以保留根号）。
【答案】（1）解：电键S1闭合、S2断开时，电路断路
该油滴处于静止状态，受力平衡
解得
由于电场方向竖直向下，电场力竖直向上，故该油滴带负电
（2）解：闭合电键S2电容器与R并联，因此
根据闭合电路欧姆定律
电场强度
根据牛顿第二定律
油滴下落到B板由运动学公式
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合；电路动态分析
【解析】【分析】（1）油滴处于静止时根据共点力平衡以及匀强电场电场电场强度的表达式得出该油滴的带电量，结合电场力的方向判断电性；
（2）利用闭合电路欧姆定律以及匀强电场电场强度的表达式和牛顿第二定律得出家USU盾的表达式，根据匀变速直线运动的规律得出油滴下落到B板的时间。
28．（2021高二上·山东月考）某同学利用图甲所示装置测定某电动机的效率。分别用电压传感器和电流传感器测得电动机的输入电压和输入电流与时间的关系图像分别如图乙、图丙所示，当重物匀速上升时用位移传感器测得重物上升的位移与时间的关系图线如图丁所示，电动机提升的重物的质量为，不计一切摩擦，取。求：
（1）该电动机在图丁所示时间内的效率；
（2）该电动机的内阻；
（3）电源的电动势和内阻。
【答案】（1）解：当重物匀速上升时，电动机的电压
即电动机输入功率为
由图像的斜率可得重物匀速上升的速度为
此时电动机的输出功率
得该电动机在图丁所示时间内的效率
（2）解：由
得
（3）解：电动机与电源构成闭合回路，初始启动时
电动机稳定工作时
由闭合电路欧姆定律
联立
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【分析】（1）利用功率的计算得出电动机输入功率，结合瞬时功率的计算以及电动机工作效率的表达式得出电动机在图丁所示时间内的效率；
（2）根据电动机输出功率的表达式得出电动机的内阻；
（3）利用闭合电路欧姆定律得出该电源的电动势以及内阻。
29．（2021高二上·河南月考）如图所示的电路中，电源电动势E=10V，内阻不计，两个电容器C1=40μF，C2=50μF，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，先闭合开关S，待电路稳定后再断开S，求：
（1）闭合开关S时，电容器C1两端的带电量Q1；
（2）断开S后流过电阻R1的电量Q。
【答案】（1）解：开关S闭合时，电路中电流为
两端的电压为
电容器C1两端的带电量为
（2）解：开关S闭合时，电容器C2两端的带电量为
开关断开后，两电容器两端的电压均为10V，则电荷量大小分别为
故断开S后流过电阻R1的电量Q为
【知识点】电容器及其应用；电路动态分析
【解析】【分析】（1） 开关S闭合时 ，利用闭合电路欧姆定律得出电路中的电流，结合欧姆定律得出 两端的电压，同时利用电容器的定义式得出电容器C1两端的带电量；
（2）当开关断开后，根据电容器的定义式得出两电容器的电荷量，从而得出通过R1的电量。
30．（高物选择性必修二 五年高考 三年模拟 全书综合测评【xm】）如图甲所示，电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为R=2 的电阻，虚线0O'沿水平方向，OO'下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场。现将质量为m=0.3 kg、电阻Rab=1 的金属杆ab从OO'上方某处以一定初速度释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.3 m的过程中，其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v0=2.0 m/s，取g= 10 m/s2。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）金属杆ab下落0.3 m的过程中，通过R的电荷量q。
【答案】（1）解：根据题图乙知，ab杆刚进入磁场时，加速度大小为 ，方向坚直向上，根据牛顿第二定律有
由于ab杆刚进人磁场时的速度为 ，则有
联立解得
（2）解：根据题图乙可知金属杆在磁场外下落的高度为
则在磁场中下落的高度为 根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
通过 的电荷量 联立得
【知识点】牛顿第二定律；电路动态分析；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【分析】（1）粒子在磁场中运动的过程中根据牛顿第二定律以及闭合电路欧姆定律得出匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）根据几何关系得出金属杆在磁场中下落的高度 ，结合法拉第电磁感应定律以及闭合电路欧姆定律以及电流的定义式得出通过R的电荷量q 。
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