专题闭合电路欧姆定律的应用 同步巩固练 2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册

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专题闭合电路欧姆定律的应用 同步巩固练
2024-2025学年物理人教版(2019) 必修第三册
一、单选题
1．某同学做电学实验（电源内阻r不能忽略），闭合开关，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小，观察到理想电压表和理想电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是选项图中的（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示电路，电源电动势为、内电阻为，电流表和电压表均为理想电表。开关S闭合后，在变阻器的滑片P向下滑动的过程中，电表示数的变化情况是（　　）
A．电压表与电流表的示数都增大
B．电压表与电流表的示数都减小
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
3．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，三个灯泡A、B、C原来都是正常发光的，电路突然发生了故障，结果灯泡C比原来暗了些，灯泡A和B比原来亮了些，假设三个灯泡灯丝的电阻恒定不变，则电路中出现的故障可能是（　　）
A．短路 B．断路 C．断路 D．短路
4．在如图电路中，当滑动变阻器的滑片从端向端滑动时，以下判断正确的是（　　）
A．电压表读数变大，通过灯的电流变大，灯变暗
B．电压表读数变小，通过灯的电流变小，灯变暗
C．电压表读数变大，通过灯的电流变小，灯变暗
D．电压表读数变小，通过灯的电流变大，灯变暗
5．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝1 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω，当调节滑动变阻器R1时可使甲电路中电源的输出功率最大，调节R2时可使乙电路中电源的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作（额定输出功率为P0＝2 W），则电路输出功率最大时，R1和R2的阻值分别为（　　）
A．2 Ω，2 Ω B．2 Ω，1.5 Ω
C．1.5 Ω，1.5 Ω D．1.5 Ω，2 Ω
6．如图甲所示的电路中，电源E的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，伏安特性曲线如图乙所示。当开关S接位置1时，理想电压表的示数为3V，那么当开关S接到位置2时，下列说法正确的是（ ）
A．小灯泡L正常发光
B．小灯泡L可能被烧坏
C．小灯泡的实际功率约为1.2W
D．小灯泡此时的电阻大于2Ω
7．如图所示，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小，电压表和电流表均为理想电表，当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数增大
B．电压表的示数减小
C．电源的总功率减小
D．电源的输出功率减小
8．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
二、多选题
9．如图，电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r．将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表示数变化量的绝对值分别为 ，理想电流表示数变化量的绝对值 ，则
A．A的示数增大 B．的示数增大
C．与 的比值大于r D．大于
10．如图，分别表示一个电池组和某电阻的伏安特性曲线，以下说法正确的是（　　）
A．电池组的内阻是
B．电阻的阻值为
C．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为
D．将该电阻接在此电池组两端，电池组的输出功率为
11．在如图甲所示的电路中，闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中的三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法正确的是：（　　）

A．图线a表示的是电压表的示数随电流表A示数变化的情况
B．图线c表示的是电压表的示数随电流表A示数变化的情况
C．此过程中电压表示数的减小量大于电压表示数的增大量
D．此过程中电压表示数的变化量和电流表A数变化量的比值不变
12．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（　　）
A．断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点
B．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
C．保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点
D．保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧
13．如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1和L2都正常发光，后来由于某种故障使灯L2突然变亮，由此推断，以下故障可能的是（　　）
A．灯L1灯丝烧断 B．电阻R2断路
C．电阻R2短路 D．电容器被击穿短路
三、解答题
14．如图所示，电源的电动势不变，内阻为，定值电阻为，滑动变阻器的最大阻值为，求：
（1）当滑动变阻器的阻值为多大时，电阻消耗的功率最大？
（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？
15．如图所示，电源电动势，内阻，定值电阻，电动机M的线圈电阻，电键S闭合，电动机正常工作时，理想电压表示数为，求：
(1)通过电动机的电流是多少；
(2)电源的输出功率是多少；
(3)电动机输出的机械功率为多少；
(4)若电动机被卡死不能转动，则电动机的热功率为多少。
16．由滑动变阻器、定值电阻以及电源、电表、电键组成的电路如图甲所示。闭合开关S，从左端向右移动滑动变阻器的滑片，根据电表数据得到图像如图乙所示，电表均为理想电表，滑动变阻器的阻值调节范围足够大。求：
(1)电源电动势和内阻以及电阻的阻值；
(2)电源的最大输出功率；
(3)滑动变阻器的最大功率。
17．如图甲所示，电源内阻，、均为定值电阻，，为滑动变阻器，最大阻值为，电容器的电容，电表均为理想电表。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，电路稳定时读出电压表和电流表的示数，得到关系如图乙所示。求：
(1)电源的电动势和的阻值；
(2)当滑片P移到正中间位置时，电容器上带的电荷量；
(3)滑片P从移到的过程中，滑动变阻器的最大功率。
参考答案
1．C
A．若滑动变阻器触片向上移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电流增大，电压表读数减小，不符合题意，A错误；
BD．根据上述分析，根据串反并同的原理可知，当滑动变阻器触片向上移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电流增大，电压表测量路端电压，路端电压减小，则电压表的读数减小，不符合题意，BD错误；
C．同理可知，在此电路中，电压表测量定值电阻的电压，根据串反并同的原理，电压表示数增大，符合题意，C正确。
故选C。
2．B
滑片P向下滑动的过程中，连入电路的阻值减小，电压表与变阻器间接并联，电流表与变阻器间接并联，根据串反并同规律可知，电压表示数减小，电流表的示数减小。
故选B。
3．A
A．若短路，外电阻减小，路端电压减小，干路电流增大，灯泡C中的电流减小，则通过灯泡A和B的电流增大，灯泡A、B变亮，故A正确；
B．若断路，灯泡A、B不会亮，故B错误；
C．若断路，外电阻增大，干路电流减小，路端电压增大，灯泡C中的电流增大，则通过灯泡A的电流减小，灯泡A变暗，灯泡A和两端电压减小。故灯泡B两端电压增大，灯泡B变亮，不符合题意，故C错误；
D．若短路，灯泡B不亮，不符合题意，故D错误。
故选A。
4．A
当滑动变阻器的滑片P从b端向a端滑动时，滑动变阻器的电阻变大，根据“串反并同”，与滑动变阻器并联的电压表示数变大，通过的电流变大，亮度变亮；与滑动变阻器串联的的电流变小，亮度变暗。
故选A。
5．B
根据
可知，当电路的外电阻等于内阻时，电路的输出功率最大为
所以甲图则有
解得
对于乙图，输出的功率最大时，电路中电流为I， 则有
由欧姆定律可知电阻两端的电压为
整理可得
联立上述各式可得
故选B。
6．C
AB．当开关接位置1时，电路中的电流
I==A=0.1A
由闭合电路欧姆定律
U=E-Ir
可解得
r=Ω=2Ω
当开关接位置2时，设通过灯泡的电流为I，灯泡两端的电压为U，从电源角度看I、U还应满足
U=E-Ir
即
I=-0.5U＋1.6
作出电源的I-U图像如图所示
两个图线的交点（1.2V，1.0A）即为实际工作点，小灯泡的电压小于额定电压，不能正常发光，AB错误；
CD．小灯泡的实际功率
P=1.2×1.0W=1.2W
电阻
R==Ω=1.2Ω
电阻小于2Ω，C正确，D错误。
故选C。
7．C
AB．当外界的光照强度减弱时，R阻值变大，则总电阻变大，总电流减小，电流表示数减小，因R0及内阻上的电压减小，可知电阻R上电压变大，即电压表示数变大，选项AB错误；
C．电源的总功率P=IE，因电流I减小，则电源总功率P减小，选项C正确；
D．因外电阻和电源内阻的关系不确定，则不能判断电源的输出功率的增减情况，选项D错误。
故选C。
8．C
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。
9．ACD
A．滑动变阻器的滑片向下滑动，导致滑动变阻器阻值变小，由于电压表断路，定值电阻和滑动变阻器为串联，滑动变阻器阻值变小，总电阻变小，电源电动势不变，总电流变大，即电流表示数变大，选项A对；
B．电压表测量定值电阻的电压，电阻不变，总电流变大，所以电压变大即示数增大．电压表测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压，示数变小，选项B错；
D．电压表测量滑动变阻器电压，设电流增加量为，则根据，，所以，选项D对；
C．电压表的变化量，所以，选项C对．
10．BC
A．电池组的内阻等于a图线的斜率大小，为
故A错误；
B．电阻的阻值等于b图线的斜率大小，为
故B正确；
C．电源的输出功率
当外电阻的阻值等于内阻时，其电源的输出功率最大为
故C正确；
D．两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态，则电阻两端的电压为U=3V，电流为I=1A，则电池组的输出功率
故D错误。
故选BC。
11．CD
AB．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻变小，外电路总电阻变小，电流变大，可知路端电压变小，即知电压表V1示数变小；R1两端的电压变大，电压表V2的示数变大；则R2两端电压变小，直至为零，即电压表V3的示数变小且可以减小到电压为零。则知图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况，图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况，故AB错误；
C．由闭合电路欧姆定律得
电流变大，则电源内阻的电压变大，可见此过程中电压表示数的减小量应等于电压表示数的增大量和电源内阻的电压增大量之和，故C正确；
D．由闭合电路欧姆定律得
则
电压表V3示数的变化量和电流表示数变化量的比值保持不变，故D正确；
故选CD。
12．AB
AB．设两板间的电压为U，两板间的距离为d，粒子的电荷量为q，微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点，则根据牛顿第二定律可得加速度为
方向垂直于板向下
断开开关，平行板带电量不变，平行板间的电场强度为
结合，，可得
电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动，故还打在O点；N极板稍微下移，粒子在竖直方向运动的位移增大，由可知运动时间增大，沿平行板方向运动的位移变大，粒子打在O点的右侧，故AB正确；
C．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端的电压为
减小，U将增大，电容器两端的电压增大，粒子向下运动的加速度减小，由可知粒子运动时间变长，沿平行板方向运动的位移变大，故粒子打在O点右侧，故C错误；
D．保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故粒子打在O点，故D错误。
故选AB。
13．BD
A．若L1灯丝烧断，会使电路总电阻变大，总电流变小，电阻R2与L2并联电压变小，L2的亮度会变暗，故A错误；
B．若电阻R2断路，使电路的总电阻增大，总电流减小，R1并联部分电压与内电压之和减小，使L2两端的电压增大，L2会变亮，故B正确；
C．若是R2短路，L2会因被短路而熄灭，故C错误；
D．若电容器被击穿，由于电路的总电阻减小，总电流增大，电阻R2与L2并联电压变大，L2的亮度会变亮，故D正确。
故选BD。
14．（1）0；（2）
（1）根据公式知，电阻消耗的功率为
当滑动变阻器的阻值为0时，电阻消耗的功率最大，最大功率为；
（2）滑动变阻器消耗的功率为
由上式知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为；
15．(1)
(2)
(3)
(4)
（1）通过电动机的电流为
（2）电源的输出功率为
（3）电动机输出的机械功率为
（4）若电动机被卡死不能转动，流过电动机的电流为
此时，电动机的热功率为
16．(1)；；
(2)
(3)
（1）设电源电动势为，内阻为，根据闭合电路欧姆定律有
，
图线反映了表示数随的变化，则
，
图线反映了表示数随的变化，则
解得
（2）电源的输出功率为
从左向右移动变阻器的滑片，增大，根据数学知识可知当时，随的增大而减小，当时，有最大值为
（3）的输出功率为
根据数学知识可知当时，有最大值为
17．(1)；
(2)
(3)3.375W
（1）结合电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得
由图乙知，当时，；当时，；代入数据，联立解得
，
（2）当滑片P移到正中间位置时，电阻接入电路的阻值为最大值的一半，即。可得和并联部分的电阻为
此时电流表的示数为
此时电容两端的电势差等于电阻两端的电势差，为
由电容器的定义可得
代入数据解得
（3）并联部分电压
的功率
整理得
当时，功率最大，解得
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