第4章　闭合电路 分层作业15　常见的电路元器件　闭合电路的欧姆定律--2025粤教版高中物理必修第三册同步练习题

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2025粤教版高中物理必修第三册
分层作业15　常见的电路元器件　闭合电路的欧姆定律
A组必备知识基础练
题组一　对电动势的理解与应用
1.下列关于电源电动势说法正确的是(　　)
A.电源的电动势与电源的体积有关
B.在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和
C.电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势越大
D.电动势、电势差虽然名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
2.(多选)关于电流、电阻和电动势,下列说法正确的是 (　　)
A.电流有方向,其方向与导体中正电荷的定向移动方向相同,因此电流是矢量
B.电源内部,非静电力由负极向正极移送相同电量的电荷时,其做功越多,电动势越大
C.由R=可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比,U一定时,R与I成反比
D.对给定的导体,比值是一个定值,反映导体本身的一种性质
题组二　闭合电路欧姆定律的理解与应用
3.在如图所示的电路中,电源的电动势E=3 V,内阻r=1.0 Ω,R为滑动变阻器.当闭合开关S后,电流表示数为0.3 A,忽略电流表的内阻,则滑动变阻器接入电路的阻值为(　　)
A.8.0 Ω B.9.0 Ω
C.10.0 Ω D.11.0 Ω
4.有两个相同的电阻R,串联起来接在电动势为E的电源上,通过每个电阻的电流为I,若将这两个电阻并联起来,仍接在该电源上,此时通过每个电阻R的电流为,则该电源的内阻为(　　)
A.R B.
C.4R D.
5.如图所示,当开关S断开时,电压表示数为3 V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8 V,则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A.5∶3 B.3∶5
C.2∶3 D.3∶2
题组三　路端电压与负载的关系
6.某电源的路端电压与电流的关系图像如图所示,下列结论正确的是(　　)
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时外电阻是1.8 Ω
7.(多选)某电路的电路图如图所示,电源内阻不可忽略,可以通过控制开关使接入电路的灯泡数量增多或减少,以下说法正确的是(　　)
A.接入电路的灯泡多时总的负载电阻较小
B.接入电路的灯泡少时灯泡两端电压较小
C.接入电路的灯泡多时通过电池的电流较大
D.接入电路的灯泡少时各灯泡较亮,多时各灯泡较暗
B组关键能力提升练
8.小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定.握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响,则此盐水柱(　　)
A.通过的电流增大
B.两端的电压增大
C.阻值增大为原来的1.2倍
D.电功率增大为原来的1.44倍
9.在如图所示的电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,电流表内阻不计,定值电阻R的阻值为1 Ω,滑动变阻器的最大阻值R1=4 Ω,在滑动变阻器的滑动端移动过程中,理想电压表的示数变化范围是(　　)
A.1~3 V B.3~5 V
C.0~6 V D.保持6 V不变
10.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,G为灵敏电流计.开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态.则在滑动变阻器R的滑片P向上移动的过程中,下列判断正确的是(　　)
A.灵敏电流计G中有a→b的电流
B.油滴向上加速运动
C.电容器极板所带电荷量将减小
D.通过电阻R2的电流将减小
11.飞行器在太空飞行,主要靠太阳能电池提供能量.有一太阳能电池板,测得它的断路电压为800 mV,短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是(　　)
A.0.1 V B.0.2 V
C.0.3 V D.0.4 V
12.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点,如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图线,在图线a对应光照强度下将它们组成闭合电路时,硅光电池的内阻为(　　)
A.8.0 Ω B.10 Ω
C.12 Ω D.12.5 Ω
13.如图所示的电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=2 Ω,R1=4 Ω,R2=6 Ω,R3=3 Ω.
(1)若在C、D间连一个理想电压表,其读数是多少
(2)若在C、D间连一个理想电流表,其读数是多少
14.如图所示的电路中,直流电源电动势为4 V、内阻为1 Ω,电阻R1、R2、R3的阻值均为4 Ω,电容器的电容为30 μF,电流表的内阻不计.闭合开关,电路稳定后,求:
(1)电流表的读数.
(2)电容器所带的电荷量.
(3)断开开关后,通过R2的电荷量.
C组核心素养拔高练
15.某电路的电路图如图甲所示,滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示,不考虑电表对电路的影响.
(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像分别对应U-I图像中的哪一条图线
(2)定值电阻R0、滑动变阻器的总电阻R分别为多少
(3)求出电源的电动势和内阻.
分层作业15　常见的电路元器件　闭合电路的欧姆定律
1.B　解析 电动势是由电源的性质决定的,与体积大小无关,故A错误;在闭合电路中,电动势等于内、外电压之和,故B正确;电源电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量,即在电路中通过一定电荷量时,电源提供的电能越多,电动势越大,并不是电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势越大,故C错误;电动势和电势差物理意义不同,故D错误.
2.BD　解析 电流有方向,习惯上规定导体中正电荷的定向移动方向为电流的方向,电流是标量,故A错误;根据电动势的定义式E=可知,电源内部,非静电力由负极向正极移送相同电量的电荷时,做功W越多,电动势E越大,故B正确;对给定的导体,比值=R是一个定值,反映导体本身的一种性质,导体的电阻R与U、I均无关,故C错误,D正确.
3.B　解析 闭合开关S,根据闭合电路欧姆定律得I=,变形得R=-r= Ω-1.0 Ω=9.0 Ω,即滑动变阻器接入电路的阻值为9.0 Ω,故选B.
4.C　解析 由闭合电路欧姆定律得,两电阻串联时有I=,两电阻并联时有I=,联立解得r=4R.
5.D　解析 S断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即E=3 V.S闭合时,电压表示数U外=1.8 V,所以电源内阻分担的电压U内=E-U外=1.2 V.因U外=IR,U内=Ir,所以R∶r=U外∶U内=1.8∶1.2=3∶2,故选D.
6.A　解析 由闭合电路的欧姆定律U=E-Ir得,当I=0时,U=E,即图线与纵轴交点的纵坐标表示电源的电动势E=6 V,故A正确;图线斜率的绝对值表示电源的内阻,r= Ω=2 Ω,故B错误;外电阻R=0时,短路电流为I= A=3 A,故C错误;电流I=0.3 A时,路端电压U=E-Ir=6 V-0.3×2 V=5.4 V,则外电阻R==18 Ω,故D错误.
7.ACD　解析 由图可知,接入电路的各个灯泡并联,当点亮的灯泡数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外部总电阻减小,故A正确;由闭合电路欧姆定律可知,接入电路的灯泡少时,电阻较大,则通过电池的电流小,内部电压小,则路端电压大,故B错误;接入电路的灯泡多时,外部电阻小,通过电池的电流大,故C正确;接入电路的灯泡少时,电阻大,则通过电池的电流小,内部电压小,则路端电压大,各支路灯泡较亮,接入电路的灯泡增多时,外部电阻变小,通过电池的电流增大,则电池的内电压增大,路端电压减小,灯泡变暗,故D正确.
8.B　解析 根据电阻定律R=ρ可知,长度变为原来的1.2倍,横截面积变为原来的,所以电阻变为原来的1.44倍;根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,E=I(R+r)可知总电阻增大,干路电流I减小,路端电压即盐水柱两端电压U增大,故A、C错误,B正确;电功率P=I2R,电流变化倍数无法计算,所以电功率变化倍数无法计算,故D错误.
9.B　解析 根据题意,由电路图可知,电压表测量的是路端电压,由路端电压与负载电阻的关系可知,负载电阻最大,即R1=4 Ω时,路端电压最大,由闭合回路欧姆定律可得Um=E-·r=5 V,负载电阻最小,即R1=0时,路端电压最小,由闭合回路欧姆定律可得Umin=E-·r=3 V,即理想电压表的示数变化范围是3 V≤U≤5 V,故选B.
10.B　解析 在滑动变阻器R的滑片P向上移动的过程中,R增大,总电阻增大,电动势和内阻不变,可知总电流减小,内电压减小,外电压增大,外电压等于R1上的电压和R2与R并联部分的电压之和,而R1上的电压减小,所以R2与R并联部分的电压增大,通过R2的电流增大,故D错误;根据Q=CU可知,电容器所带的电荷量增大,故C错误;上极板带正电,电容器充电,所以流过电流计的电流方向是b→a,故A错误;电容器两端电压增大,电场强度增大,电场力增大,所以油滴会向上加速运动,故B正确.故选B.
11.D　解析 电源没有接入外电路时,路端电压等于电源电动势,所以该电池板的电动势E=800 mV,由闭合电路欧姆定律得短路电流I短=,所以电池板内阻r= Ω=20 Ω,该电池板与20 Ω的电阻连成闭合电路时,电路中电流I= mA=20 mA,所以路端电压U=IR=400 mV=0.4 V,故选D.
12.A　解析 由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,E=U,由图线a与纵轴的交点读出电动势E=3.6 V.根据两图线交点处的状态可知,在该情况下,电阻两端的电压U1=2 V,电流I1=0.2 A,则内阻r= Ω=8.0 Ω,故A正确.
13.解析 (1)若在C、D间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有I1= A=1 A
理想电压表读数为UV=I1R2=6 V.
(2)若在C、D间连一个理想电流表,这时电阻R2与R3并联,并联电阻大小R23= Ω=2 Ω
根据闭合电路欧姆定律,有
I2= A=1.5 A
U3=E-I2(r+R1)=3 V
理想电流表读数为I==1 A.
答案 (1)6 V　(2)1 A
14.解析 (1)由于R1、R2被短路,接入电路的有效电阻仅有R3,则I= A=0.8 A.
(2)电容器两端电压与R3两端电压相同,故电容器所带电荷量Q=C·IR3=30×10-6×0.8×4 C=9.6×10-5 C.
(3)断开开关,R1和R2并联,与R3、电容器构成放电回路,因为并联电路中R1、R2电阻相同,故通过R2的电荷量为总电荷量的一半,即Q2= C=4.8×10-5 C.
答案 (1)0.8 A　(2)9.6×10-5 C　(3)4.8×10-5 C
15.解析 (1)电流表示数增大,路端电压减小,定值电阻R0分压增大,电压表V1测量定值电阻R0两端电压,示数变化如图线AC所示,电压表V2测量路端电压,示数变化如图线BC所示.
(2)根据闭合电路欧姆定律,由题图乙可知,R0= Ω=3 Ω
当电流取最小值I0=0.5 A时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时滑动变阻器两端电压UR=UB-UA=(7.5-1.5) V=6 V,总电阻R= Ω=12 Ω.
(3)根据闭合电路欧姆定律,可知路端电压与电流的关系是U=E-Ir
所以图线BC斜率的绝对值表示电源的内阻
即r= Ω=1 Ω
电源的电动势E=UB+I0r=(7.5+0.5×1) V=8 V.
答案 (1)见解析　(2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω
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