人教版（2019） 必修 第三册 12.2 闭合电路的欧姆定律同步练习（含解析）

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2.闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1.如图电路中，、两灯原来正常发光，忽然灯比原来亮了，假如这是电路中某一处发生了故障造成的，那么这种故障可能是( )
A. 短路 B. 断路 C. 断路 D. 电源断路
2.如图所示，，为最大阻值是的滑动变阻器，为电源电动势，电源内阻，下列说法正确的是( )
A. ，电源的输出功率最大 B. 时，消耗的功率最大
C. 时，电源的效率最高 D. 时，电源的输出功率最小
3.甲、乙两个独立电源外电路为纯电阻电路的路端电压与通过它们的电流的关系图线如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 路端电压都为时，它们的内电阻相等 B. 电流都是时，两电源的内电压相等
C. 电源甲的电动势大于电源乙的电动势 D. 电源甲的内阻小于电源乙的内阻
4.如图所示，图线是某电源的路端电压随电流变化的关系图线，是固定电阻两端的电压随电流变化的图线，由图可知( )
A. 该电源的电动势为，内阻是
B. 固定电阻的阻值为
C. 该电源的最大输出功率为
D. 当该电源只向电阻供电时，其效率约为
5.，，是三个不同规格的灯泡，按图所示方式连接恰好能正常发光，已知电源的电动势为，内电阻为，将滑动变阻器的滑片向右移动，则三个灯亮度变化是( )
A. 都比原来亮 B. 都比原来暗
C. ，灯比原来亮，灯变暗 D. ，灯比原来暗，灯变亮
6.热敏电阻是常用的电学元件。为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图甲所示。图乙中电源电动势为、内阻为，带电油滴原来静止在平行板电容器中间，所有的电表都是理想电表，且。当温度升高时( )
A. 电压表的示数增大，电流表的示数减小
B. 电源的输出功率随着温度的升高而逐渐减小
C. 两端电压的增大量比两端电压的减小量小
D. 带电油滴向上运动
7.如图所示，电源电动势为、内阻为，、为定值电阻，为滑动变阻器，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，关于电压表、电流表示数变化的情况，以下说法正确的是( )
A. 的示数变大，的示数变小 B. 的示数变大，的示数变大
C. 的示数变小，的示数变小 D. 的示数变小，的示数变大
8.在图甲所示的电路中，电源的图像对应图乙中的图线，定值电阻的图像对应图乙中的图线，滑动变阻器的总电阻为。下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为
B. 当时，消耗的功率为
C. 当时，电源效率最高
D. 在时，电源的输出功率最大
9.在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，电源内阻不能忽略．当闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向下调节，则下列叙述正确的是( )
A. 电压表和电流表的示数都增大 B. 灯变暗，电流表的示数减小
C. 灯变亮，电压表的示数减小 D. 电流从电容器的上方导线流入电容器
10.如图甲所示的电路中定值电阻，电源电动势，。如图乙所示，曲线为灯泡的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是( )
A. 开关断开时电源的效率为 B. 开关闭合后电源的总功率会变小
C. 开关断开时小灯泡消耗的功率为 D. 开关闭合后灯泡的亮度增强
11.如图所示，直线为电源的路端电压与电流的关系图像；直线为电源的路端电压与电流的关系图像，直线为定值电阻两端的电压与电流的关系图像。如果将这个电阻分别接到、两电源上，则( )
A. 接到电源上，电源的输出功率较小 B. 接到电源上，电源的输出功率较大
C. 接到电源上，电源的效率较高 D. 接到电源上，电源的效率较高
12.如图所示电路中，定值电阻，电源内阻，滑动变阻器的总电阻为。当滑动变阻器的滑片由顶端向下滑动过程中，下列说法不正确的是( )
A. 电压表示数在变小
B. 电压表示数增大，电流表示数减小
C. 电容器的电荷量增大，电阻消耗的电功率减小
D. 电源内阻损耗的功率变小，电源的输出功率先变大后变小
13.如图所示，电路中电源电动势和内阻始终保持不变。闭合开关，电路稳定后，平行金属板间带电微粒处于静止状态，小灯泡发光。某时刻电路发生故障，发现电流表示数变大，带电微粒向下移动，则电路中出现的故障可能是 ( )
A. 电阻断路 B. 电阻短路 C. 灯泡短路 D. 滑动变阻器断路
14.在如图所示的电路中，电源电动势为、内电阻为，为电容器，为定值电阻，为滑动变阻器，开关闭合后，灯泡能正常发光；当滑动变阻器的滑片向右移动后，下列说法中正确的是( )
A. 灯泡变亮 B. 电容器的带电量将增大
C. 两端的电压减小 D. 电源的总功率变大
15.如图，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡也能正常发光，现将滑片由该位置向端滑动，则( )
A. 灯泡将变暗，电源效率将减小 B. 液滴带正电，将向下做加速运动
C. 电源的路端电压增大，输出功率也增大 D. 滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小
二、多选题
16.在如图所示的电路中，闭合开关时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下开关可闭合，可断开，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路做了如下检查并做出判断如下表所示
次序 操作步骤 现象和结论
闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接、 指针偏转，灯断路指针不偏转，灯短路
闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接、 指针不动，灯断路指针偏转，灯短路
断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接、 指针不动，灯断路指针偏转最大，灯短路
以上操作和判断正确的是( )
A. B. C. D. 都不正确
17.在下图所示的电路中，电源电动势为，内阻不能忽略，闭合后，调整的阻值，使电压表的示数增大，在这一过程中( )
A. 通过 的电流增大，增量为 B. 两端的电压减小，减小量为
C. 通过的电流减小，减小量小于 D. 路端电压增大，增大量为
18.如图为多用电表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为，内阻，，调零电阻的最大值，电池电动势，内阻。虚线框中为选择开关，通过操作开关，接线柱可以分别与触点、、接通，从而实现电表不同的测量功能。下列说法正确的是
A. 当接触点时，多用电表处于测量电流的挡位
B. 若电压表的量程为，则的阻值为
C. 测某电阻阻值时，正确操作后若指针指在正中央，则待测阻值为
D. 若电池用久了，电动势不变，内阻增大，即使操作正确，测量的电阻值也会偏小
19.如图所示的电路，闭合开关，滑动变阻器滑片向左移动，下列结论正确的是
A. 电流表读数变小，电压表读数变小 B. 小灯泡变亮
C. 电容器上电荷量变大 D. 电源的总功率变小
20.如图甲所示，电源的电动势，内阻为，闭合开关，滑动变阻器的滑片从端滑至端的过程中，电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示：图描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图描述端电压随电流的变化规律、图描述电源的效率随外电阻的变化规律，电表、导线对电路的影响不计。则下列说法正确的是( )
A. 电源的内阻为 B. 滑动变阻器最大阻值
C. 图上点的坐标 D. 图上点的坐标
三、计算题
21.如图所示电路，灯泡的额定电压为，额定功率为，滑动变阻器总电阻为，当开关断开时，理想电压表读数为，当开关闭合，滑动变阻器的滑片移到某位置时恰能使灯泡正常发光，此时电压表读数为。求：
灯泡正常发光时的电阻
电源的电动势和内阻
滑动变阻器消耗的功率。
22.如图所示，甲图中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中的、两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
定值电阻、滑动变阻器的总电阻分别为多少？
求出电源的电动势和内阻。
滑动变阻器的最大功率是多少？
23.如图所示电路中，，，，，当开关断开时，电源的总功率为，当开关闭合时，电源的总功率为，求：
电源的电动势和内电阻
闭合时，电源的输出功率；
在断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？
24.如图所示，电容器，为的电阻箱，电源电动势，内阻，定值电阻，。现闭合开关，试求：
当调整时，电容器极板所带电荷量
若移除电容器，直接用导线连接两点，调节为多少时，电源输出功率最大最大功率为多少
25.如图甲所示，电源电压保持不变内阻忽略不计，为定值电阻，为滑动变阻器。当滑片由滑动变阻器端移动到端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率，并画出滑动变阻器的电功率 和电流 的关系图像，如图乙所示。求：
滑动变阻器的最大阻值；
的阻值和电源电压；
整个电路消耗的最小电功率和最大电功率之比。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.电阻单独在一个支路上，短路后使与之并联电路的电流为零，两灯泡都熄灭，故A错误；
B.电阻与灯泡是并联的，如果断路，此处只有灯泡一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，根据串反并同原理可知，灯泡两端电压增大，灯泡两端电压降低，灯泡变暗．故B错误；
C.电阻与灯泡是并联的，如果断路，此处只有灯泡一个电阻，根据并联电路总电阻与分电阻的关系，此处电阻相当于增大，根据串反并同原理可知，灯泡两端电压增大，灯泡变亮．故C正确；
D.如果电源断路，所有灯泡都将会熄灭．故D错误．
2.【答案】
【解析】、当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大．即，电源输出的功率最大，而大于电源内阻，故随着为接入电路阻值的增大，电源的输出功率逐渐减小。即时，电源的输出功率最大；时，电源的输出功率最小。故AD错误；
B、将看成电源的内阻，当等效电源的内阻时，即，等效电源的输出功率最大，即消耗的功率最大，故B正确；
C、电源的效率，可知外电路电阻阻值最大时，电路中电流最小，电源效率最高。故时，电源的效率最高。故C错误。故选B。
3.【答案】
【解析】A.根据欧姆定律可知外电阻路端电压与电流的关系为，在图线中甲、乙两图线的交点坐标为，说明两电源的外电阻相等，故A错误；
C.图线与轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故C正确；
D.图线的斜率大小表示电源内电阻的大小电动势与短路电流的比值，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故D错误；
B.电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为时，甲电源的内电压较大，故B错误。故选C。
4.【答案】
【解析】A、由图象可知电源的电动势，短路电流为，根据，故A错误；
B、根据得：，故B错误；
C、当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，所以该电源的最大输出功率，故C正确；
D、当该电源只向电阻供电时，，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】滑动变阻器的滑片向右移动时，接入电路的电阻变大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流减小，则灯变暗；
根据串联电路分压规律可知并联部分分担的电压变大，则灯变亮；
由于通过灯的电流等于干路电流与通过灯电流之差，干路电流减小，而通过灯的电流变大，则通过灯的电流减小，变暗，故D正确，ABC错误。
6.【答案】
【解析】该电路和串联后与并联，再与串联，当温度升高时，减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大：
A.由于电路中电流增大，路端电压减小，同时两端的电压也增大；因并联部分电压减小，由欧姆定律可知流过的电流减小，则流过电路和串联部分的电流增大，故电流表示数增大，而中电压增大，故电压表示数减小，故A错误；
B.当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，因，随着温度的升高外电阻接近，所以电源对外的输出功率随着温度的升高而增大，故B错误；
C.由于并联部分电压减小，两端电压的增大量比两端电压的减小量小，故C正确；
D.由于电容器两端电压减小，故电容器中场强减小，所以，电场力减小，那么合外力向下，液滴向下运动，故D错误。
7.【答案】
【解析】当滑动变阻器的滑片向右滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，与并联的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，则的示数变大。
根据串联电路电压与电阻成正比的特点，可知，并联部分电压增大，通过的电流增大，则的示数变大。
故选：。
8.【答案】
【解析】A.由闭合电路欧姆定律有，
结合图像有 ， ，故A错误；
B. 图像中的图线的电阻，
当 时，由闭合电路欧姆定律有，
消耗的功率为，故B错误；
C.电源效率可知，电流越小效率越高，则当 时，电源效率最高，故C错误；
D.电源输出的功率为，由于，所以当，电源的输出功率最大，故D正确。故选D。
9.【答案】
【解析】、将滑动变阻器的滑片向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，与灯并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流增大，路端电压减小，则电压表示数减小，灯变亮；与灯并联电路的电压，减小，增大，则减小，灯变暗；流过电流表的电流，增大，减小，增大，电流表的示数增大；故AB错误，C正确；
D、与灯并联电路的电压减小，电容器板间电压减小，则其带电量减小。电流从电容器的上方导线流出电容器，故D错误。故选C。
10.【答案】
【解析】A、由乙图可知电源的电动势为开关断开时，图乙交点数值为灯泡的实际工作电压和电流，即，，所以灯泡的实际功率，电源的总功率为，所以电源的效率为，故A错误；
B、闭合开关后，电路的外电阻减少，根据闭合电路的欧姆定律知干路电流增大，所以电源的总功率增大，故B错误；
D、闭合开关后，干路电流增大，路端电压，所以路端电压减小，灯泡两端电压减小，所以灯泡亮度减弱，故D错误；
C、由上面的分析可知开关断开时灯泡消耗的功率为，故C正确。故选：。
11.【答案】
【解析】当电阻与电源组成闭合电路时，电阻的图线与电源的图线的交点表示工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，两者乘积表示电源的输出功率，由图看出，接到电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，故AB错误；
电源的效率，由闭合电路欧姆定律可知，电源的内阻较小，接到电源上，电源的效率较高，故C错误，D正确。故选D。
12.【答案】
【解析】A.滑片向下滑动的过程中，接入电阻增大，干路电流减小，根据可知，电压表示数变大，故A错误，符合题意；
B.滑片向下滑动的过程中，根据，由于干路电流减小，则电压表 示数增大，通过电流表的电流减小，故B正确，不符合题意；
C.结合上述可知，电容器两端的电压为路端电压，根据，可知电容器的带电量增大，由于干路电流减小，则电阻 消耗的电功率减小，故C正确，不符合题意；
D.电源内阻损耗的功率，由于干路电流变小，则电源内阻损耗的功率变小；
电源的输出功率，由于电源内阻 ，定值电阻 ，滑动变阻器 的总电阻为，当滑动变阻器的滑片由顶端向下滑动过程中， 的取值范围在到之间，根据电源输出功率表达式可知，电源的输出功率先变大后变小，故D正确，不符合题意。
13.【答案】
【解析】、电阻断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，两端电压增大，电容器两端电压变大带电微粒向上移动，故A错误；
B、若短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，流过电流减小，所以电流表示数增大，电容器被短路，所以电容器分的电压为零，带电微粒向下移动，故B正确；
C、灯泡短路，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，外电压减小，流过电流减小，所以电流表示数增大，的分压增大，带电微粒向上移动，故C错误。
D、滑动变阻器断路，外电路总电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压增大，流过电流增大，所以电流表示数减小，电容器分压变小，带电微粒向下移动，故D错误。
14.【答案】
【解析】A. 当滑动变阻器的滑片向右移动后，增大，电路中电流减小，灯泡将变暗，故A错误；
B. 路端电压，则知增大，电容器电量增大，故B正确；
C. 电路稳定后电容器相当于开关断开，两端的电压为零，没有变化，故C错误；
D. 减小，电源的总功率，不变，则知电源的总功率减小，故D错误。
故选B。
15.【答案】
【解析】A.将滑片由该位置向端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中总电阻增大，电路中电流减小，灯泡消耗的功率减小，则灯泡将变暗，外电路总电阻增大，路端电压增大，则电源的效率为，增大，则知增大，故A错误；
B.液滴受力平衡，因电容器上极板带负电，板间场强向上，则知液滴带正电，滑动变阻器接入电路阻值增大，根据分压原理，滑动变阻器两端电压增大，故电容器板间电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，因此液滴将向上做加速运动，故B错误；
C.由于电源的内电阻与外电阻关系未知，所以不能判断输出功率如何变化，故C错误；
D.因电容器两端的电压增大，故电荷所在位置相对于下极板的电势差增大，因下极板接地，故所在位置的电势减小，因粒子带正电，故粒子电势能减小，故D正确；
故选D。
16.【答案】
【解析】选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明、两点有电压，其他地方完好而、之间有断路若指针不偏转，说明、两点电势相等，、之间必短路，正确选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故是错误的而显然正确，、C正确。故选AC。
17.【答案】
【解析】A.是定值电阻，电压表的示数增大的过程中，通过的电流增加，增加量，故A正确；
B.电压表的示数增大，变阻器有效电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，两端电压减小，路端电压增大，则两端电压减少量一定小于，故B错误；
C.由欧姆定律得到：通过的电流的减少量一定小于，故C正确；
D.电压表示数增加，电压减小，路端电压增加量一定小于，故D错误。故选AC。
18.【答案】
【解析】A.当接触点时，电流表并一个分流电阻，多用电表处于测量电流的挡位，A正确；
B.若电压表的量程为，接触点，有：，解得，B正确；
C.接触点时测电阻，欧姆表内阻，欧姆表内阻等于中值电阻，所以待测阻值为，C正确；
D.电动势不变，内阻增大，欧姆调零后，，测量的电阻值不变，D错误。
正确答案ABC
19.【答案】
【解析】滑片向左移动时滑动变阻器接入电阻变大，外电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电流减小，路端电压增大，故电流表示数减小，电压表示数增大，小灯泡变暗，故AB错误；
C.因电流减小，则内压减小，路端电压增大，同时灯泡两端的电压减小，故滑动变阻器两端电压增大，故电容器两端电压增大，由可知，电容器上的电荷量增大，故C正确；
D.由可知，电动势不变，而电流减小，故电源的总功率减小，故D正确。故选CD。
20.【答案】
【解析】A.由图知，当路端电压时，电路中的电流，则电源的内阻，故A正确；
B.电源的效率，外电阻越大，电源的效率越大，因此当滑动变阻器的阻值全部连入电路时电源的效率最高，则，解得，故B错误；
C.电源的输出功率，解得，故I图上点的坐标为，故C正确；
D.路端电压，故当电流最小时，即滑动变阻器的阻值全部连入电路时，路端电压最大，由闭合电路欧姆定律得，路端电压，图上点的坐标为，故D正确。
故选ACD。
21.【解析】由得
灯泡正常发光时的电阻
当打开时，理想电压表测量到的路端电压就是电源的电动势为；当电键闭合时，滑动变阻器滑动头到某位置时恰能使灯泡正常发光，此时电压表读数为，此时电源分得电压为，外电路由滑动变阻器左边部分和灯泡并联后再和滑动变阻器右边部分串联，设滑动变阻器左边部分电阻为，灯正常发光，所以滑动变阻器左边部分和灯泡并联部分的电压为，则滑动变阻器右边部分分得的电压为，因为串联电路电压与电阻成正比，所以有
解得
则此时干路电路中的电流
则由闭合电路欧姆定律得
电源的内阻
滑动变阻器消耗的功率
22.【解析】由题意得，
当滑动变阻器取最大值时，
电流最小，而，
所以。
根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是，
所以直线斜率的绝对值表示电源内阻，
即，所以：
。
当时，滑动变阻器的功率最大，最大功率是。
23.【解析】断开时，
闭合时，
由可得
闭合时，电源的输出功率
断开时，
闭合，电容器两端的电势差为零，则
24.【解析】稳定时，电容器为断路，故并联部分电路总电阻
故并联部分所分的电压
电阻箱两端的电压
电阻两端的电压
、两端的电势差
可见电容器极板带负电，所带的电荷量；
用导线连接后，与、与分别并联后串联，与并联的总电阻
可见当，其中，即时，电源的输出功率最大，为。
25. 【解析】由甲图可知，与串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中电流。
由乙图可知，当滑片在端时，电路中的电流最小，且，，由
可知，滑动变阻器的最大阻值为
由乙图可知，当滑片在某点处时，电路中的电流，，所以滑动变阻器连入电路的阻值为
当滑片在端时，电源电压为
当滑片在点时，电源电压为
可得电阻的阻值为
；
电源电压为；
当滑片在端时，电路消耗的电功率最小，则
当滑片在端时，电路消耗的电功率最大，则
电路消耗的最小电功率与最大电功率之比为
。
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