12.2 闭合电路的欧姆定律（含解析) 人教版（2019） 必修 第三册

中小学教育资源及组卷应用平台
12.2 闭合电路的欧姆定律
一、单选题
1.在如图所示的电路中，已知电源的电动势为，定值电阻的阻值为。闭合开关后，电流表的示数为。则此电源的内电阻为( )

A. B. C. D.
2.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
3.将卫星送入预定轨道后。卫星两翼的太阳能电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线是太阳能电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图像电池内阻不是常量，图线是某电阻的图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则( )
A. 电源的电动势为 B. 电阻两端的电压为
C. 电源输出功率为 D. 硅光电池的内阻为
4.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
5.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
6.在如图所示的电路中，和为定值电阻，电表均为理想电表。电源电动势和内电阻不变，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向下移动时( )
A. 电压表示数变小，电流表示数变小 B. 电压表示数变大，电流表示数变大
C. 电阻的电功率变大 D. 电源的输出功率一定增大
7.如图所示，电源的电动势和内阻分别为和，在滑动变阻器的滑片由向缓慢移动的过程中，下列各物理量的变化情况为( )
A. 电容器所带电荷量一直增多 B. 电容器所带电荷量先减少后增多
C. 电源的总功率先增大后减小 D. 电源的路端电压先减小后增大
8.电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类，它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。某电鳗体中的起电斑并排成行，每行串有个起电斑，沿着身体延伸分布。已知每个起电斑的内阻为，并能产生的电动势。该起电斑阵列一端在电鳗的头部而另一端接近其尾部，与电鳗周围的水形成回路。假设回路中水的等效电阻为，则电鳗放电时，其电路中的总电流是多少提示：电鳗的诸多起电斑构成了一个串、并联电池组。已知个相同电池并联时，电池组的电动势等于一个支路的电动势，内阻等于一个支路内阻的分之一( )
A. B. C. D.
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
11.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
12.在如图所示的电路中，闭合开关，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，各电表的示数分别用、、和表示，各电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列说法正确的是( )
A. 不变，变小 B. 变大，变大
C. 变大，变大 D. 变大，不变
二、多选题
13.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
14.如图所示的电路中，灯泡的电阻大于电源的内阻，闭合电键，将滑动变阻器滑片向左移动一段距下列分析正确的是
( )
A. 灯泡变亮 B. 电容器上电荷量减少
C. 电源的输出功率变小 D. 电流表读数变小，电压表读数变大
15.一种新型环保电源的输出电压与通过电源电流的关系如图所示，这种电源的电动势恒定不变，内阻是变化的。现将一个这样的电源与一个可连续调节阻值调节范围足够大的电阻串联，构成一个闭合电路，下列说法正确的是( )
A. 电源内阻值等于图线切线斜率的绝对值，当电阻的阻值减小时，电源的内阻增大
B. 当电阻的阻值增大时，电流减小，电源的效率也减小
C. 调节电阻的阻值，一定能够找到一个合适的阻值使电源的输出功率最大
D. 调节电阻的阻值，一定能够找到两个不同的阻值使电源的输出功率相等
16.如图所示，图线、是两电源路端电压随电流变化的图象，图线、是小灯泡和定值电阻的图象，则下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势是
B. 将与串联后接于电源上，小灯泡的消耗功率是
C. 小灯泡的电阻为
D. 将、和串联成闭合电路，则电阻的消耗功率是
17.长沙某中学新装了一批节能路灯，如图甲所示，该路灯通过光控开关实现自动控制，并且电灯的亮度可自动随周围环境的亮度而变化。如图乙所示为其内部电路简化图，电源电动势为，内阻为，为光敏电阻光强增大时阻值减小。忽略温度变化对、两灯电阻的影响，傍晚外界光线逐渐变暗时，下列说法正确的是( )
A. 灯变暗，灯变亮
B. 电源内阻消耗的功率变大
C. 光敏电阻上电流的变化量与其电压变化量的比值不变
D. 电源的效率变大
18.在电学探究实验课中，某组同学在实验室利用如图甲所示的电路连接好电路，并用于测定定值电阻、电源的电动势和内电阻，调节滑动变阻器的滑动触头向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和电压表的测量数据，另一同学记录的是电流表和电压表的测量数据根据所得数据描绘了如图乙所示的两条直线则有( )
A. 图象中的图线是电压表的测量值所对应的图线
B. 由图象可以得出电源电动势和内阻分别是，
C. 图象中两直线的交点表示定值电阻上消耗的功率为
D. 图象中两直线的交点表示在本电路中该电源的效率达到最大值
19.如图所示，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：图甲描述电源的输出功率随端电压的变化规律，图乙描述端电压随电流的变化规律、图丙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. 甲图上点的坐标 D. 乙图上点的坐标
三、计算题
20.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。
21.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？
22.如图所示的电路中，电源内阻，定值电阻，电容器的电容，灯泡标有“，”字样。当开关闭合、断开时，灯泡恰好正常发光，认为灯泡的电阻恒定不变。
求电源电动势
当开关、均闭合时，求小灯泡的实际电流
开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中，求通过电阻的电荷量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】电路的路端电压：
内电压为
所以内电阻为：，故A正确，BCD错误．
故选：．
2.【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。
3.【答案】
【解析】A、根据闭合电路的欧姆定律有，当电流时电源的电动势等于路端电压。从图线与纵轴的交点读出电源的电动势为，故A错误；
、两图线交点处的状态表示电阻两端的电压和电流，此时电源的输出功率为，故B错误，C正确；
D、根据闭合电路的欧姆定律有，把电压和电流、代入解得电源内阻，故D错误。故选：。
4.【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．
5.【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。
6.【答案】
【解析】、电路的连接情况是：与并联后与串联，电流表测通过的电流，电压表测路端电压。当滑片向下滑动时，滑动变阻器接入回路中的阻值增加，可知回路中总阻值增加，根据闭合电路的欧姆定律知干路总电流减小，由知路端电压变大，即电压表的示数变大；电表均为理想电表，则两端的电压，变大，变小，其他量不变，故变大，电流表示数，则变大，电流表示数变大，故A错误，B正确；
C、电阻的电功率为，减小，则的电功率减小，故C错误；
D、当外电阻和电源内阻相等时，电源的输出功率最大，当滑动变阻器的滑动头向下移动时，不能确定外电阻和内电阻的关系，电源的输出功率不一定增大，D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】滑片处于或时，滑动变阻器均被短路，当滑片由向移动，滑片将滑动变阻器分为两部分，其接入电路总阻值为两部分电阻阻值并联之后的阻值大小，将先变大后边小。
当滑片由缓慢向移动，电路总阻值先变大后边小，由闭合电路欧姆定律知电流先变小后变大，电容器两端电压与电阻电压相同，先变小后变大，由电容器电容的定义式
可知，电容器所带电荷量先减少后增大，A错误，B正确；
C.根据电源总功率公式，电源总功率应先减小后增大，C错误；
D.由闭合电路欧姆定律，知电源路端电压先增大后减小，D错误。故选B。
8.【答案】
【解析】电鳗与周围的水形成的回路等效电路如图所示，起电斑阵列相当于个电池构成的电池组。
根据电池组的串、并联规律
电池组的电动势
内阻
外电路等效电阻
根据闭合电路欧姆定律，有
解得
故选A。
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】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。
11.【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：。
12.【答案】
【解析】A、由题图电路图可知，、分别是、两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，是路端电压，是定值电阻，由欧姆定律有，可知、都不变，故A错误；
、当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，变大，是可变电阻，有，所以变大。
根据闭合电路欧姆定律得：，则知，不变，故B错误，D正确；
C、，因变大，则变大，又由于，可知的大小为，保持不变，故C错误。
故选D。
13.【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。
14.【答案】
【解析】A.当滑动变阻器滑片向左移动，其接入电路的电阻增大，电路的总电阻总增大，总电流减小，灯泡的功率减小，则灯泡变暗，故A错误；
B.变阻器两端电压也增大，电容器与变阻器并联，电容器上电压也增大，由知则其电荷量增大，故B错误；
C.当内、外电阻相等时，电源的输出功率功率最大．由于灯炮的电阻大于电源的内阻，当增大时，电源的内、外电阻的差值增大，则电源的输出功率减小，故C正确；
D.减小，电流表读数变小，电压表读数变大，故D正确。
故选CD。
15.【答案】
【解析】电源与一个可连续调节阻值调节范围足够大的电阻串联，构成一个闭合电路时，在图中画出电阻的图像，就有如图所示图像，
其交点就为电路实际工作时的路端电压与电流。
A.根据闭合电路的欧姆定律，则电源内阻，并非图线切线的斜率的绝对值，而为点与交点连线的斜率的绝对值，当减小时，即电阻的图线的斜率减小，交点位置越低，电源内阻越大，故A错误；
B.电源的效率，即，当电阻的阻值增大时，电阻的图线的斜率增大，电流减小，增大，故B错误；
C.电源的输出功率，即为图像中矩形的面积，调节电阻，即改变电阻的图线的斜率，总能找到使得矩形面积最大时的斜率值即的阻值，故C正确；
D.与选项同理，总能在矩形面积最大时的斜率值两侧找到矩形面积相等的两条电阻的图线，即一定能够找到两个不同的阻值使电源的输出功率相等，故D正确。
故选CD。
16.【答案】
【解析】A.根据可知，时，，即，；时，，可得，；故A正确；
由图像可知随温度变化而变化，所以将与串联后接于电源上，并不能确定小灯泡的消耗功率，故BC错误；
D.由图像可知，将、和串联成闭合电路，此时，，则电阻的消耗功率，故D正确。
故选AD。
17.【答案】
【解析】傍晚外界光线逐渐变暗时，光敏电阻阻值增大，根据闭合电路欧姆定律“串反并同”得灯灯均变亮，A错误；
B.光敏电阻阻值增大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，总电流减小，根据 得，电源内阻消耗的功率变小，B错误；
C.根据闭合电路欧姆定律 得，本题中，将光敏电阻看做路端，
则对应的等效电源内阻为，故电流的变化量与其电压变化量的比值也是定值，C正确；
D.根据电源效率的公式 ，路端电压增大，则效率变大，D正确。
故选CD。
18.【答案】
【解析】A.由图可知，测电源的路端电压，测量两端的电压，路端电压随电流增大而减小，定值电阻两端电压随电流增大而增大，由图乙所示图象可知，图线甲是电压表的测量值所对应的图线，图线乙是的测量值所对应的图线，故A错误；
B.由电源的图象可知，图象与总轴的交点纵轴坐标轴是，则电源电动势，电源内阻，故B正确；
C.两图象交点表示两电压表示数相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，只有定值电阻接在电源两端，由图象可知，此时电阻两端电压为，电路电流为，则当该电源只给定值电阻供电时消耗的功率，故C正确；
D.电源的效率为：，外电路电阻越大，电源效率越高，图象两直线相交时，外电路电阻最小，电源效率最低，故D错误。
故选BC。
19.【答案】
【解析】A.由图乙知，当路端电压时，电路中的电流，则电源的内阻，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，B错误；
C.电源的输出功率，故甲图上点的坐标为，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，乙图上点的坐标为，D正确。
故选ACD。
20.【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
21.【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。
22.【解析】当开关闭合，断开时，画出等效电路图如图甲所示。
对灯泡，由得：
灯泡的电阻
由闭合电路欧姆定律得
可得电源的电动势为：
当开关、均闭合时，画出等效电路图如图乙所示。
设与串联后再与并联的总电阻为，则有
解得：
总电流为
路端电压为
小灯泡的实际电流为
可得：
当开关闭合，断开时，电容器与并联，电压为
电容器的电荷量为
解得：
且端电势较高
当开关、均闭合时，电容器与灯泡并联，电容器的电压为
电容器的电荷量为
解得：
且端电势高，所以通过电阻的电荷量
解得：
21世纪教育网(www.21cnjy.com)