2019沪科版高中物理选修3-1第4章《探究闭合电路欧姆定律》测试题含答案

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2019沪科版高中物理选修3-1第4章《探究闭合电路欧姆定律》测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)


1.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为(　　)
A． 1∶1
B． 2∶1
C． 4∶1
D． 1∶4
2.L1、L2两灯分别标有“110 V,40 W”和“110 V,100 W”，按不同方式接入220 V电路，能使两灯正常发光，且符合节能的原则，应选用的电路接法是(　　)



A．B．
C． D．
3.如图所示，C为两极板水平放置的平行板电容器，闭合开关S，当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时，悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态．要使尘埃P向下加速运动，下列方法中可行的是(　　)

A． 把R2的滑片向左移动
B． 把R2的滑片向右移动
C． 把R1的滑片向左移动
D． 把开关S断开
4.如图所示，E为电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是(　　)

A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
5.用欧姆表测一个电阻的阻值R，选择旋钮置于“×10”挡，测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定(　　)
A．R＝150 Ω
B．R＝1 500 Ω
C． 1 000 Ω＜R＜1 500 Ω
D． 1 500 Ω＜R＜2 000 Ω
6.沿闭合电路移动单位电荷绕行一周，其所需能量取决于(　　)
A． 电流
B． 外电路的电阻
C． 内外电路的总电阻
D． 电源电动势
7.关于电动势，下列说法正确的是(　　)
A． 当外电路断开时，路端电压不等于电源电动势
B． 用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值
C． 电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D． 在电源内部，由正极到负极的方向为电动势的方向
8.如图所示，三个电阻R1、R2、R3的阻值相同，允许消耗的最大功率分别为10 W、10 W、4 W，此电路中允许消耗的最大功率为(　　)

A． 24 W
B． 16 W
C． 12 W
D． 15 W
9.如图所示的电路中，A、B两灯原来正常发光，忽然B灯比原来亮了，这是因为电路中某一处发生断路故障造成的，那么发生的这种故障可能是(电源内阻不计)(　　)

A．R1断路
B．R2断路
C．R3断路
D． 灯A断路
10.某电阻的阻值为5 Ω，通过的电流为2 A，则它在10 s的时间内产生的热量为(　　)
A． 100 J
B． 200 J
C． 20 J
D． 2 J
11.在测量电源电动势和内阻的实验中，电源的电动势约为6 V，内阻约为0.5 Ω，电流表的内阻为0.5 Ω，电压表的内阻为6 kΩ.为了减小实验误差，应当采用的电路是选项中的(　　)



A．B．
C．D．
12.在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，三个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2表示．下列判断正确的是(　　)

A．I减小，U1增大
B．I减小，U2增大
C．I增大，U1增大
D．I增大，U2增大
13.如图所示的电路中，电池的电动势为E，内阻为r，电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同，在开关S处于闭合状态时，若将开关S1由位置1切换到位置2，则(　　)

A． 电压表的示数变大
B． 电池内部消耗的功率变大
C． 电阻R2两端的电压变大
D． 电池的效率变大
14.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻值越大．为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则(　　)

A． 电灯L亮度不变
B． 电灯L亮度变亮
C． 电流表的示数增大
D． 电源的内耗功率增大
15.竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用绝缘线悬挂了一个带负电的小球，将平行金属板按如图所示的电路连接，开关闭合后绝缘线与左极板间的夹角为θ.当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则(　　)

A．θ1<θ2，I1B．θ1>θ2，I1>I2
C．θ1＝θ2，I1＝I2
D．θ1<θ2，I1＝I2
16.图甲是某理发店使用的直流吹风机，图乙是吹风机的内部电路图．电动机M (其线圈电阻为R1)与电热丝R2串联，直流电源接通后，吹风机正常工作．若吹风机两端的电压为U、电流为I、消耗的功率为P，则有(　　)

A．U>I(R1＋R2)
B．U＝I(R1＋R2)
C．PD．P＝
17.如图所示，a，b端接入电源，当滑动变阻器滑片P向下滑动时，电路中两个灯泡都不亮，用电压表检查电路时，测得Uab＝U，Ucd＝U，Uac＝0，Ubd＝0，则故障原因可能是(　　)

A． 变阻器短路
B． 变阻器断路
C．a、c间灯泡断路
D． 两个灯泡都断路
18.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
19.两个相同的电阻R，当它们串联后接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I；若将它们并联后仍接在该电源上，通过每个电阻的电流仍为I，则电源的内阻为(　　)
A． 4R
B．R
C．
D． 无法计算
20.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1、R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器，当R2的滑动触头在a端时闭合开关S，此时三只电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U，现将R2的滑动触头向b端移动，则三只电表示数的变化情况是(　　)




A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
第Ⅱ卷
二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)


21.如图所示，RB＝4 Ω，A、C、D是额定电压和额定功率相同的3个用电器，电源内阻是1 Ω，S闭合后，当变阻器的电阻调为5 Ω时，各用电器均正常工作．

(1)S断开后，若仍要各用电器正常工作，变阻器电阻R应调为多少？
(2)S闭合和断开时，RB上的电功率之比为多少？变阻器上消耗的功率之比为多少？
22.如图所示，电源电动势为E＝30 V，内阻为r＝1 Ω，电灯上标有“6 V、12 W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2 Ω.若电灯恰能正常发光，求电动机输出的机械功率．

23.如图所示电路，已知R3＝4 Ω，闭合开关，安培表读数为0.75 A，伏特表读数为2 V，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变为0.8 A，伏特表读数变为3.2 V，问：

(1)哪个电阻发生断路故障？
(2)R1的阻值是多少？
(3)能否求出电源电动势E和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由．
24.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“3 V　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．




答案
1.【答案】C
【解析】设每根电热丝电阻为R，则R串＝2R，R并＝.由Q＝W＝t得t串∶t并＝4∶1.
2.【答案】C
【解析】灯泡L1的额定电流I1＝A，灯泡L2的额定电流I2＝A；图A两灯泡串联，通过两灯泡的电流相等，灯L2正常发光，则灯L1被烧坏，灯L1正常发光，则灯L2不能正常发光，故A错误；图B灯L1额定电流小，灯L1正常发光，灯L2不能正常发光，故B错误；图C与图D都能使两灯正常发光，两电路的总功率相等，但C用器材少，最佳电路应该是C，故C正确，D错误．
3.【答案】A
【解析】要使尘埃向下加速运动，应使电场力减小，即电容器两极板间的电压减小，故应向左移动R2的滑片．故A正确，B错．由于稳定时R1支路无电流，故无论怎样移动R1，电容器两极板间的电压都不会改变，故尘埃仍平衡，故C错．断开开关S，电容器两极板间电压增大，电场力增大，尘埃P向上加速运动，故D错．
4.【答案】B
【解析】滑动触点由a向b移动时，R2阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故U减小；总电流增大，R3两端电压也增大，所以并联电压减小，故I1减小，I2增大．
5.【答案】C
【解析】表盘右疏左密，所以指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定1 000 Ω＜R＜1 500 Ω，故选C.
6.【答案】D
【解析】沿闭合电路移动电荷q绕行一周，其所需能量等于qE.
7.【答案】B
【解析】电源电动势等于外电路断路时的路端电压，A错误；由于电压表内阻的存在，所以用电压表直接测量电源两极时，电压表内阻分压，测量值小于实际值，B正确；电源电动势在数值上等于内、外电路电压之和，但是电动势的大小取决于电源的性质，C错误；电源外部电流从正极到负极，电源内部，电流从负极到正极，所以在电源内部从负极到正极的方向为电动势的方向，D错误．
8.【答案】D
【解析】因为三个电阻的阻值相等，R1在干路上，电流最大，所以R1先达到最大功率10 W，又因为R2、R3的阻值相同，又是并联，所以R2、R3的功率相等，并且两功率之和为5 W，所以此电路总功率为15 W.
9.【答案】C
【解析】由于电源内阻不计，故路端电压为电源的电动势，所以R1断路时，灯A和B两端电压不变，故B灯亮度不会发生变化，A选项错误．当R2断路时，会使A灯两端电压升高，B灯两端电压降低，B灯应变暗，故B选项错误，同理可知D选项也错误．当R3断路时，会使B灯两端电压升高，A灯两端电压降低，故B灯变亮，因此正确选项为C.
10.【答案】B
【解析】由焦耳定律：Q＝I2Rt＝22×5×10 J＝200 J，故B正确
11.【答案】A
12.【答案】B
【解析】闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻R增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I总减小，路端电压U增大．R3的电压等于路端电压，则流过R3的电流I3增大．流过电流表的电流I＝I总－I3，I总减小，I3增大，I减小，R1的电压减小，即电压表V1的示数U1减小．电压表V2的示数U2＝U－U1，U增大，U1减小，则U2增大．所以，I减小，U1减小，U2增大．
13.【答案】B
【解析】设R1＝R2＝R3＝R，将开关S1由位置1切换到位置2时，外电路中总电阻由1.5R减至，由闭合电路欧姆定律I＝知，总电流I增大，路端电压U＝E－Ir减小，故A错．电池内部消耗功率P内＝I2r应增大，B对．R2上的电压在原来较大路端电压下按2∶1的比例分给R2和R1，后来在较小的路端电压下却按1∶1的比例分给R2和R1，故R2上的电压变小，C错．电池的效率η＝×100%＝×100%，故电池效率变小，D错．故正确答案为B.
14.【答案】B
【解析】探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻的阻值变大，则电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流I变小，所以电流表的示数减小．
根据U＝E－Ir，可知I减小，路端电压U增大，所以灯泡两端的电压增大，则电灯L变亮．
总电流减小，由P＝I2r知，电源的内耗功率减小，故B正确，A、C、D错误．
15.【答案】A
【解析】在滑动变阻器的滑片由a位置滑到b位置的过程中，电路中总电阻减小，平行金属板两端的电压增大，小球受到的电场力增大，因此夹角θ增大，即θ1<θ2；电路中的总电阻减小，总电流增大，即I116.【答案】A
17.【答案】B
【解析】串联电路中灯不发光，则可能是某处断路，电压表测断路位置为电源电压，测不断的位置电压为零，Uab＝U测量的是电源电压，测得Ucd＝U，说明两灯泡没有断路，Uac＝0，Ubd＝0，说明在两灯泡之外有断路情况，两灯泡之间只有一个变阻器，所以变阻器处于断路情况，B正确．
18.【答案】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，U外＝1.8 V，所以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.
19.【答案】B
【解析】两电阻串联时，外电路总电阻为：R1＝2R；
由闭合电路欧姆定律可知：E＝I(2R＋r) ①
两电阻并联时，外电路总电阻为：R2＝；
总电流为：I总＝2I；
由闭合电路欧姆定律可知：
E＝2I(＋r)②
联立①②解得：
r＝R.
20.【答案】B
【解析】本题考查结合欧姆定律和电路串、并联的知识分析电路的动态变化．R2减小，R总减小，I总增大，U内增大，路端电压即U减小，I总R3增大，R1、R2组成并联电路电压减小，I1减小，I2增大．故正确答案为B.
21.【答案】(1)10 Ω　(2)9∶4　9∶8
【解析】(1)在题图所示电路中，A、C、D三个用电器是并联的，且正常工作，其额定功率相等，说明三个用电器的电流均相等，设每个用电器的额定电流为I，若S闭合，有
3I＝①
若S断开，则有2I＝②
由①②解得Rx＝10 Ω
(2)在S闭合和断开两种情况下，电阻RB上消耗的电功率之比应为通过其电流的平方比＝()2＝
变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方与电阻乘积之比＝()2×＝
22.【答案】36 W
【解析】因为电灯恰能正常发光，所以闭合电路中的电流为I＝＝A＝2 A
电动机两端的电压U＝E－Ir－U灯＝22 V
电动机消耗的总功率P＝UI＝44 W
电动机线圈电阻消耗的功率PR＝I2R＝8 W
所以电动机输出的机械功率P机＝P－PR＝36 W
23.【答案】(1)R2断路　(2)4 Ω　(3)4 V　不能求出内阻r
【解析】(1)伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R2被烧断路了
(2)R1＝Ω＝4 Ω
(3)因为UR3＝I1R1－UR2＝0.75×4 V－2 V＝1 V
所以I3＝＝A＝0.25 A
据闭合电路的欧姆定律有：
E＝3.2＋0.8(R4＋r)
E＝3＋(0.25＋0.75)(R4＋r)
联立解得：R4＋r＝1 Ω，E＝4 V
故只能求出电源电动势E而不能求出内阻r.
24.【答案】(1)2 A　(2)7 V　(3)12 W
【解析】(1)灯泡L正常发光，电路中的电流为I＝PL/UL＝A＝2 A.
(2)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 V－2×(1＋4) V－3 V＝7 V.
(3)电动机的总功率为P总＝IUD＝2×7 W＝14 W
电动机的热功率为P热＝I2RD＝22×0.5 W＝2 W
所以电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝14 W－2 W＝12 W.