2019年秋人教版高二物理选修3-1：《闭合电路欧姆定律的应用》综合练习卷Word版含答案

闭合电路欧姆定律的应用
1.一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为(　　)
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
2.如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(　　)

A．4 W，33.3%　　　　　　 B．2 W，33.3%
C．4 W，66.7% D．2 W，66.7%
3.(2019·河北承德二中高二检测)如图所示，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片向下滑动的过程中(　　)

A．通过R1电流增大 B．电压表的示数变小
C．流过电阻R3的电流方向是a→b D．流过电阻R3的电流方向是b→a
4.在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　)

A．通过L1的电流为通过L2的电流的2倍 B．此时L1、L2和L3的电阻均为12 Ω
C．L1消耗的电功率为0.75 W D．L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍
5．一个闭合电路是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是(　　)
A．当外电阻增大时，路端电压增大
B．当外电阻减小时，路端电压增大
C．当外电阻减小时，电路中的电流减小
D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大
6.用电动势为6 V、内电阻为4 Ω的直流电源，依次给下列四个小灯泡供电，最亮的是(　　)
A．6 V,12 W B．6 V,9 W
C．6 V,4 W D．6 V,3 W
7．(多选)如图，a表示某电源路端电压随电流变化的图线，b表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断正确的是(　　)

A．阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的功率 B．阴影部分的面积表示电源的输出功率
C．当α＝β时，电源的输出功率最大 D．当α＝β时，电源的效率最高
8.如图所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则(　　)

A．电压表读数增大 B．电流表读数减小
C．R1消耗的功率减小 D．质点P将向下运动
9.如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求：

(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量．

10.(2019·安徽池州高二检测)如图甲所示为小明爷爷家里的老式手电筒．小明按下开关，小灯泡正常发光，然后他打开后盖，发现里面装有三节1.5 V的干电池，打开手电筒前盖，观察到里面的小灯泡上标有“3.8 V，0.3 A”字样．其结构简图如图乙所示，不计导线和接触电阻．

(1)求小灯泡正常发光时的电阻；
(2)求每一节干电池的内阻；
(3)求小灯泡正常发光时整个电路每分钟消耗的电能．






















答案解析
1.一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为(　　)
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
【答案】B
【解析】外电路断开时的路端电压等于电动势，即E＝3 V，接上8 Ω的负载电阻后，路端电压U＝E－r＝2.4 V，可得r＝2 Ω，B正确。
2.如图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是(　　)

A．4 W，33.3%　　　　　　 B．2 W，33.3%
C．4 W，66.7% D．2 W，66.7%
【答案】C.
【解析】：从题图中可知E＝3 V，图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点，因此P出＝UI＝4 W，P总＝EI＝6 W．电源的效率η＝≈66.7%.
3.(2019·河北承德二中高二检测)如图所示，闭合开关S，滑动变阻器R2的滑片向下滑动的过程中(　　)

A．通过R1电流增大 B．电压表的示数变小
C．流过电阻R3的电流方向是a→b D．流过电阻R3的电流方向是b→a
【答案】C
【解析】：.当滑动变阻器R2的滑片向下滑动时，变阻器连在电路中的电阻增大，外电路总电阻增大，干路电流减小，所以通过R1电流减小，故A错误；干路电流减小，电压表的示数增大，故B错误；干路电流减小，电容器的电压增大，可知，电容器C所带电荷量增多，电容器充电，流过电阻R3的电流方向是a→b，故C正确，D错误．
4.在如图甲所示的电路中，L1、L2和L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25 A，则此时(　　)

A．通过L1的电流为通过L2的电流的2倍 B．此时L1、L2和L3的电阻均为12 Ω
C．L1消耗的电功率为0.75 W D．L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍
【答案】　AC
【解析】　电路中的总电流为0.25 A，则通过L1的电流为0.25 A．因L2和L3并联，则L2和L3电压相等，它们的电阻相等，因此它们的电流也相等，则有通过L1的电流为通过L2的电流的2倍，故A正确．由伏安特性曲线可以读出电流为I1＝0.25 A时，电压为U1＝3 V．L2的电流为I2＝0.125 A，此时电压U2≈0.4 V，因此它们的电阻不相等，故B错误．L1消耗的电功率为P＝U1I1＝3×0.25 W＝0.75 W，故C正确；因通过L1的电流为通过L2的电流的2倍，假设它们的电阻相等，则有L1消耗的电功率为L2消耗的电功率的4倍，如今它们的电阻不相等，因此L1消耗的电功率不为L2消耗的电功率的4倍，故D错误．
5．一个闭合电路是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是(　　)
A．当外电阻增大时，路端电压增大
B．当外电阻减小时，路端电压增大
C．当外电阻减小时，电路中的电流减小
D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大
【答案】A
【解析】根据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。根据I＝，C错误。再根据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。
6.用电动势为6 V、内电阻为4 Ω的直流电源，依次给下列四个小灯泡供电，最亮的是(　　)
A．6 V,12 W B．6 V,9 W
C．6 V,4 W D．6 V,3 W
【答案】　B
【解析】　当外电阻与内阻相等时，电源输出功率最大，灯泡最亮．由R＝得A：R＝3 Ω，B：R＝4 Ω，C：R＝9 Ω，D：R＝12 Ω.可知B选项中灯泡电阻等于电源的内阻，连入电路最亮．故B正确，A、C、D错误．
7．(多选)如图，a表示某电源路端电压随电流变化的图线，b表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断正确的是(　　)

A．阴影部分的面积表示电源内阻上消耗的功率 B．阴影部分的面积表示电源的输出功率
C．当α＝β时，电源的输出功率最大 D．当α＝β时，电源的效率最高
【答案】　BC
【解析】　阴影部分表示P＝UI，代表外电阻消耗的功率或电源的输出功率，A错误，B正确；当α＝β时说明外电阻的阻值R与电源内阻r相等，此时电源的输出功率最大，此时电源的效率为η＝×100%＝50%，故C正确，D错误．
8.如图所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则(　　)

A．电压表读数增大 B．电流表读数减小
C．R1消耗的功率减小 D．质点P将向下运动
【答案】D
【解析】由题图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压增大，所以电压表示数减小，电流示数增大，故A、B错误。流过R1的电流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C错误。电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确。
9.如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求：

(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量．
【答案】　(1)g　竖直向上　(2)4×10－4 C
【解析】　(1)S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，
有UC＝E＝4 V，＝mg.
S闭合后，UC′＝E＝8 V
设带电粒子加速度为a，
则－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上．
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷量的增加量，
所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C.
10.(2019·安徽池州高二检测)如图甲所示为小明爷爷家里的老式手电筒．小明按下开关，小灯泡正常发光，然后他打开后盖，发现里面装有三节1.5 V的干电池，打开手电筒前盖，观察到里面的小灯泡上标有“3.8 V，0.3 A”字样．其结构简图如图乙所示，不计导线和接触电阻．

(1)求小灯泡正常发光时的电阻；
(2)求每一节干电池的内阻；
(3)求小灯泡正常发光时整个电路每分钟消耗的电能．
【答案】：(1)12.7 Ω　(2) Ω　(3)81 J
【解析】：(1)由欧姆定律可知灯泡正常发光时的电阻为：R＝＝ Ω≈12.7 Ω；
(2)由闭合电路欧姆定律可知：
r总＝＝ Ω＝Ω
则每节电池的内阻为：r＝＝ Ω；
(3)电路中消耗的总电能为：
W＝EIt＝4.5×0.3×60 J＝81 J.