鲁科版选修3-1：闭合电路欧姆定律和逻辑电路 章末复习题（含解析）

闭合电路欧姆定律和逻辑电路
1．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，和为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表开关S闭合后，C的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在P向上移动的过程中，下列说法正确的是 （ ）
A．A表的示数变大
B．油滴向上加速运动
C．G中有由a至b的电流
D．电源的输出功率一定变大
2．恒流源是一种特殊的电源，其输出的电流能始终保持不变。如图所示的电路中电源是恒流源，当滑动变阻器滑动触头P从最右端向最左端移动时，下列说法中正确的是
A．R0上的电压变小
B．R2上的电压变大
C．恒流源输出功率保持不变
D．恒流源的内阻应该很小
3．在图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r．将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是（ ）
A．电压表V的示数变小
B．电流表A1的示数变小
C．电流表A2的示数变小
D．电流表A的示数变大
4．如图所示的电路，闭合开关S后，三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略。现将变阻器R的滑片稍向上滑动一些，关于三盏灯亮度变化的情况及电容器带电量判断正确的是(　　)
A．a灯变亮，b灯和c灯变暗，电容器C所带电荷量增多
B．a灯和c灯变亮，b灯变暗，电容器C所带电荷量减少
C．a灯和c灯变暗，b灯变亮，电容器C所带电荷量减少
D．a灯和b灯变暗，c灯变亮，电容器C所带电荷量增多
5．某同学将一直流电源内部的发热功率Pr及电源的输出功率PR随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b曲线所示，两条图线分别交汇于（0，0）和 （1 A，2 W）两点。由图象可知
A．反映电源输出功率PR随电流I变化的图线是b
B．电源的内阻r为4 Ω
C．当通过电源的电流为0.25 A时，外电路的电阻为14 Ω
D．若外电阻为1 Ω时，电源的输出功率为P，则外电阻为2 Ω时，电源的输出功率也为P
6．在如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，在将滑动变阻器的滑片P向下移动的过程中，以下说法正确的是( )
A．电压表和电流表的示数都增大
B．电源的总功率变大
C．灯L1变亮，电压表的示数减小
D．灯L2变亮，电容器的带电量增加
7．在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，电容器的电容为C，灯泡L的灯丝电阻不随温度变化，电压表和电流表均为理想电表。闭合开关S，待电路稳定后，缓慢减小电阻箱R接入电路中的阻值，与调节电阻箱之前相比，电压表示数变化量的绝对值为ΔU，在这个过程中电路中所有器件均不会被损坏，下列说法中正确的是
A．灯泡L将变亮
B．电压表和电流表的示数都将变大
C．电源两端电压变化量的绝对值将大于ΔU
D．电容器所带电荷量增加，增加量小于CΔU
8．在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列判断正确的是
A．小灯泡L变亮
B．电流表读数变小，电压表读数变大
C．电容器C右侧A点处流过向左的电流
D．电源的总功率变小，滑动变阻器的消耗功率变小
9．如图所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是(　　)
A．P=I2R B．P= C．P=IU D．P=
10．欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，正确的
A．测电阻前要使红黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指零
B．红表笔与表内电池的正极相接，黑表笔与表内电池的负极相接
C．红表笔与表内电池的负极相接，黑表笔与表内电池的正极相接
D．测电阻时，表针偏转角越大，待测阻值越大
11．如图所为测量电源内阻的实验电路图，电压表和电流表均可视为理想电表，已知电源电动势为 E=1.5V，电源外部电路中的电阻阻值R=1.4Ω。当开关闭合后，测得电阻 R 两端电压为 1.4V，电路中的电流是_____A，则电 源的内阻为___________Ω。
12．某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标内，如右图所示，则电源内阻r=__________Ω，当电流为1.5A时，外电路的电阻R=__________Ω．
13．根据如图所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为________Ω.
14．用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值，选择开关置于×100欧姆档，指针指示位置如图所示，则这电阻值是______．如果要用这只多用电表测量一个约为20K的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的电阻挡倍率是________.
15．如图所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V，0.9W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10Ω，1A”的字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．求：
(1)传感器的电阻和额定电流；
(2)为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少？
(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a、b之间，闭合开关S，通过调节R0，来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：
若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？
16．如图所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W，电阻R1为4 ；R2为6 ，电源的内阻r为0.6 ，电源的效率为94，求：
（1）a、b两点间的电压
（2）电源的电动势
17．如图所示，、，当闭合，断开时，电流表的读数；当、都闭合时，电流表的读数，不考虑电流表的内阻求电源的电动势E和电源内阻r的大小？
18．如图所示的电路，电源电动势伏，内阻欧，欧，欧，电表均为理想电表．
（1）闭合时，电压表读数为5伏，电流表读数为安，求此时滑线变阻器上消耗的功率．
（2）断开时，求电源上通过的电流变化范围．
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
油滴原来处于静止状态，重力与电场力平衡．G电路稳定时，电容器的电压等于变阻器两端的电压．当滑片P向上移动的过程中，变阻器的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，油滴向上做加速运动．电容器充电，G中有从b到a的电流．当滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，电容器放电，G中有从a到b的电流．将S断开到电路稳定的过程，电容器通过R2和R放电，板间场强逐渐减小，油滴向下运动，G中有从a到b的瞬间电流通过．
【详解】
ABC、当滑片P向上移动的过程中，电阻变大，回路电流变小，表的示数变小，变阻器的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，油滴向上做加速运动．电容器充电，G中有从b到a的电流．故A错误，B正确，C错误．
D、当滑片P向上移动的过程中，电阻变大回路电流变小，电源的输出功率一定变小．故D错误．
【点评】
本题是电容的动态变化分析问题，关键在于确定电容器的电压及其变化．当电路稳定时，电容器的电压等于所在支路两端的电压．
2．B
【解析】
【详解】
AB．触头从最右端向最左端移动时，接入电路的电阻增大，则并联部分总电阻也增大，而电源输出电流不变，由欧姆定律可知，并联部分电压增大，所以上的电压变大，是定值电阻，所以通过的电流增大，总电流不变，则通过电流减小，所以的电压减小，则上的电压增大，故A错误，B正确；
C．干路中的电流不变，并联部分电压增大，根据公式可知，恒流源输出功率增大，故C错误；
D．所谓“恒流源”，只是一种理想情况（内阻很大）而已，实际电源中，只要外电路的电阻远小于电源内阻，就可把这个实际电源当成“恒流源”看，故D错误；
故选B。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
D. 滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动，电路总电阻变大，电路中总电流减小，D错误；
A. 电源的内电压减小，则电路外电压变大，A错误；
B. R1上电压变大，则电流变大，B错误；
C. 由于总电流减小，A1电流增大，则A2电流减小，C正确
考点：考查闭合电路的动态变化分析
【点睛】
本题应先明确各用电器间的串并联关系，可以先把电表看做理想电表，电流表短接，电压表断路看待，这可以使电路结构变得简单
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
变阻器R的滑片稍向上滑动一些，接入电路中的电阻变小，由“串反并同”可知，由于c灯与变阻器串联，c灯的电功率变大，所以c灯变亮，由于b灯与变阻器并联，b灯的电功率变小，所以b灯变暗，由于a灯与变阻器串联，a灯的电功率变大，所以a灯变亮，流过b灯电流变小，b灯两端电压变小，即电容器两端电压变小，由公式可知，电容器C所带电荷量减少，故B正确。
故选B。
5．AC
【解析】
【详解】
A．根据直流电源的总功率PE=EI，内部的发热功率Pr=I2r，输出功率PR=EI-I2r，所以反映PR变化的是图线b，故A正确；
B．内部的发热功率Pr=I2r，a图线反映的是发热功率变化图线，将（1A，2W）代入得
解得
故B错误；
C．将（1A，2W）代入PR=EI-I2r得
解得
由欧姆定律有
解得
故C正确；
D．若外电阻为1Ω时，电源的输出功率为
外电阻为2Ω时，电源的输出功率为
故D错误。
故选AC。
6．BC
【解析】
【分析】
由题中“在将滑动变阻器的滑片P向下移动的过程中”可知，本题考查含电容器电路变化，根据欧姆定律和电容器规律可分析本题。
【详解】
A. 将滑动变阻器的滑片P向下移动的过程中，滑动变阻器电阻变小，因此电流表示数变大，但是电路总电阻变小，电压表所测电压为路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
所以电压表示数会变小，故A错误；
B.电源的总功率可以表示为
电阻变小，电流变大，电动势不变，因此电源总功率变大，故B正确；
C.因为灯L1在干路上，电阻变小，总电流变大，因此灯L1变亮，电压表示数变小，故C正确；
D.因为灯L2于滑动变阻器并联，因此其两端电压等于路端电压，因为电压表示数变小，故灯L2变暗，电容器电压也变小，根据公式
可知，电容器电容不变，电压表小，电荷量也变小，故D错误、
7．AD
【解析】
【详解】
A．电阻箱阻值减小，整个电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律：
可知干路电流增大，通过灯泡的电流增大，灯泡L将变亮，故A正确；
B．干路电流增大，电流表示数增大，根据闭合电路欧姆定律：
可知路端电压减小，通过灯泡的电流增大，分压增大，则电阻箱的分压减小，电压表示数减小，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，结合数学推理可知：
则电源两端电压变化量的绝对值小于电压表示数的变化量的绝对值，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律：
结合数学推理可得：
根据方程可知：，电容器并联在灯泡两端，所以电压与灯泡的分压相同，所以电容器的电荷量增加量为：
故D正确。
故选AD。
8．BC
【解析】
【详解】
AB．滑动变阻器滑片P向左移动时，接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，电源的电动势不变，则总电流减小，电流表的读数变小，内电压减小，电动势不变，则外电压增大，所以电压表示数变大。通过灯泡的电流减小，则小灯泡变暗。故B正确，A错误。
C．通过灯泡的电流减小，则灯泡两端的电压减小，外电压增大，所以滑动变阻器两端的电压增大，根据Q=CU知，电容器上电荷量增大。电容器充电，充电电流是由A向C，即电容器C右侧A点处流过向左的电流，故C正确。
D．根据P=EI知，电流I减小，则电源的总功率减小，但不知道滑动变阻器的电阻与电源内阻的大小关系，所以滑动变阻器的功率变化情况不确定，故D错误。
故选BC。
9．CD
【解析】
居民楼里的用电器不全是纯电阻所以不可以用P＝I2R，P＝，进行功率计算，计算该幢楼居民用电的总功率可以用P＝IU，P＝，选CD
10．AC
【解析】
【详解】
A．使用欧姆表测电阻确定合适的挡位后要进行欧姆调零，要使红黑表笔相接，调节调零旋钮，使表头的指针指向欧姆刻度的零处，故A正确；
BC．红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相连接，故B错误，C正确；
D．欧姆表零刻度线在最右侧，测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越小，故D错误。
11． 1 0.1
【解析】电路中的电流： ；
电源内阻：
点睛：此题考查了闭合电路的欧姆定律；知道全电路的欧姆定律的表达式：E=U+Ir.
12．4
【解析】
【分析】
【详解】
电源的总功率：，则电源的电动势；电源的输出功率；电源内部的发热功率，由图像知，当I=1A时，Pr=4W，则；当电流为1.5A时，，则．
13．30k
【解析】欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值，即为：30×1000=30kΩ
14．1200 1000
【解析】
选择开关置于×100欧姆档，由图示表盘可知，指针示数为12，所测电阻为：12×100=1200Ω；
测量一个电阻约20kΩ的电阻，要使指针指在中央附近，则选择开关置于×1000挡，换挡后要重新进行欧姆调零．
15．(1)10Ω，0.3A　(2)6V　(3)仍可使用，3V
【解析】
【分析】
本题考查学生能否灵活利用所学的知识解决问题，第一问非常简单，根据传感器上的铭牌标志，利用电功率公式便可求出电阻和电流，而第二问就必须求出各用电器所能通过的电流，从而比较得出干路最大电流，然后利用相关公式求出最大电压，第三问就得利用所知物理量，及要求未知量，结合数学知识来解决，最后便可求出所加电压；
【详解】
（1）传感器的电阻为：，；
（2）要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流：，
此时电源电压最大值：，为传感器的额定电压，为调至最大值时，两端的电压，即：
电源电压最大值：；
（3）设实际检测时，加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为．
根据第一次实验记录数据有：①
根据第二次实验记录数据有：②
由①、②两式解得：，
传感器的电阻变化为，所以此传感器仍可使用，此时a、b间所加的电压是．
【点睛】
这道题目综合性比较强，能够很好地考查学生各方面的能力，学生在做这类题目时要胆大细心认真，并且会结合数学中的相关知识去解决物理中的问题．
16．（1）4.8 V （2）20 V
【解析】
利用电源的效率为94％，则电源内部消耗的功率为Pr=6%×40W=I2r，解得I=2A，Uab=IR12=I=2×2.4V=4.8V
再由EI=P，2ε=40，解得E=20V
17．12V，
【解析】
【分析】
对电键闭合和断开时分别根据闭合电路欧姆定律列方程求解即可；
【详解】
当电键断开时，电路欧姆定律得：
当电键、都闭合时，根据闭合电路欧姆定律：
代入数据解得：，．
【点睛】
解答本题的关键是掌握闭合电路欧姆定律，并能用来分析和计算直流电流的问题．
18．(1)．（2）．
【解析】
【分析】
（1）首先认清电路的结构：与变阻器左侧电阻并联后与右侧电阻串联，再与并联再根据闭合电路欧姆定律求出总电流，由欧姆定律求出的电压和通过的电流，得到通过变阻器左侧的电流，得到通过右侧的电流，即可求得变阻器消耗的功率．
（2）由上题求出变阻器的总电阻，当滑片移到a端时通过电源的电流最小，当滑片移到b端时通过电源的电流最大，由闭合电路欧姆定律求解．
【详解】
（1）K闭合时，设通过、的电流分别为、，通过变阻器左侧和右侧的电流分别为、变阻器左侧和右侧的电压分别为、干路电流为I．
根据闭合电路欧姆定律得：

则得：
?
??
??
所以此时滑线变阻器上消耗的功率为；
由上可得：变阻器总电阻为
K断开时，当滑片移到a端时通过电源的电流最小，为；
当滑片移到b端时通过电源的电流最大．
外电路总电阻为
则
所以电源上通过的电流变化范围是．
【点睛】
对于电路的计算问题，关键确定电路的结构，搞清各部分电压和电流的关系，再运用欧姆定律解题．