2011-2020年高考物理试卷分类汇编之045.闭合电路欧姆定律（含答案及解析）
文档属性
| 名称 | 2011-2020年高考物理试卷分类汇编之045.闭合电路欧姆定律（含答案及解析） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 314.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-07 15:11:21 | ||
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文档简介
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第45节 闭合电路欧姆定律
1.2019年江苏卷3.如图所示的电路中，电阻R=2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为
A. 1Ω B. 2Ω
C. 3Ω D. 4Ω
答案：A
解析：开关S断开时电压表的读数为3V，则有E=3V，
开关S闭合时电压表的读数为2V，由闭合电路欧姆定律，有：，
其中R=2Ω，解得：r=1Ω，故选项A正确。
2.2016年上海卷13.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此
（A）电动势是一种非静电力
（B）电动势越大，表明电源储存的电能越多
（C）电动势的大小是非静电力做功能力的反映
（D）电动势就是闭合电路中电源两端的电压
【答案】C
【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其它形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项A、B错误而选项C正确；闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项D错误。
3.2012年物理上海卷
17．直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）
（A）总功率一定减小
（B）效率一定增大
（C）内部损耗功率一定减小
（D）输出功率一定先增大后减小
答案：ABC
解析：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=I2r一定减小，C正确；总功率P=EI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D不对
4.2013年上海卷
24．如图，电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势为 ；当S1、S2都断开时，电源的总功率为 。
答案： P0。
解析：当电键S1断开、S2闭合时，电路中电流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R /(R+r)2.。当S1闭合、S2断开时，电路中电流I2=E/ (4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。联立解得：r=2R，。当S1、S2都断开时，电路中电流I3=E/ (7R+r)，电源的总功率为P=EI3= P0。.
5. 2014年物理上海卷
15.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I和II串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时I和II阻值相等，保持I温度不变，冷却或加热II，则II的电功率在 （ ）
A．加热时变大，冷却时变小 B．加热时变小，冷却时变大
C．加热或冷却时都变小 D．加热或冷却时都变大
【答案】C
【解析】将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻II的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C项正确。
6. 2016年江苏卷8．如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有( )
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
【答案】AC
【解析】设四个电阻的等效电阻为R路，由=+得R路=10 Ω，由闭合电路欧姆定律知，，设路端电压为U，则U=IR路=1 A×10 Ω=10 V，选项A正确；电源的总功率P=EI=12 W，选项B错误；设电源负极电势为0 V，则a点电势φa=0.5 A×5 Ω-0=2.5 V，b点电势φb=0.5 A×15 Ω-0=7.5 V，则a、b两点的电势差Uab=φa-φb=2.5 V-7.5 V=-5 V，所以a、b间电压的大小为5V，选项C正确；当将a、b两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时a、b两点电势相等，其等效电路图如图所示．其中一个并联电路的等效电阻为3.75Ω，显然总电阻为9.5Ω，电流I== A，故选项D错误。
7.2018年海南卷10．如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻，c为滑动变阻器的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是 （ CD ）
A．R2消耗的功率变小
B．R3消耗的功率变大
C．电源输出的功率变大
D．电源内阻消耗的功率变大
解析：等效电路如图示。
滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，并联电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，R1上的电压增大，并联电压减小。R3支路的电阻增大，电流减小，R3消耗的功率变小，选项B错误；因为总电流增大，所以R2支路的电流增大， R2消耗的功率变大，选项A错误；因为总电流增大，则电源内阻消耗的功率变大，D正确；当外电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大，外电阻偏离电源的内电阻越大，电源的输出功率越小。原来外电阻大于1.5R，滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，并联电阻减小，总电阻减小，但仍大于内电阻，所以电源输出的功率变大，选项C正确。故选CD。
8.2018年北京卷、23．（18分）
如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U - I图像的示意图，并说明U - I图像与两坐标轴交点的物理意义。
（2）a．请在图2画好的U - I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
解：（1）U - I图像如答图3所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。
（2）a．如答图3所示。
b．电源输出的电功率
当外电路电阻R = r时，电源输出的电功率最大，为：
（3）电动势定义式
根据能量守恒，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即：
9.2020年上海卷14．如图（a）所示电路中，E是电源，R是定值电阻。闭合电键S，移动滑动变阻器R' 的滑片P，根据电压表和电流表的读数，绘制U-I图线如图（b）所示，滑片P移到最右端时对应图中a点。由图可知： R' 的最大阻值为__________Ω，在滑片P 移动过程中R' 消耗的最大功率为________W。
答案：10， 0.45，
解析：由图b可知电源的电动势为E=3.0V，短路电流为0.6A，则
滑片P移到最右端时U=2.0V，I=0.2A，则R' 的最大阻值为，
在滑片P 移动过程中，当滑动变阻器R'的阻值等于电阻R的阻值时，R' 消耗的最大功率为
10.2020年北京卷12．图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是
A．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
B．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
C．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
D．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
答案∶B
解析∶由甲图可知，tA点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故tA应标在电流较大的刻度上；而tB点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故应标在电流较小的刻度上；
由图甲得，其中R0为图线的纵截距，k为斜率，
由闭合电路欧姆定律得
联立解得 ，可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。
故选B
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第45节 闭合电路欧姆定律
1.2019年江苏卷3.如图所示的电路中，电阻R=2Ω．断开S后，电压表的读数为3V；闭合S后，电压表的读数为2V，则电源的内阻r为
A. 1Ω B. 2Ω
C. 3Ω D. 4Ω
答案：A
解析：开关S断开时电压表的读数为3V，则有E=3V，
开关S闭合时电压表的读数为2V，由闭合电路欧姆定律，有：，
其中R=2Ω，解得：r=1Ω，故选项A正确。
2.2016年上海卷13.电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力，因此
（A）电动势是一种非静电力
（B）电动势越大，表明电源储存的电能越多
（C）电动势的大小是非静电力做功能力的反映
（D）电动势就是闭合电路中电源两端的电压
【答案】C
【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其它形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项A、B错误而选项C正确；闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项D错误。
3.2012年物理上海卷
17．直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（ ）
（A）总功率一定减小
（B）效率一定增大
（C）内部损耗功率一定减小
（D）输出功率一定先增大后减小
答案：ABC
解析：当滑动变阻器的滑片P向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=I2r一定减小，C正确；总功率P=EI一定减小，A正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率增大，B正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D不对
4.2013年上海卷
24．如图，电路中三个电阻Rl、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时，电源输出功率为P0；当S1闭合、S2断开时，电源输出功率也为P0。则电源电动势为 ；当S1、S2都断开时，电源的总功率为 。
答案： P0。
解析：当电键S1断开、S2闭合时，电路中电流I1=E/(R+r)，P0=I12R=E2R /(R+r)2.。当S1闭合、S2断开时，电路中电流I2=E/ (4R+r)，P0=I224R=E24R/(4R+r)2.。联立解得：r=2R，。当S1、S2都断开时，电路中电流I3=E/ (7R+r)，电源的总功率为P=EI3= P0。.
5. 2014年物理上海卷
15.将阻值随温度升高而减小的热敏电阻I和II串联，接在不计内阻的稳压电源两端。开始时I和II阻值相等，保持I温度不变，冷却或加热II，则II的电功率在 （ ）
A．加热时变大，冷却时变小 B．加热时变小，冷却时变大
C．加热或冷却时都变小 D．加热或冷却时都变大
【答案】C
【解析】将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻II的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C项正确。
6. 2016年江苏卷8．如图所示的电路中，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有( )
A．路端电压为10 V
B．电源的总功率为10 W
C．a、b间电压的大小为5 V
D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1 A
【答案】AC
【解析】设四个电阻的等效电阻为R路，由=+得R路=10 Ω，由闭合电路欧姆定律知，，设路端电压为U，则U=IR路=1 A×10 Ω=10 V，选项A正确；电源的总功率P=EI=12 W，选项B错误；设电源负极电势为0 V，则a点电势φa=0.5 A×5 Ω-0=2.5 V，b点电势φb=0.5 A×15 Ω-0=7.5 V，则a、b两点的电势差Uab=φa-φb=2.5 V-7.5 V=-5 V，所以a、b间电压的大小为5V，选项C正确；当将a、b两点用导线连接后，由于导线没有电阻，此时a、b两点电势相等，其等效电路图如图所示．其中一个并联电路的等效电阻为3.75Ω，显然总电阻为9.5Ω，电流I== A，故选项D错误。
7.2018年海南卷10．如图，三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R，电源的内阻，c为滑动变阻器的中点。闭合开关后，将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，下列说法正确的是 （ CD ）
A．R2消耗的功率变小
B．R3消耗的功率变大
C．电源输出的功率变大
D．电源内阻消耗的功率变大
解析：等效电路如图示。
滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，并联电阻减小，总电阻减小，总电流增大，路端电压减小，R1上的电压增大，并联电压减小。R3支路的电阻增大，电流减小，R3消耗的功率变小，选项B错误；因为总电流增大，所以R2支路的电流增大， R2消耗的功率变大，选项A错误；因为总电流增大，则电源内阻消耗的功率变大，D正确；当外电阻等于电源的内电阻时，电源的输出功率最大，外电阻偏离电源的内电阻越大，电源的输出功率越小。原来外电阻大于1.5R，滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动，并联电阻减小，总电阻减小，但仍大于内电阻，所以电源输出的功率变大，选项C正确。故选CD。
8.2018年北京卷、23．（18分）
如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U - I图像的示意图，并说明U - I图像与两坐标轴交点的物理意义。
（2）a．请在图2画好的U - I关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率；
b．请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
（3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
解：（1）U - I图像如答图3所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势，与横轴交点的坐标值为短路电流。
（2）a．如答图3所示。
b．电源输出的电功率
当外电路电阻R = r时，电源输出的电功率最大，为：
（3）电动势定义式
根据能量守恒，在图1所示电路中，非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热，即：
9.2020年上海卷14．如图（a）所示电路中，E是电源，R是定值电阻。闭合电键S，移动滑动变阻器R' 的滑片P，根据电压表和电流表的读数，绘制U-I图线如图（b）所示，滑片P移到最右端时对应图中a点。由图可知： R' 的最大阻值为__________Ω，在滑片P 移动过程中R' 消耗的最大功率为________W。
答案：10， 0.45，
解析：由图b可知电源的电动势为E=3.0V，短路电流为0.6A，则
滑片P移到最右端时U=2.0V，I=0.2A，则R' 的最大阻值为，
在滑片P 移动过程中，当滑动变阻器R'的阻值等于电阻R的阻值时，R' 消耗的最大功率为
10.2020年北京卷12．图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是
A．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
B．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
C．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是线性关系
D．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系
答案∶B
解析∶由甲图可知，tA点对应的电阻阻值较小，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大，故tA应标在电流较大的刻度上；而tB点对应的电阻阻值较大，由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小，故应标在电流较小的刻度上；
由图甲得，其中R0为图线的纵截距，k为斜率，
由闭合电路欧姆定律得
联立解得 ，可知t与I是非线性关系，故B正确，ACD错误。
故选B
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