第4章　第1节　闭合电路欧姆定律—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理必修三同步检测（word含答案）

第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电
第1节　闭合电路欧姆定律
课后篇巩固提升
基础巩固
1.(2019~2020学年北京怀柔高二上期末)图为某手机电池的铭牌,第一行标有“3.8 V　3 000 mAh(11.4 Wh)”。对该铭牌参数的分析,下列说法中正确的是(　　)

　　 　　　　　　　　　　　　　　
A.铭牌中的Wh是能量的单位
B.铭牌中的mAh是功率的单位
C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4 J
D.该电池放电时能输出的总电荷量约为1.08×105 C
2.(2019~2020学年北京朝阳高二上期末质量检测)关于电源电动势,下列说法正确的是(　　)
A.电动势就是电源供给电路的能量
B.电动势反映出电源将其他形式的能转化成电能的本领
C.电源接入电路时,其两端的电压就是电源电动势
D.电动势的大小一定等于电路中的电流与全电路电阻的乘积
3.一个闭合电路,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
4.(多选)若电路为纯电阻电路,E表示电动势,U表示外电压,U'表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示电流,则下列各式中正确的是(　　)
A.U'=IR B.U'=E-U
C.U=E+Ir D.U=RR+rE
5.

(2019~2020学年重庆市部分区县高二上期末)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2 V,则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
6.

(多选)(2019~2020学年湖南两校联考)如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r。当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L(可看作纯电阻)都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是(　　)
A.电动机的额定电压为IR
B.电动机的输出功率为IE-I2(R0+R+r)
C.电源的输出功率为IE-I2r
D.整个电路的热功率为I2(R0+R)
7.(2019~2020学年安徽合肥六校高二上期末考试)光伏发电是一种新兴的清洁发电方式,预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地,打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板,测得它不接负载时的电压为900 mV,短路电流为45 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连接成闭合电路,则:
(1)该太阳能电池板的内阻是多大?
(2)电阻器两端的电压是多大?
(3)通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大?






8.

如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=30 Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4 V,电流表A的示数为0.2 A,S断开时,电流表A的示数为0.3 A,电压表和电流表均为理想电表。求:
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内阻r的值。




能力提升
1.(2019~2020学年安徽黄山高二上期末质量检测)物理课上,老师做了一个实验(电路图如图所示):当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,看到已点亮的电灯亮度逐渐变暗,对这一现象,下列说法正确的是(　　)

A.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变
B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
D.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
2.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。当开关S闭合后,电压表的读数为1 V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8 V,电表均为理想电表,则电源的电动势等于(　　)

A.1 V B.1.2 V
C.2 V D.4 V
3.如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 Ω。电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是(　　)

A.2 A B.8 A C.50 A D.58 A
4.如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为理想电压表与理想电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则(　　)

A.V的读数变大,A的读数变小
B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小
D.V的读数变小,A的读数变大
5.如图所示,电源电动势为6 V,内阻为1 Ω,R1=5 Ω,R2=10 Ω,滑动变阻器R3阻值变化范围为0~10 Ω,求电路中的总电流的变化范围。

6.(2019~2020学年四川蓉城名校联盟高二上期末联考)如图所示,电源的电动势E=10 V,内电阻r=1 Ω,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,电动机的线圈电阻R3=0.5 Ω。当开关S闭合,电动机转动稳定后,电压表示数U1=2 V,不计电动机除线圈电阻外其他损耗,求:

(1)R2两端的电压U2;
(2)电动机的机械效率η。





第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电
第1节　闭合电路欧姆定律
课后篇巩固提升
基础巩固
1.(2019~2020学年北京怀柔高二上期末)图为某手机电池的铭牌,第一行标有“3.8 V　3 000 mAh(11.4 Wh)”。对该铭牌参数的分析,下列说法中正确的是(　　)

　　 　　　　　　　　　　　　　　
A.铭牌中的Wh是能量的单位
B.铭牌中的mAh是功率的单位
C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4 J
D.该电池放电时能输出的总电荷量约为1.08×105 C
解析功率乘以时间得到功或者能量,故功率的单位乘以时间的单位是功和能量的单位,故铭牌中的Wh是能量的单位,A正确;电流乘以时间得到电荷量,故电流的单位乘以时间的单位是电荷量的单位,故铭牌中的mAh是电荷量的单位,故B错误;该电池放电时能输出的总能量约为11.4 Wh=11.4×3 600 J=4.104×104 J,C错误;该电池放电时能输出的总电荷量约为3 000 mAh=3 000×10-3×3 600 C=1.08×104 C,故D错误。
答案A
2.(2019~2020学年北京朝阳高二上期末质量检测)关于电源电动势,下列说法正确的是(　　)
A.电动势就是电源供给电路的能量
B.电动势反映出电源将其他形式的能转化成电能的本领
C.电源接入电路时,其两端的电压就是电源电动势
D.电动势的大小一定等于电路中的电流与全电路电阻的乘积
解析电源就是供给和维持电路所需的能量源也叫电动势,故A错误;电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,与外电路的结构无关,故B正确;电源与外电路断开时,电源电动势在数值上等于其两端电压,故C错误;当外电路有非纯电阻时,电动势的大小不等于电路中的电流与全电路电阻的乘积,故D错误。
答案B
3.一个闭合电路,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
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=ER+r,C错误;再根据U=E-Ir,ΔU=ΔIr,故D错误。
答案A
4.(多选)若电路为纯电阻电路,E表示电动势,U表示外电压,U'表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示电流,则下列各式中正确的是(　　)
A.U'=IR B.U'=E-U
C.U=E+Ir D.U=RR+rE
解析由闭合电路欧姆定律知E=U+Ir,知选项A、C错误,B正确;对整个电路I=ER+r,对外电阻I=UR,故U=RR+rE,D正确。
答案BD
5.

(2019~2020学年重庆市部分区县高二上期末)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2 V,则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
解析开关断开时,电压表的示数等于电源的电动势,故E=3 V;当开关闭合时,电压表示数为R两端的电压,由U=E-U内可知,内电压U内=E-U=1 V,则外电阻与内电阻的比值Rr=UU内=21,故B正确,A、C、D错误。
答案B
6.

(多选)(2019~2020学年湖南两校联考)如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r。当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L(可看作纯电阻)都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是(　　)
A.电动机的额定电压为IR
B.电动机的输出功率为IE-I2(R0+R+r)
C.电源的输出功率为IE-I2r
D.整个电路的热功率为I2(R0+R)
解析电动机不是纯电阻,不能满足欧姆定律,IR不是电动机的额定电压,故A错误;根据能量守恒定律可知,电动机总功率为IE-I2(R0+r),内部消耗功率为I2R,故电动机输出功率为IE-I2(R0+R+r),故B正确;电源的总功率为IE,内部消耗功率为I2r,则电源的输出功率为IE-I2r,故C正确;整个电路的热功率为I2(R0+R+r),故D错误。
答案BC
7.(2019~2020学年安徽合肥六校高二上期末考试)光伏发电是一种新兴的清洁发电方式,预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地,打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板,测得它不接负载时的电压为900 mV,短路电流为45 mA,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连接成闭合电路,则:
(1)该太阳能电池板的内阻是多大?
(2)电阻器两端的电压是多大?
(3)通电10分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大?
解析(1)根据欧姆定律有r=EIs,解得r=20 Ω;
(2)闭合电路欧姆定律有I=ER+r,U=IR,解得U=0.45 V;
(3)由焦耳定律有Q=I2Rt
解得Q=6.075 J。
答案(1)20 Ω　(2)0.45 V　(3)6.075 J
8.

如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=30 Ω,S闭合时,电压表V的示数为11.4 V,电流表A的示数为0.2 A,S断开时,电流表A的示数为0.3 A,电压表和电流表均为理想电表。求:
(1)电阻R3的值;
(2)电源电动势E和内阻r的值。
解析(1)R2两端电压U2=I2R2=6 V
所以,R1两端电压为U1=U-U2=5.4 V
则流过R1的电流I1=U1R1=0.6 A
流过电阻R3的电流I3=I1-I2=0.6 A-0.2 A=0.4 A
所以电阻R3的阻值R3=U2I3=60.4 Ω=15 Ω
(2)由闭合电路欧姆定律,
当开关闭合时E=11.4 V+0.6 A×r①
当开关断开时E=0.3×(9+30)V+0.3 A×r②
解①和②式,得E=12 V,r=1 Ω
答案(1)15 Ω　(2)E=12 V　r=1 Ω
能力提升
1.(2019~2020学年安徽黄山高二上期末质量检测)物理课上,老师做了一个实验(电路图如图所示):当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,看到已点亮的电灯亮度逐渐变暗,对这一现象,下列说法正确的是(　　)

A.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变
B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变
C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
D.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
解析当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,根据并联电阻的规律可知,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律I=ER总,可知干路电流增大,根据E=U+Ir,可知路端电压减小,所以加在灯泡两端的电压减小,根据P=U2R,可知灯泡的功率减小,所以亮度变暗,故ABD错误,C正确。
答案C
2.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。当开关S闭合后,电压表的读数为1 V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8 V,电表均为理想电表,则电源的电动势等于(　　)

A.1 V B.1.2 V
C.2 V D.4 V
解析当S闭合时电阻R3与R2并联后与R1串联,外电阻为R=12R2+R1=1.5 Ω,干路电流为I=UR1=11 A=1 A,故有E=I(1.5 Ω+r);当S断开时,I'=U'R1=0.8 A,故有E=I'(2 Ω+r),解得E=2 V,C正确。
答案C
3.如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 Ω。电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是(　　)

A.2 A B.8 A C.50 A D.58 A
解析只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir=(12+10×0.05)V=12.5 V,车灯的电阻为:R灯=UI=1210 Ω=1.2 Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为:I电动机=E-I'R灯r-I'=12.5-8×1.20.05 A-8 A=50 A,故A、B、D错误,C正确。
答案C
4.如图所示,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为理想电压表与理想电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则(　　)

A.V的读数变大,A的读数变小
B.V的读数变大,A的读数变大
C.V的读数变小,A的读数变小
D.V的读数变小,A的读数变大
解析将S断开,则电路的总电阻变大,总电流变小,由U=E-Ir知,路端电压变大,故电压表的示数变大;R1两端的电压IR1变小,则R3两端的电压变大,流过R3的电流变大,电流表的示数变大。选项B正确。
答案B
5.如图所示,电源电动势为6 V,内阻为1 Ω,R1=5 Ω,R2=10 Ω,滑动变阻器R3阻值变化范围为0~10 Ω,求电路中的总电流的变化范围。

解析当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大,R外=R1=5 Ω,I=ER外+r=65+1A=1 A;当R3阻值为10 Ω时,外电阻最大,电流最小,R并=R3R2R3+R2=5 Ω,R外'=R1+R并=10 Ω,I'=ER外'+r=610+1 A≈0.55 A。
答案0.55~1 A
6.(2019~2020学年四川蓉城名校联盟高二上期末联考)如图所示,电源的电动势E=10 V,内电阻r=1 Ω,定值电阻R1=5 Ω,R2=10 Ω,电动机的线圈电阻R3=0.5 Ω。当开关S闭合,电动机转动稳定后,电压表示数U1=2 V,不计电动机除线圈电阻外其他损耗,求:

(1)R2两端的电压U2;
(2)电动机的机械效率η。
解析(1)根据闭合电路欧姆定律可知:E=U2+(I1+I2)r
根据欧姆定律可得通过R2电流为:I2=U2R2
通过R1的电流为:I1=U2-U1R1
联立并代入数据解得:U2=8 V,I1=1.2 A;
(2)电动机的输入功率为:P=U1I1=2×1.2 W=2.4 W
电动机的发热功率为:P热=I12R3=1.22×0.5 W=0.72 W
电动机的输出功率为:P出=P-P热=2.4 W-0.72 W=1.68 W
电动机的效率为:η=P出P×100%=1.682.4×100%=70%
答案(1)8 V　(2)70%