人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律课堂检测

12.2闭合电路的欧姆定律同步练习高中物理人教版（新课标）必修三

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1. 如图所示的电路中，和是电阻箱，是定值电阻，A、B为平行板电容器的两个极板，闭合开关S，电路稳定时理想电压表和理想电流表的示数分别为U和I，电容器所带的电荷量用Q表示，电源效率用表示，调节各元件时，电表示数变化用和表示。则以下说法正确的是  

A. 若仅减小的阻值，则U和I均变小，Q减少
B. 若仅减小的阻值，则U和I均变小，Q减少
C. 若仅增大A、B板的间距，则U和I均不变，Q减少
D. 若仅减小的阻值，则和之比不变，电源的效率变大

2. 在防范新冠肺炎中，为了便于测量人体体温的变化，某同学用热敏电阻R设计了如图所示的电路，其中电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，C为电容器，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，现对热敏电阻R加热，下列说法正确的是

A. 电流表的示数增大 B. 电压表的示数增大
C. 电容器的电荷量增大 D. 电源内部消耗的功率减小

3. 在如图所示的图象中，直线I为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的电压与电流的关系图象。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图象判断正确的是

A. 电源的电动势为3V，效率为
B. 电阻R的阻值为，消耗的功率为4W
C. 在电路中再串入一个电阻R，电源的输出功率变大
D. 在电路中再并入一个电阻R，电源的效率变高
 

4. 如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻，电容器的电容为闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为，电流表示数的变化量为，则下列说法错误的是    

A. 变化过程中和的比值保持不变
B. 电压表示数变大，电流表示数变小
C. 电阻两端电压减小，减小量为
D. 电容器的带电量增大，增加量为

5. 将一粗细均匀的金属丝弯成的一个闭合的网环，与一电阻R和一电容器C连接在如图所示的电路中，AB连线和MN连线均过圆心且相互垂直，M点固定地连接在电路中，滑动触头P与圆环始终接触良好，电压表、电流表均为理想电表。开始时滑动触头P与A点接触，闭合开关S后，将滑动触头P沿圆环由A点经N点逐渐滑至B点，此过程中   

A. 电压表示数和电流表示数均先增大后减小
B. 电容器C所带电荷量先增大后减小，电容随之先增大后减小
C. 电压表示数与电流表示数的比值先增大后减小
D. 电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值先增大后减小

6. 如图所示的电路中，电表均为理想电表，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向右移动至某一位置，与移动前相比，下列说法正确的是

A. 电流表读数变小，电压表读数变大
B. 小灯泡L变亮
C. 电源的输出功率一定变大
D. 电容器C所带的电荷量增加
 

7. 电源、开关S、定值电阻R和R、光敏电阻R、灯泡以及电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻R时，光敏电阻的阻值变小，则    

A. 电容器所带电荷量减少 B. 灯泡变暗
C. 电容器两极板间电压变大 D. 液滴向下运动

8. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻，其余电阻均不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有   

A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为
B. 当单刀双掷开关与b连接且在时，电流表示数为0
C. 当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为
D. 当单刀双掷开关由a拨向b时，电压表和电流表的示数均变大

9. 在如图所示电路当中，当滑片向上移动时，则

A. A灯变暗、B灯变亮、C灯变暗
B. A灯变暗、B灯变亮、C灯变亮
C. A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
D. A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
 

10. 电源、开关S、定值电阻和、光敏电阻、灯泡以及电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点。当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，则

A. 电容器所带电荷量减少 B. 灯泡变暗
C. 电容器两极板间电压变大 D. 液滴向下运动

二、填空题（本大题共4小题，共16.0分）

11. 电源是把其他形式的能转化为________的装置，________是描述电源这种转化本领的物理量，该物理量的单位是________。
12. 如图所示，电源电动势，内电阻为，“3V，3W”的灯泡L与电动机M串联接在电源上，灯泡刚好正常发光，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻则通过电动机的电流为______A，电动机的输入功率为______
     

13. 某同学利用如图电路测定一个未知电阻的阻值和电源电动势电源内阻不计，已知，当电键闭合、断开时，电压表读数为；当电键、都闭合时，电压表的读数为1V，该电源的电动势为______V，当电键闭合、断开时，电阻的阻值为______。

14. “DIS测电源电动势和内电阻”实验得出图象如图，该电源内阻为______；若用该电源给标称“3V、3W”的小灯泡供电，能否有可能使小灯泡正常发光：______。选填“可能”或“不能”
     

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

15. 在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，甲、乙、丙三位学生用导线按如图所示方式连接好电路，电路中所有元件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后：

甲学生发现电压表的示数为零，电流表的示数为，小灯泡亮，这是由于导线________断路；

乙学生发现电压表示数为，电流表的示数为零，小灯泡不亮，这是由于导线________断路；

丙学生发现反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数都不能调为零，这是由于导线________断路；

16. 已知灵敏电流计的满偏电流为1mA，内阻为，若要将它改装成量程为3V的电压表，应串联一个______的电阻，改装完成后，若某次测量电压时灵敏电流计指针指向位置，则对应电压测量值为______V。

四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）

17. 如图所示，图线AB是电路的路端电压随电流变化的关系图线是同一电源向固定电阻R供电时，R两端的电压随电流变化的图线，R和该电源组成电路，由图求：
    

的阻值；

在C点，电源内部消耗的电功率；

电源的最大输出功率．






 

18. 如图所示，电源电动势，电源内阻不计。定值电阻、。
    
     

若在a、b间接一个的电容器，闭合开关，电路稳定后，求电容器的带电量；

若在ab之间接一个内阻为电压表，求电压表的示数






 

五、综合题（本大题共1小题，共12.0分）

19. 如图所示，两平行光滑金属导轨与水平面间的夹角，相距为20cm；金属棒MN的质量为，电阻；匀强磁场方向竖直向下，；电源电动势，内阻。当开关S闭合时，MN处于平衡状态，试求：
    安培力的大小和方向；
    电路中流过金属棒MN的电流I大小；
    变阻器的取值为多少？忽略金属导轨的电阻，取
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】C
 

【解析】

【分析】
此电路中和串联，电路稳定时相当于导线，电容器两端间的电压等于两端间的电压．根据闭合电路的动态分析，分析电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化，通过电容器两端电压的变化，就可知道电容器所带电量的变化。
解决本题的关键电路稳定时相当于导线，电容器两端间的电压等于两端间的电压，再利用闭合电路欧姆定律进行动态分析， 对于电容的动态分析，应根据电容的决定式和电容的定义式结合进行分析。
【解答】
A.的阻值变小，总电阻减小，I增大，内电压增大，则外电压减小，电容器板间电压减小，电容不变，由电容的定义式分析可知电容器所带电荷量减少，故A错误；
B.电阻箱处于含容支路中，相当于导线，所以改变电阻值，I不变，U不变，故B错误；
C.若仅增大A、B板间距离，电容减小，板间电压不变，则由电容的定义式分析可知电容器所带电荷量减少，故C正确；
D.的阻值变小，总电阻减小，I增大，根据闭合电路欧姆定律得可得：不变，电源的效率因为U减小，所以电源的效率变小，故D错误。
故选C。  

2.【答案】A
 

【解析】

【分析】
本题考查直流电路的动态分析和含容电路的处理。
根据热敏电阻的特性，当温度升高时，热敏电阻的阻值会发生变化，依据闭合电路欧姆定律判断总电流的变化，结合部分电路欧姆定律分析电表示数的变化；再依据电容定义式判断电容器电荷量的变化；根据判断电源内部消耗的功率变化情况。
【解答】
A.对热敏电阻R加热，温度升高，热敏电阻阻值R减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总的总电流I增大，则电流表的示数增大，故A正确；
B.根据可知，路端电压将减小，所以电压表的示数减小，故B错误；
C.电容器C并在外电路两端，电容器两端电压等于路端电压，根据可知，由于U减小，则电容器的电荷量减小，故C错误；
D.根据，由于I增大，则电源内部消耗的功率增大，故D错误。
故选A。  

3.【答案】B
 

【解析】

【分析】
由电源的路端电压与电流的关系图象可知，图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻。电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻。两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率和效率。
对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义。本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义。
【解答】
A.根据闭合电路欧姆定律得，当时，，由读出电源的电动势，电源的效率，故A错误；
B.电阻，两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压，电流，则电源的输出功率为，故B正确；
C.内阻等于图线的斜率大小，则，当外电路电阻等于电源内阻时电源输出功率最大，则在电路中再串入一个电阻R，电源的输出功率将变小，故C错误；
D.在电路中再并入一个电阻R，电路中的电流变大，则根据可知电源消耗功率变大，则电源的效率将变低，故D错误。
故选B．  

4.【答案】C
 

【解析】

【分析】

闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析电阻两端的电压，再根据路端电压的变化，分析电阻两端的电压变化量，并比较与的关系，确定电容带电量变化量，电压表的示数U和电流表的示数I的比值等于R，电压表示数变化量和电流表示数变化量的比值等于。

本题中两电表读数的比值要根据欧姆定律和闭合电路欧姆定律来分析，特别需要注意的是分析清楚电路的组成，以及电路中各电表测量的是哪一个的示数。
【解答】
A.根据闭合电路欧姆定律得：，由数学知识得知：，保持不变，故A正确；
B.根据闭合电路欧姆定律得：，E为定值，增大R，电流I减小，即电流表示数变小；由可知，电压表示数变大；故B正确；

闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻两端的电压减小量小于，电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为，故C错误，D正确。
故选C。

5.【答案】C
 

【解析】

【分析】
本题考查电路的动态分析及含容电路的综合分析。
圆环的两部分电阻并联再与定值电阻R串联，电容器与圆环并联，两板间电压与圆环两端电压相等。滑动触头P与A点经过N点逐渐滑至B点的过程中，并联电阻先增大后减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流先减小后增大，判知电流表的示数；
根据电容定义式判断电荷量的变化；
由电路结构可知，电压表示数与电流表示数的比值表示圆环的并联电阻，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值，进行判断。
【解答】
A.由图可知，圆环的两部分电阻并联再与定值电阻R串联，电容器与圆环并联，两板间电压与圆环两端电压相等。滑动触头P与A点经过N点逐渐滑至B点的过程中，并联电阻先增大后减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流先减小后增大，故电流表示数先减小后增大，故A错误；
B.电容器的电容与其两板间电压无关，，C不变，电压U先增大后减小，故电荷量也先增大后减小，故B错误；
由电路结构可知，电压表示数与电流表示数的比值表示圆环的并联电阻，所以先增大后减小，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量比值，故C正确，D错误。
故选C。  

6.【答案】B
 

【解析】

【分析】
由图可知电路结构，根据滑片的移动明确电路中电阻的变化，由闭合电路欧姆定律明确电路中电流及电压的变化，再对局部电路进行分析得出灯泡亮度的变化，以及电容器上电量的变化。
【解答】
A、当滑动变阻器滑片P向右移动，其接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，电流I增大，电流表读数变大，根据，电压表测量路端电压U，读数减小，故A错误；
B、灯泡的功率，不变，则灯泡变亮，故B正确；
C、当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，由于不知道外电阻和电源的内阻大小关系，故不能确定电源输出功率的变化，故C错误；
D、根据，变阻器两端电压减小，电容器与变阻器并联，电容器上电压也减小，则其电荷量减少，故D错误。
故选B。  

7.【答案】C
 

【解析】

【分析】
先读懂电路图，知该电路和串联，电容器两端间的电压等于两端间的电压，当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化；再分析带电液滴的受力情况，确定运动．通过电容器两端电压的变化，就可知道电容器所带电量的变化。
解决本题的关键抓住电容器两端电压与两端电压相等，利用闭合电路欧姆定律进行动态分析。
【解答】
当无光照射时，带电液滴恰好静止，液滴所受重力和电场力是一对平衡力；当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，灯泡变亮，两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，故C正确，BD错误；
A.电容器的电压增大，电容不变，由知，电容器所带电荷量增大，故A错误。
故选C。  

8.【答案】D
 

【解析】

【分析】

根据图象可以求得输入电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论。

本题考查理想变压器的掌握及应用，掌握理想变压器的电压与匝数成正比、电流与匝数成反比的关系，知道正弦交变电流最大值是有效值倍的关系即可解决本题。
【解答】
A.交流电的有效值为，根据电压与匝数程正比可知，副线圈的电压为，故A错误；
B.当单刀双掷开关与b连接时，根据电压与匝数成正比知，，其中，得电压表示数，

C.变压器不改变交变电流的频率，由图象知，频率f，所以当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率仍为50Hz，故C错误；

D.当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈两端的电压变大，电流表的示数也变大，故D正确。

故选D。

9.【答案】A
 

【解析】

【分析】
当变阻器的滑动触头P向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析总电流的变化，即可知道A灯亮度的变化。由欧姆定律分析并联部分电压的变化，判断B灯亮度的变化。由通过B的电流与总电流的变化，分析通过C灯电流的变化，判断其亮度的变化。
本题是电路动态分析问题，按局部到整体，再对局部分析电压或电流的变化，来判断电灯亮度的变化。
【解答】
当变阻器的滑动触头P向上移动时，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，总电流I减小，A灯变暗；
A灯和电源的内电压都减小，由闭合电路欧姆定律得知并联部分电压增大，B灯变亮；
由于总电流减小，而通过B灯的电流增大，可知通过C灯的电流减小，则C灯变暗，故BCD错误，A正确。
故选A。  

10.【答案】C
 

【解析】

【分析】
先读懂电路图，知该电路和串联，电容器两端间的电压等于两端间的电压，当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化；再分析带电液滴的受力情况，确定运动．通过电容器两端电压的变化，就可知道电容器所带电量的变化。
解决本题的关键抓住电容器两端电压与两端电压相等，利用闭合电路欧姆定律进行动态分析。
【解答】
当无光照射时，带电液滴恰好静止，液滴所受重力和电场力是一对平衡力；当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大，灯泡变亮，两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，故C正确，BD错误；
A.电容器的电压增大，电容不变，由知，电容器所带电荷量增大，故A错误。
故选C。  

11.【答案】电能；电动势；伏特。
 

【解析】分析：
根据电源的特性和电动势的定义分析可得结果，难度不大。
解答：
电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势是描述电源这种转化本领的物理量，该物理量的单位是伏特。
 

12.【答案】1 
 

【解析】解：灯泡L正常发光，通过灯泡的电流，
电动机与灯泡串联，通过电动机的电流；
路端电压：，
电动机两端的电压；
电动机的输入功率P输出
故答案为：1，
由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是3V，额定功率是3W，由电功率公式的变形公式可以求出灯泡额定电流，由串联电路特点可以求出通过电机的电流．由串联电路特点求出电动机电压，由求出电动机输入功率．
电动机是非纯电阻电路，输出功率等于输入功率与热功率之差；要注意功率公式的适用条件．
 

13.【答案】2  1
 

【解析】解；闭合、断开时未接入电路，有：

、都闭合时和并联，有：

两式联立可得：，
故答案为：2，1。
闭合、断开时未接入电路，、都闭合时和并联，电压表始终测量的是两端电压，分别列闭合欧姆定律求解即可
该题考察闭合欧姆定律，该类型题的通常解法是根据开关的闭合作出等效电路，然后分别列闭合欧姆定律求解即可
 

14.【答案】  不能
 

【解析】解：
实验图中，截距即为电源电动势，斜率的大小即为电源内阻，故内阻为；
小灯泡的电阻为，额定电流为，显然电源电动势接上的电阻后提供不了1A的电流，因此不能使小灯泡正常发光。
故答案为：；
不能。
实验图中中，截距即为电源电动势，斜率的大小即为电源内阻，因此可以通过图象斜率直接计算出内阻大小；能否使灯泡正常发光可以从接入后电流大小来判断，通过题设先算出灯泡电阻，再计算流过电路电流大小即可判断。
要理解“DIS测电源电动势和内电阻”实验得出图象所表达的意义，截距即为电源电动势，斜率的大小即为电源内阻，因此可以通过图象斜率直接计算出内阻大小；能否使灯泡正常发光可以从接入后电流大小来判断，通过题设先算出灯泡电阻，再计算流过电路电流大小即可判断。
 

15.【答案】；；．
 

【解析】

【分析】
根据电压表及电流表的示数可以得出电路中的故障原因；若电压表有示数说明电压表与电源相连，一般在电压表中间的部分存在断路；若电流表有示数而电压表无示数，说明有短路现象。
本题要求同学们能根据实验现象判断实验故障，难度不大，属于基础题．电路故障一般有断路和短路两种情况，用电压表判断时：若电压表示数不为零，则电压表两端之间有断路；若电压表示数为零，则电压表两端之间发生短路。
【解答】
若电压表的示数为零，电流表的示数为，小灯泡亮，则不难判断出断路的导线为h导线；
根据欧姆定律可知，若电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，说明电压表两端间有断路，则断路导线为d导线；
若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则说明变阻器不再是分压式接法，不难判断出断路的导线为g导线．。  
故答案为：；；。  

16.【答案】2900 
 

【解析】解：根据串联电阻具有分压作用可知，要将电流表改装为电压表，应串联一个电阻，根据欧姆定律应有：，

故答案为：2900；
把电流表改装为电压表，需要串联一个电阻，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值，求出电压表示数．
本题主要考查电表的改装，抓住串联电阻具有分压作用将电流表改装为电压表，并联电阻具有分流作用将小量程的电流表改装成大量程的电流表。
 

17.【答案】解：由欧姆定律结合图象可得R端电压为4V，此时的电流为2A，故有R的阻值：；
根据图线AB知，电动势，
由图象斜率的含义解得电源内阻为：
在C点，电源内部消耗的电功率：。
根据，
当时取最大值，
 

【解析】由图读出电阻R端电压与流过的电流，结合欧姆定律解得其阻值；
由图形斜率的含义解得电源内阻，电源内部消耗的电功率即电源内阻消耗的功率，由得解。
当外电阻和内阻相等时电源的输出功率最大。
对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义，本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义。
 

18.【答案】解：设电容器上的电压为Uc，则
电容器的带电量，代入解得：
设电压表与并联后电阻为
则电压表上的电压为：
解得：
答：电容器上所带的电量为；
若在ab之间接一个内阻的电压表，电压表的示数为3V。
 

【解析】电路稳定后，电容器的电压等于的电压．对于电路结构，电容器相当开关断开。求出电压，即可求出电容器的电量。
在ab之间接一个内阻的电压表，电压表相当一个电阻，电路结构是电压表与并联，再与串联。根据欧姆定律求出电压表的示数。
对于电容器，关键在于电压的计算，当电容器与电阻并联时，电容器等于并联电阻的电压．对于有一定内阻的电压表，看成可测量电压的电阻。
 

19.【答案】金属棒MN受重力mg、支持力N、安培力F的作用，由左手定则可得，金属棒MN受到的安培力的方向水平向左，受力分析如图所示

根据平衡条件得：
，方向水平向左；
由安培力的定义式：
可知流过金属棒MN的电流的大小为：
；
由闭合电路的欧姆定律得：
可得：。
答：安培力的大小为和方向水平向左；
电路中流过金属棒MN的电流为；
变阻器的取值为。
 

【解析】对导体棒受力分析即可求解安培力；根据安培力公式求解电流大小；由闭合电路的欧姆定律可求出 的阻值。
本题考查应用平衡条件解决磁场中导体的平衡问题，关键在于安培力的分析和计算，比较容易．在匀强磁场中，当通电导体与磁场垂直时，安培力大小，判断安培力必须使用左手。