高中物理沪科版 (2019)必修 第三册4.4 现代家庭电路随堂练习题

【基础】第4节现代家庭电路-1优质练习

一.填空题

1．在闭合电路中，电源的端电压为U，内电阻为r，电路中的电流为I，则电源的电动势E = __________，能反映闭合电路中“能的转化和守恒”思想的关系式为__________。（用E．U．I．r表示）

2．如图所示，已知电源的内阻r=2Ω，外电阻R1=4Ω，滑动变阻器R2的电阻可调范围为0~10Ω。当滑动变阻器R2的电阻调为4Ω时，电源内部的电热功率为2W，则电源电动势为_____V；电阻R2的阻值为______Ω时，R1的电功率达到最大值。

3．在如图所示电路中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R1=5Ω，R2=6Ω，滑动变阻器的阻值0--30Ω。闭合电键K，当滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，理想电流表和理想电压表示数变化量的大小分别用△I．△U表示。则电流表示数的变化情况是_____；_____Ω。

4．电路如图所示，已知电源电动势为，内阻的变化范圈是。则：

(1)电源的最大输出功率为____ W；

(2)消耗的最大功率为___ W。

5．有一电动势约为，内阻在范围内的电源，其允许的最大电流为。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；为电阻箱，阻值范围为；为保护电阻。

（1）实验室备有的定值电阻有以下几种规格，本实验应选用______。

A.，    B.，    C.，    D.，

（2）该同学按照图甲所示的电路图，为已知，连接实验电路，接好电路后，闭合开关，调整电阻箱的阻值，读出电压表的示数，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以为横坐标，以为纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图像，对应的函数方程式为______（用所给物理量的字母表示）。

（3）图像中若用表示图线与纵轴的截距，用表示斜率。则______，______。

6．如图所示，电路中电阻R1 = 8Ω，R2 = 20Ω，R3 = 20Ω，C = 2μF，E=12V，电源内阻r= 0，S闭合，当滑动变阻器的阻值R由2Ω变至22Ω的过程中，通过A1的电量是________， A2的读数变化情况是________。

7．如图，已知电源内阻r=1Ω，定值电阻R1=2Ω，R2=12Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为10Ω。闭合电键S，当变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，电流表A的示数_________________（填“增大”．“减小”．“先增大后减小”或者“先减小后增大”）。在电流表A的示数减小0.2A的过程中，伏特表V的示数变化了_________________V。

8．图中的一氧化碳浓度传感器相当于一个纯电阻原件，已知其电阻值的倒数与一氧化碳浓度成正比。将传感器接在如图所示的电路中，其中．为定值电阻，电源电压恒定。当该传感器探测到的汽车尾气中一氧化碳浓度达到国家排放标准的最高浓度时，电压表达读数为。现测量A汽车尾气时，电表示数大于，A车尾气一氧化碳浓度____国定排放标准，若该仪器中电池用久了，测量B汽车尾气时，电表示数等于，则B车尾气一氧化碳浓度______国家排放标准。（以上两空均填“符合”或“不符合”）

9．如图所示的电路常称为分压电路，当间的电压恒为时，利用它可以在端获得和之间的任意电压。如果滑动触头在的正中间时，则此时端获得的电压为_______；在这种情况下保持滑动触头不动，在间再接入另一电阻，则端的电压_______（填“＞”“＜”或“=”）。

10．用如图电路测量干电池的电动势和内电阻。调节电阻箱，得到若干组电阻值R及对应的电流值I。以变量为横轴．变量R为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出图像，则该图像的____表示了干电池的电动势，该图像的______表示了干电池的内电阻。

11．多用电表是电学实验中常用的电学工具，其内部的部分电路如图所示，则：

(1)将B和C两端点连接红黑表笔可以测电路的__________（填“电压”或“电流”），转换开关S接__________（填“a”或“b”）的量程更大。

(2)用多用电表探究黑箱内的电路，电路由四个阻值均为的相同电阻构成，黑箱面板上有三个接线柱1．2和3，测得1．2接线柱之间的电阻为，2．3接线柱之间的电阻为，1．3接线柱之间的电阻为。请在虚线框中画出黑箱中电阻连接方式____。

12．如图所示的三个电路图，________是串联电路，________是并联电路。

13．在如图所示的电路中，电源内电阻为 r,R1．R3分别为两个定值电阻。闭合电键S,当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐________(选填“增大”．“减小”．“不变”)。若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为,伏特表V2示数变化量的大小, 则比值是_______________ (选填“增大”．“减小”． “不变”)

14．某同学在测定电源内阻的实验中，设计了如图所示的电路图。已知电源的电动势 E 为 3.0 V，当电阻箱 R 的读数为 5.0？ 时，电压表V的示数为 2.5V，则流过电源的电流 I 为___________ A，内阻 r 为___________ ？。（V为理想电压表）

15．电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大．某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A．B．C．D，测量它们的电动势和内阻．
 

（1）用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势．测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为______V．

（2）用图乙所示电路测量A．B．C．D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω．改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A．B．C．D四块电池的图线，如图丙．由图线C可知电池C的电动势E=____ V；内阻r=_____Ω．

（3）分析图丙可知，电池____（选填“A”．“B”．“C”或“D”）较优．

16．闭合电路中电源的电动势为12V，外电压10V，当有2C的电量通过时，该电路的能量转化情况是：非静电力做功把_________J的其他形式能量转化为电能，电源自身消耗了____J的电能。

17．如图所示，电源的电动势和内阻都保持不变，电表为理想电表。当滑动变阻器的滑动触点向上端移动过程中，电压表V的示数将_______（选填“增大”．“减小"或“不变’’），电流表A的示数将_______（选填“增大”．“减小”或“不变”），电阻Rl消耗的电功率将_____ （选填“增大”．“减小”或“不变”）。

18．在如图所示的电路中，已知定值电阻为R，电源内阻为r，电表均为理想电表。将滑动变阻器滑片向下滑动，电流表A示数变化量的绝对值为△I，则电压表V1示数变化量的绝对值△U1＝_____，电压表V2示数变化量的绝对值△U2＝_____。

参考答案与试题解析

1．【答案】U+Ir    EI= UI +I2r   

【解析】

[1]根据闭合电路的电动势等于内外电路的电压之后，有

[2]根据全电路的能量守恒，电源提供的电能在内电路和外电路上消耗，有

EI= UI +I2r

2．【答案】10    0   

【解析】【来源】上海市进才中学2019-2020学年高二（上)期终考试（等级考)物理试题

【分析】

【详解】

[1]当滑动变阻器的电阻调为4Ω时，设电源的电动势为E，由闭合电路的欧姆定律可得电路的电流为

电源内部的电热功率为

代入数据可以求得电源的电动势为

E=10V

[2]为定值电阻，当中电流最大时，功率最大，则可知此时的阻值应为0。

3．【答案】先变小后变大    6   

【解析】

[1]滑动变阻器的滑动触头P由a端向b端滑动时，当

时，并联电路的电阻最大，即时总电阻最大，即滑动触头P由a端向b端滑动时，总电阻先变大后变小，由闭合电路的欧姆定律知总电流先变小后变大；
[2]将看成电源的内阻，等于等效电源的内阻

4．【答案】    ①. 2.25    ②. 1.5

【解析】

【详解】[1]当电源的内外电阻相等时，电源输出功率最大，则电源的最大输出功率为

[2]将看成电源内阻，则当等于电源新内阻时，即

此时，消耗的最大功率为

5．【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④.

【解析】

【分析】

【详解】（1）当电阻箱短路时，电路中通过的最大电流为，则由闭合电路欧姆定律可知，定值电阻的最大阻值为

应选用B规格。

（2）由闭合欧姆定律得

变形得

（3）可得图像中斜率

截距

即

6．【答案】1.28×10‐5 C    一直减小   

【解析】【来源】天津市第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题

【详解】

[1]．设电池的负极的电势为0，电容的下极板的电势不变，则上极板的电势变化范围为电容器两极板的电压的变化范围：即

则通过A2的电量为

Q=C△U=6.4×2×10-6=1.28×10-5C

[2]．A1的读数为通过R1的电流，其值，则R增大，电流变小。

7．【答案】减小    0.6   

【解析】【来源】2021届上海市虹口区高三（下）学习能力诊断测试（二模）物理试题

[1]由图知

与串联，再与并联，根据串并联电路的特点得

因为，根据数学知识知当与最接近时，并联电阻最大，故变阻器的滑片P由a向b端滑动的过程中，与相差越来越小，即并联电阻阻值逐渐增大，故电流表的示数减小。

[2]根据闭合电路欧姆定律得

整理得

故

则

8．【答案】符合    符合   

【解析】【来源】闵行区高二年级第一学期期末统考卷

【详解】

[1]．电压表读数越大，则R1以及内阻上的电压越小，电路总电流越小，可知总电阻越大，说明传感器的电阻变大，则一氧化碳的浓度小，则当电表示数大于U0，A车尾气一氧化碳浓度符合国定排放标准；

[2]．该仪器中电池用久了，若其他物理量不变，则电压表读数应该减小，但是此时电压表读数仍为U0，说明传感器的电阻变大了，一氧化碳浓度小了，则B车尾气一氧化碳浓度符合国家排放标准。

9．【答案】    ＜   

【解析】

[1]空载时，如果滑动触头在的正中间时，则此时端获得的电压为。

[2]保持滑动触头不动，在间再接入另一电阻，则并联部分的电阻将减小，所以并联部分电阻所分电压也将减小则＜。

10．【答案】斜率    截距   

【解析】【来源】2020届上海市长宁区高三（下)二模物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]闭合电路欧姆定律，有

公式变形，得到

以变量为横轴．以变量R为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出图象，该图象的斜率表示了干电池的电动势 则该图像纵坐标的截距表示了干电池的内电阻。

11．【答案】电流    a       

【解析】

(1)[1][2]将B和C两端点连接红黑表笔可以测电路的电流，转换开关S接a时电流计上并联的电阻较小，则量程更大。

(2)[3]根据黑盒子内表现出的外部现象，可判断内部结构如图；

12．【答案】A    BC   

【解析】

[1][2]判断电路是串联的还是并联的，最好的办法是从图中电源的正极出发，用铅笔轻轻地沿电流的路径“走”上一圈，回到电源的负极。在这一圈中，如果一直没有“分岔”，即出现支路，则为串联电路；如果“分岔”，各支路电流汇合后又流回负极，则为并联电路。则A为串联电路，BC为并联电路

13．【答案】减小    不变   

【解析】【来源】上海市复旦大学附属中学2018-2019学年高三上学期期中等级性考试物理试题

【详解】

[1][2]当变阻器的滑动触头P向下滑动时,接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律,总电流减小,电阻两端的电压减小,所以伏特表的示数逐渐减小,伏特表的示数

所以伏特表示数变化量的大小为

所以比值是定值大小不变。

14．【答案】0.5    1.0   

【解析】【来源】2019年重庆市普通高中学业水平合格性模拟考试物理试题

【详解】

[1]．分析电路结构可知，电阻箱和电源串联，当电阻箱R的读数为5.0Ω时，电压表的示数为2.5V，根据欧姆定律可知，流过电阻箱R的电流为：

故流过电源的电流为0.5A；
[2]．已知电源的电动势为：E=3.0V，则内电压为Ur=0.5V，根据欧姆定律可知，内阻为：

15．【答案】(1). 11.0V    (2). 12.0V    (3). 1.0Ω    (4). C

【解析】（1）用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的中间刻度读出正确结果，由指针指示可知：E=11.0V．
（2）根据闭合电路欧姆定律有：E=I（R+r）+IR0，因此有：，由此可知，图象的斜率表示，纵轴截距为：．由图象可知：，，由此解得：E=12V．r=1Ω．
（3）电动势大的内阻小的电源最优，由图象可知C图象代表的电源电动势最大，内阻最小，因此最优．故答案为C．

16．【答案】24    4   

【解析】【来源】上海市进才中学2019-2020学年高二（上)期终考试（等级考)物理试题

【分析】

【详解】

[1]在电源内部，根据公式

非静电力将24J的其它形式的能转化为电能。

[2]静电力做功

故静电力把20J的电能转化为其他形式的能量，则电源消耗的电能

17．【答案】增大    减小    减小   

【解析】【来源】云南省保山市第九中学2020-2021学年高二（上）阶段性测试物理试题

【分析】

【详解】

[1][2][3]当滑动变阻器的滑动触点向上端移动过程中，R3阻值变大，总电阻变大，总电流减小，内阻上的电压减小，则路端电压变大，即电压表V的示数将增大，R1上的电压减小，Rl消耗的电功率将减小，则R2上的电压变大，R2上的电流变大，则R3的电流减小，即电流表A的示数将减小。

18．【答案】       

【解析】【来源】2020年上海市青浦区高考一模物理试题

【分析】

考查电路的动态分析。

【详解】

[1][2]．据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器串联，电压表V1．V2．分别测量R．路端电压的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，则:

根据闭合电路欧姆定律得：

则得：

则有：