高考物理一轮复习 考点规范练习本24 闭合电路欧姆定律及其应用（含答案解析）

2020版高考物理 考点规范练习本24

闭合电路欧姆定律及其应用

1.将一电源电动势为E、内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正确的是(　　)

A．由U外=IR可知，外电压随I的增大而增大

B．由U内=Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大

C．由U外=E－Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减小

D．由P=IU外可知，电源的输出功率随输出电流I的增大而增大

2.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

3.下列关于电源电动势的说法正确的是(　　)

A.在某电池的电路中,每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 V

B.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大

C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变

D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多

4.如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图．其中R2为用半导体热敏材料(其阻值随温度的升高而迅速减小)制成的传感器，电流表A为值班室的显示器，a、b之间接报警器．当传感器R2所在处出现火情时，显示器A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是(　　)

A．I变大，U变大

B．I变小，U变小

C．I变小，U变大

D．I变大，U变小

5.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知(　　)

A.电源最大输出功率可能大于45 W

B.电源内阻一定等于5 Ω

C.电源电动势为45 V

D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%

6.如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均可视为理想电表,在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中(　　)

A.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数增大

B.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数减小

C.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数增大

D.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数减小

7.在电喷汽车的进气管道中，广泛地使用着一种叫“电热丝式空气流量传感器”的部件，其核心部分是一种用特殊的合金材料制作的电热丝．如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，电阻R两端的电压U0就变得越高，反之，电压U0就越低．这样，管道内空气的流量就转变成了可以测量的电压信号，便于汽车内的电脑系统实现自动控制，如果将这种电热丝从汽车的进气管道中取出，放在实验室中测量这种电热丝的伏安特性曲线，得到结果正确的是(　　)

8.如图所示，电源为“9 V　1 Ω”的电池组，要将“4 V　4 W”的灯泡接入虚线框中，在正常发光的条件下，最多能接(　　)

A．2个         B．3个          C．4个          D．5个

9. (多选)电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和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R3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R3时，光敏电阻的阻值变小，则(　　)

A．液滴向下运动

B．液滴向上运动

C．电容器所带电荷量减少

D．电容器两极板间电压变大

10. (多选)如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,R1、R2、R3为定值电阻,RL为光敏电阻(光敏电阻被

光照射时阻值变小),C为电容器。闭合开关S,电路稳定后,用光照射RL,下列说法正确的是(　　)

A.电压表示数增大

B.电源的效率增大

C.电容器所带电荷量增加

D.R2消耗的功率增大

11. (多选)在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示，则(　　)

A．当R=r时，电源有最大的输出功率

B．当R=r时，电源的效率η=50%

C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大

D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大

12. (多选)如图所示,图中直线①表示某电源的输出电压与电流的关系图像,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图像,则下列说法正确的是(　　)

A.电源的电动势为50 V

B.电源的内阻为Ω

C.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 Ω

D.输出功率为120 W时,输出电压是30 V

13.某款节能环保汽车启动时的工作电路如图所示，查得电源的电动势E=12 V，电源的内阻r及保护电阻R阻值未知，当在第一次S1闭合、S2断开的情况下，电流表的示数为1 A；在第二次S1、S2均闭合的情况下，电流表的示数为3 A．测得第二次车灯的功率减少了75%，若电动机内阻RM=1 Ω，电流表的内阻不计且假定车灯灯丝电阻不变，求S1、S2均闭合时电动机的机械功率．

14.如图所示的电路中，电源的电动势E=6 V，内阻r=1 Ω，电阻R1=3 Ω，R2=6 Ω，电容器的电容C=3.6 μF，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开．

(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？

(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？

答案解析

1.答案为：C；

解析：

因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外=IR来分析U外随I的变化情况．

由闭合电路欧姆定律知，U外=E－Ir，E、r为定值，故U外随I的增大而减小，A、B错，C对；

对于P=IU外，I增大，R减小，若R<r，由输出功率P随外电阻变化曲线可知，

R减小，P减小，故D错．

2.答案为：C；

解析：

设开始时热敏电阻Ⅰ、Ⅱ的阻值为R0，Ⅰ的温度保持不变，则Ⅰ的阻值仍为R0.

Ⅱ的电功率PⅡ=I2R=R===，当R=，即R=R0时，

R＋有最小值，则PⅡ有最大值，所以冷却或加热Ⅱ，Ⅱ的电功率PⅡ都变小．

3.答案为：C；

解析：由E=得E=2V,则A错误;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质决定,则B错误,C正确;电源的电动势大,所提供的能量不一定大,电源的电能取决于通过电源的电荷量与电动势的乘积,D错误。

4.答案为：B；

解析：

当传感器R2所在处出现火情时，其阻值随温度的升高而迅速减小，所以总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得通过电源的电流增大，电源内电压增大，所以路端电压减小，R1两端电压增大，所以R3两端电压减小，所以显示器A的电流I减小，即B选项正确．

5.答案为：B；

解析：由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为45W,所以电源最大输出功率为45W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5Ω,选项B正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知,此时电阻箱读数为R=5Ω,电流I==3A,电源电动势E=I(R+r)=30V,选项C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50%,选项D错误。

6.答案为：A；

解析：在滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中,外电阻先增大后减小,路端电压先增大后减小,电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数一直增大,选项A正确。

7.答案为：D；

解析：

电阻R两端的电压U0越高，电流I就越大，由闭合电路欧姆定律得I=，

则电热丝的电阻越小，符合这个规律的图是D.

8.答案为：D；

解析：

要使灯泡正常发光，灯泡两端电压为4 V，每个灯泡的工作电流为1 A．

当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，所接灯泡最多，此时电源内电压为5 V，

电路中的总电流为5 A，所以最多只能接5个灯泡．

9.答案为：BD；

解析：

电路稳定时电容器两端电压等于电阻R1两端电压，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，电路中的电流变大，电阻R1两端电压变大，电容器继续充电，电荷量增加，并且带电液滴所受电场力增大，液滴向上运动．

10.答案为：CD；

解析：由题图可知,RL和R2串联后与R1并联,C和R3串联后与R2并联,电容器在电路稳定时相当于断路,则R3相当于导线;当光照增强时,光敏电阻RL阻值减小,总电阻减小,总电流增大;内电压增大,外电压减小,故电压表示数减小,A错误;电源的效率η=×100%,因路端电压减小,故电源的效率减小,B错误;总电流增大,但R1电流减小,故R2电流增大,R2两端的电压增大,故电容器两端电压增大,由C=知,电荷量增加,C正确;通过R2的电流增大,根据P=I2R知R2功率增大,D正确。

11.答案为：ABD；

解析：

由题图可知，R=r时电源有最大输出功率，选项A正确；电源的功率P′=，

随外电阻R的增大而减小，选项C错误；由η===可知选项B、D正确．

12.答案为：ACD；

解析：电源的输出电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于电源内阻r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出截距为50V,由斜率得r=Ω=5Ω,A正确,B错误;当电流I1=2.5A时,由回路中电流I1=,解得外电路的电阻R外=15Ω,C正确;当输出功率为120W时,由题图中P-I关系图线看出对应干路电流为4A,再从U-I图线中读取对应的输出电压为30V,D正确。

13.解：

设R0=R＋r，S1闭合、S2断开时，R0上电压Ur=I1R0，

车灯两端的电压UL=E－Ur，

车灯的功率为P=ULI1，

S1、S2均闭合时，R0上电压U′r=I2R0，

车灯两端的电压U′L=E－U′r，

车灯的电阻不变，由题知功率应为原来的，即电压为原来，即U′L=0.5UL.

解得R0=2.4 Ω，UL=9.6 V，U′L=4.8 V.

又I1=，即1=，得RL=9.6 Ω.

S1、S2均闭合时，灯L的电流为I′L== A=0.5 A，

则流过电动机的电流为IM=I2－I′L=(3－0.5) A=2.5 A.

电动机的机械功率为P机=U′LIM－IRM=(4.8×2.5－2.52×1) W=5.75 W.

14.解：

(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容器两端的电压为U1，干路电流为I1，

根据闭合电路欧姆定律有I1==1.5 A，U1=I1R1=4.5 V.

设合上开关S2后，电容器两端电压为U2，干路电流为I2.

根据闭合电路欧姆定律有I2==2 A，U2=I2·=4 V.

所以电容器上电荷量减少了，减少量为ΔQ=(U1－U2)C=1.8×10－6 C.

(2)设合上S2后，电容器上的电荷量为Q，则Q=CU2=1.44×10－5 C，

再断开S1后，通过R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比．

故流过电阻R1的电荷量为Q1=Q=9.6×10－6 C.