高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律复习练习题，共7页。
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．一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
A [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＝eq \f(E,R＋r)，C错误．再根据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误．]
2．有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，电路中的电流为I；将它们并联起来接在同一电源上，此时流过电源的电流为eq \f(4I,3)，则电源的内阻为( )
A．R B.eq \f(R,2)
C．4R D．eq \f(R,8)
C [由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E＝I(2R＋r)，E＝eq \f(4,3)I(eq \f(R,2)＋r)，由以上两式可得r＝4R.]
3．(多选)如图所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是( )
A．当S断开时，UAC＝9 V
B．当S闭合时，UAC＝9 V
C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0
D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0
AC [当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝eq \f(E,R＋r)R＝7.5 V，UBC＝I×0＝0，B错误，C正确．]
4．(多选)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么( )
A．R接到b电源上时电源的效率高
B．R接到b电源上时电源的输出功率较大
C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
AC [由题图知Ea>Eb，内阻ra>rb，当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝eq \f(I2R,I2R＋r)＝eq \f(R,R＋r)，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A对，D错．由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错，C对．]
5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表的读数U1与电压表的读数U2的变化情况是( )
A．U1变大，U2变小
B．U1变大，U2变大
C．U1变小，U2变小
D．U1变小，U2变大
A [滑片P向b移动时，总电阻变大，干路中I＝eq \f(E,R＋r)变小. 由于路端电压U＝E－Ir，U增大，即V1表示数U1变大．由于V2表示数U2＝IR，所以U2减小，所以A正确．]
6．如图所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则( )
A．电压表读数增大 B．电流表读数减小
C．R1消耗的功率减小 D．质点P将向下运动
D [由题图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压增大，所以电压表示数减小，电流示数增大，故A、B错误．流过R1的电流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C错误．电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示的电路中，S闭合后，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A．S断开后，它们的示数分别改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内阻．
[解析] S闭合后，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r，即
E＝1.6 V＋0.4 A×r①
S断开后，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得
U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1) A×r②
由①②得E＝2 V，r＝1 Ω.
[答案] 2 V 1 Ω
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1.在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表的读数为I，电压表的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时( )
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
D [本题考查闭合电路的动态分析．当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联两端电压变小，则电流表的读数I变小，故选D.]
2.如图所示，电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.2 Ω，标有“8 V 16 W”的灯泡L恰好正常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的输出功率为( )
A．16 W B．440 W
C．80 W D．400 W
C [电路的总电流I＝eq \f(E－U额,r)＝eq \f(10－8,0.2) A＝10 A，则电源的输出功率为P＝IU额＝10×8 W＝80 W．]
3.如图所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线．若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为( )
A．1 W B．6 W
C．2 W D．2.5 W
C [由图象中不难看出，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3 V，短路电流为I＝3 A，所以电源的内阻为r＝eq \f(E,I)＝1 Ω.图象上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝ (1 × 3－12×1) W＝2 W．故正确选项为C.]
4.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是( )
A．L1变亮，L2和L3均变暗
B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2和L3均变亮
D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
C [当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以L3变亮．因为U3变大，且路端电压变小，所以L1变暗．总电流变大，流过L1的电流变小，所以流过L2的电流增大，L2变亮．故选项C正确．]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(13分)某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5 V，内阻r＝0.05 Ω，电动机的线圈电阻r′＝0.02 Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10 A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58 A(电流表内阻不计)，不考虑灯丝电阻的变化．求：
(1)在只闭合S1时，车灯两端电压UL和车灯的功率PL；
(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U′L和电动机输出功率P出．
[解析] (1)只闭合S1时，设车灯灯丝电阻为R，
由欧姆定律得I1＝eq \f(E,R＋r)
解得R＝1.2 Ω
车灯两端的电压UL＝I1R＝12 V
车灯消耗功率PL＝Ieq \\al(2,1)R＝120 W.
(2)闭合S1、S2后，U′L＝E－I2r＝9.6 V
流过车灯的电流I′L＝eq \f(U′L,R)＝8 A
电动机的输出功率
P出＝P入－P消＝U′L(I2－I′L)－(I2－I′L)2r′＝430 W.
[答案] (1)12 V 120 W (2)9.6 V 430 W
6．(13分)如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1可调．现将R1调到3 Ω后固定. 已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求：
(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？
[解析] (1)开关S断开时，I1＝eq \f(E,r＋R1＋R2)＝eq \f(4,1＋3＋6) A＝0.4 A
开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝eq \f(R2R3,R2＋R3)＝2 Ω
I1 ′＝eq \f(E,r＋R1＋R23)＝eq \f(4,1＋3＋2) A＝0.667 A.
(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝2 Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大．
I＝eq \f(E,r＋R1′＋R23)＝eq \f(4,1＋0＋2) A＝eq \f(4,3) A
PAB＝I2R23＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,3)))2×2 W＝3.556 W.
[答案] (1)0.4 A 0.667 A (2)0 3.556 W