鲁科版 (2019)必修 第三册第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电第1节 闭合电路欧姆定律练习题

这是一份鲁科版 (2019)必修 第三册第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电第1节 闭合电路欧姆定律练习题，共18页。试卷主要包含了下列关于电动势的说法正确的是，936×104 J，5 A等内容，欢迎下载使用。

　　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
基础过关练
题组一　对电动势的理解
1.(多选)下列关于电动势的说法正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.电动势就是电压,就是内、外电压之和
B.电动势不是电压,但在数值上等于内、外电压之和
C.电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量
D.电动势的大小与外电路的结构无关
2.电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电势能的能力,因此 (　　)
A.电动势是一种非静电力
B.电动势越大,表明电源储存的电能越多
C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压
3.(多选)在新冠肺炎疫情出现后,全国上下纷纷参与到了这场没有硝烟的“战争”中,某厂家生产的医用监护仪紧急发往疫区医院,其配套的电池如图所示,某同学根据电池上的信息,所做判断正确的是 (　　)

A.电源接入电路时两极间的电压为12 V
B.电源没有接入电路时两极间的电压为12 V
C.该电池充电一次可以提供的最大电能为2.76×104 J
D.该电池充电一次可以提供的最大电能为9.936×104 J
题组二　对欧姆定律的理解及应用
4.电动势为3 V的电池,在电路中输出3 A的电流,由此可知 (　　)
A.内、外电阻相差1 Ω
B.内、外电阻之和为1 Ω
C.外电阻为1 Ω
D.内电阻为1 Ω
5.如图所示的电路中,把R由2 Ω改变为6 Ω时,闭合开关,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻为 (　　)

　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.4 Ω B.8 Ω
C.6 Ω D.2 Ω
6.(多选)如图所示为某电源的U-I图像,电源的电动势用E表示,电源的内阻用r表示,短路电流用I0表示,则下列选项正确的是 (　　)

A.E=6.0 V
B.r=12 Ω
C.I0=0.5 A
D.若该电源与一阻值为18 Ω的定值电阻相连接,则流过电源的电流为0.3 A
7.(2020湖北广水一中高二期中)两个阻值均为R的电阻,并联在电源两端时通过每个电阻的电流为串联在同一电源时的23,则电源内阻为 (　　)
A.R2 B.R4
C.2R D.4R
8.如图所示,电源电动势E=12 V,内阻r=1.0 Ω,电阻R1=4.0 Ω,R2=7.5 Ω,R3=5.0 Ω,电容器的电容C=10 μF,闭合开关S,电路达到稳定后电容器的电荷量为 (　　)

A.4.5×10-5 C B.6.0×10-5 C
C.7.5×10-5 C D.1.2×10-4 C
9.在如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=5 Ω,当a、b两点间接理想的电流表时,其读数为0.5 A;当a、b两点间接理想的电压表时,其读数为1.8 V。求电源的电动势和内电阻。


题组三　闭合电路的动态分析
10.如图所示,关于闭合电路下列说法正确的是 (　　)

A.电源正、负极被短路时,电流很大
B.电源正、负极被短路时,电压表示数最大
C.外电路断路时,电压表示数不为零
D.外电路电阻增大时,电压表示数减小
11.如图所示,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目增多时,下面说法正确的是 (　　)

A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小
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,电灯两端的电压不变
D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小
12.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V1的读数U1与电压表V2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
13.(2020山东济南历城第二中学高二月考)一同学将滑动变阻器与一只“6 V,8 W”的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发光。按如图的接法,当滑片P向右滑动时,灯泡将 (　　)

A.变暗 B.变亮
C.亮度不变 D.可能烧坏灯泡
题组四　闭合电路的功率问题的分析
14.(多选)(2021安徽定远中学高二月考)如图所示,a、b分别表示一个电池组和一只电阻的I-U曲线。以下说法正确的是 (　　)

A.电阻的阻值为0.33 Ω
B.电池组的内阻是1 Ω
C.将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是3 W
D.改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率是4 W
15.(多选)如图所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是 (　　)

A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率
B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率
C.当R2=0时,R1获得最大功率
D.当R2=0时,电源的输出功率最大
16.某电路图如图甲所示,若电阻R阻值未知,电源电动势E和内阻r也未知,电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U-I图线分别如图乙所示,求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)电源的路端电压;
(3)电源的输出功率。

能力提升练
题组一　对欧姆定律的理解及应用
1.(多选)(2020山东师范大学附中高二月考,)在如图甲所示电路中,定值电阻R0=1.0 Ω,R为滑动变阻器,闭合开关后,多次改变滑片的位置,分别记录电压表和电流表的示数,由测得数据作出如图乙所示U-I图线。下列判断正确的是 (　　)

A.当滑片向右滑动时,电压表示数增大
B.电源的电动势测量值约为1.60 V
C.电源的内阻测量值约为1.5 Ω
D.当电源短路时,电路中电流为0.4 A
2.(2020河北衡水中学高三模拟,)硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点,如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的U-I图像,在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为 (　　)

　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.8.0 Ω B.10.0 Ω
C.12.0 Ω D.12.5 Ω
题组二　闭合电路的动态分析
3.(2020广东廉江第三中学月考,)在如图所示的电路中,电源电动势为E,其内阻为r,L1、L2、L3为小灯泡(其灯丝电阻恒定),P为滑动变阻器的滑片,S1、S2为开关。S1闭合,则下列说法中正确的是 (　　)

A.滑动变阻器的滑片P不动,将S2闭合,小灯泡L2变暗
B.滑动变阻器的滑片P不动,将S2闭合,小灯泡L1变暗
C.在S2处于闭合状态下,向右滑动滑片P,小灯泡L3变暗
D.在S2处于闭合状态下,向右滑动滑片P,小灯泡L2变亮
4.(多选)(2020江苏南京检测,)光敏电阻是用硫化镉或硒化镉等半导体材料制成的特殊电阻,其电阻值会随光照强度的增大而减小,光敏电阻的这种特殊性能,在科技生活中得到广泛应用。某电路如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时 (　　)

A.电压表的示数增大 B.R2中电流减小
C.小灯泡的功率增大 D.R3的功率增大
5.(2020山东青岛质检,)在如图所示的电路中,闭合开关S后,L1、L2两灯泡都正常发光,后来由于某种故障使L2突然变亮,电压表读数减小,由此推断,该故障可能是 (　　)

A.L1灯丝烧断 B.电阻R2断路
C.电阻R2短路 D.电容器被击穿
6.(2020湖南华容高三月考,)如图所示的电路,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片P向左移动,则 (　　)

A.电容器的电容将减小
B.电容器的电荷量将减少
C.电容器中的电场强度将增大
D.液滴将向上运动
7.(2020江苏南通检测,)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,R为半导体热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当R所在位置温度升高时 (　　)

A.灯泡L1变亮
B.灯泡L2变亮
C.电压表读数增大
D.电源内阻消耗功率减小
8.(2020安徽十校联考,)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R,电压表为理想电表,S为单刀双掷开关,当开关由1位置接到2位置时,下列说法中正确的是 (　　)

A.电压表读数将变小
B.L1亮度不变,L2将变暗
C.L1将变亮,L2将变暗
D.电源内阻的发热功率将变小
9.(多选)(2020重庆八中高二月考,)如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,理想电压表V1、V2示数分别为U1、U2,其变化量的绝对值分别为ΔU1和ΔU2;流过电源的电流为I,其变化量的绝对值为ΔI。在滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动的过程中(不计灯泡电阻的变化) (　　)

A.小灯泡L3变亮,L1、L2变暗
B.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大
C.ΔU2ΔI不变
D.ΔU1ΔI变大
题组三　闭合电路的功率问题的分析
10.(2020山东济南高二月考,改编,)近年来,机器人逐渐走入我们的生活。如图所示,一款微型机器人的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R,将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,下列说法正确的是 (　　)

A.电动机消耗的热功率为UI
B.电源的输出功率为I2R
C.电源的效率为1-IrE
D.电动机消耗的总功率为EI
11.(多选) (2020福建厦门第一中学,)某同学将一直流电源的总功率P总、输出功率P出和电源内部的发热功率P内随电路总电流I变化的图线画在了同一坐标系上,如图中的a、b、c。以下判断正确的是 (　　)

A.直线a表示电源的总功率
B.曲线c表示电源的输出功率
C.电源的电动势E=3 V,内阻r= 1 Ω
D.电源的最大输出功率Pm=9 W
12.(多选)(2020河北唐山模拟,)如图所示,电源电动势E=3 V,小灯泡L标有“2 V　0.4 W”,开关S接1,当变阻器调到R=4 Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则 (　　)

A.电源内阻为1 Ω
B.电动机的内阻为4 Ω
C.电动机的正常工作电压为1 V
D.电源效率约为93.3%
13.(2019山东烟台质检,)如图所示,已知电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=0.5 Ω,求:
(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求这个最大值;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率PR最大,并求这个最大值;
(3)电源的最大输出功率。





答案全解全析

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
基础过关练
1.BCD　电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,而电压是表示把电能转化为其他形式的能的本领大小的物理量;电压与电源、导体及电路结构有关,而电动势与外电路的结构无关,故正确答案为B、C、D。
2.C　电动势E=Wq,它不属于力的范畴,A错误;电动势表征非静电力做功的本领,电动势越大,表明电源将其他形式的能转化为电势能的本领越大,B错误,C正确;电动势与电压是两个不同的概念,通常情况下,电动势大于闭合电路中电源两端的电压,D错误。
3.BD　该电池的电动势为12 V,即电源没有接入电路时两极间的电压为12 V,选项A错误,B正确;该电池充电一次可以提供的最大电能为Ep=W=EIt=12 V×2.3 A·h=12 V×2.3 A×3 600 s=9.936×104 J,选项C错误,D正确。
4.B　由闭合电路欧姆定律I=ER+r得:R+r=1 Ω,选B。
5.D　根据闭合电路欧姆定律E=I(R+r),当R=2 Ω时,E=I(2 Ω+r);当R=6 Ω时,E=I2(6 Ω+r),解得r=2 Ω,故选D。
6.AD　因该电源的U-I图线的纵轴坐标并不是从零开始的,故纵轴上的截距虽为电源的电动势,即E=6.0 V,但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流,且内阻应按斜率的绝对值计算,即r=|ΔUΔI|=6.0-5.00.5-0 Ω=2 Ω,故A正确,B、C错误。由闭合电路欧姆定律可得,当电源外接电阻R=18 Ω时,电路电流I=Er+R=0.3 A,故D正确。
7.D　两个电阻阻值均为R,并联接入电源两端时,通过每个电阻的电流I1=Er+R2×12;串联在同一电源两端时,通过每个电阻的电流I2=Er+2R;又知I1=23I2,联立解得r=4R,故A、B、C错误,D正确。
8.B　闭合开关S,R1和R3串联,电容器的电压等于R3两端的电压,为U=R3R1+R3+r E=54+5+1×12 V=6.0 V,电容器上所带的电荷量 Q=CU=10×10-6×6.0 C=6.0×10-5 C,故选项B正确。
9.答案　3 V　1 Ω
解析　当a、b两点间接理想的电流表时,R1被短路,回路中的电流I1=0.5 A,由闭合电路欧姆定律得:E=I1(R2+r) ①
当a、b两点间接理想的电压表时,回路中的电流I2=UR1=1.89 A=0.2 A
由闭合电路欧姆定律得E=I2(R2+R1+r) ②
联立①②并代入数据,解得E=3 V,r=1 Ω。
10.A　电源被短路时,电源电流为I=Er,由于电源内阻很小,故电流很大,故选项A正确;电源被短路时,外电阻R=0,电源电流为I=Er,故电压表示数为U=IR=0,故选项B错误;外电路断路时,电路中电流为0,故电压表示数为0,故选项C错误;电压表示数为U=ERR+r,外电路电阻R增大时,电压表示数也增大,故选项D错误。
11.D　由题图可知,电灯均为并联,当点亮的电灯数目增多时,并联的支路增多,由并联电路的电阻规律可知,外电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律得知,干路电流增大,则内电压增大,故路端电压减小,电灯两端的电压变小,故D正确。
12.A　滑片P向b移动时,总电阻变大,干路中I=ER+r变小,由于路端电压U=E-Ir,U增大,即电压表V1的示数U1变大,由于电压表V2的示数U2=IR2,故U2减小,所以A正确。
13.B　由题图可知,滑动变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中电流增大,则灯泡变亮,故A、C错误,B正确;由于灯泡的额定电压等于电源电动势,所以不可能烧坏灯泡,D错误。
14.BCD　电阻的阻值R=UI=31 Ω=3 Ω,故A错误;电池组的内阻r=ΔUΔI=44 Ω=1 Ω,故B正确;两图线的交点表示将电阻接在该电池组两端的工作状态,由图知电阻两端的电压为U=3 V,电流为I=1 A,则电池组的输出功率P=UI=3×1 W=3 W,故C正确;由图线a读出该电池组的电动势E=4 V,当外电阻等于电池内阻时,该电池组的输出功率最大,电池组的最大输出功率Pmax=Er+r2·r=E24r=424×1 W=4 W,故D正确。
15.AC　在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为(R1+r)的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示),R2的电功率是等效电源的输出功率。显然当R2=R1+r时,R2获得的电功率最大,选项A正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值电阻,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,等效电源内阻最小(等于r,如图乙所示),R1获得的电功率最大,故选项B错误,C正确;讨论电源的输出功率时,(R1+R2)为外电阻,内电阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源输出功率不一定最大,故选项D错误。

16.答案　(1)4 V　1 Ω　(2)3 V　(3)3 W
解析　(1)由题图乙所示U-I图线知:电源电动势E=4 V,短路电流I短=4 A,故内阻r=EI短=1 Ω;
(2)由题图乙知:电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U=3 V;
(3)由题图乙知:R=3 Ω,故P出=I2R=3 W。
能力提升练
1.AB　根据U-I图像读出电源电动势为1.60 V,根据图线斜率得到R0+r=ΔUΔI=1.60-1.000.4 Ω=1.5 Ω,故电源内阻为r=0.5 Ω,B正确,C错误;当滑片向右滑动时,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得总电流减小,根据U=E-I(R0+r)可得出电压表示数增大,故A正确;当电源短路时,根据闭合电路欧姆定律得I短=Er=1.600.5 A=3.2 A,故D错误。
2.A　由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir,当I=0时,E=U,由a与纵轴的交点读出电动势E=3.6 V。根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压U1=2 V,电流I1=0.2 A,则内阻r=E-U1I1=3.6-20.2 Ω=8.0 Ω,A正确。
3.B　滑片P不动,将S2闭合时,总电阻减小,总电流增大,则L2变亮;路端电压减小,L2两端电压增大,则L1两端电压减小,故小灯泡L1变暗,故A错误,B正确。在S2处于闭合状态下,向右滑动滑片P,总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,L2两端电压减小,则L2变暗;L3两端电压增大,故L3变亮,C、D错误。
4.ABC　光照强度增大时,R3电阻减小,电路总电阻减小,干路电流增大,R1的电压和内电压增大,电压表的示数增大,故A项正确;根据闭合电路欧姆定律E=Ur+U1+U2,可知U2减小,根据I2=U2R2,可知R2中电流减小,故B项正确;流过灯泡的电流增大,根据PL=I2RL,小灯泡的功率增大,故C项正确;流过R3的电流增大,电压减小,功率的变化无法确定,故D项错误。
5.D　若L1灯丝烧断,则总电阻增大,总电流减小,L2两端电压减小,L2变暗,选项A错误;若R2断路,则总电阻增大,总电流减小,电压表读数增大,L1与R1并联部分两端的电压减小,故L2两端的电压增大,L2变亮,选项B错误;若电阻R2短路,则通过L2的电流为零,L2不亮,选项C错误;若电容器被击穿,则电路总电阻减小,路端电压减小,总电流增大,L2变亮,选项D正确。
6.B　电容器的电容是由电容器本身的性质决定的,与外部因素无关,选项A错误;将滑动变阻器的滑片P向左移动,电路总电阻变大,总电流减小,则R2两端的电压减小,则电容器两极板间的电压减小,根据Q=CU可知,电容器的电荷量将减少,选项B正确;电容器两极板间的电压减小,根据E=Ud可知,电容器中的电场强度将减小,选项C错误;电容器中的电场强度减小,则液滴受到的向上的电场力减小,液滴将向下运动,选项D错误。
7.A　热敏电阻R和灯泡L2并联,随温度升高,热敏电阻R阻值变小,并联电路R并=RR2R+R2变小,电路总电阻R总=R并+R1+r变小,总电流I=ER总变大,灯泡L1由于电流变大而功率变大,变亮,选项A对;电压表读数为路端电压U=E-Ir,随总电流的变大而减小,选项C错;电源内阻消耗的功率P=I2r随电流的增大而增大,选项D错;并联电路电压U并=E-I(r+R1)随电流增大而减小,灯泡L2由于电压变小而功率变小,变暗,选项B错。
8.A　开关在位置1时,外电路总电阻R总=32R,电压表示数U=32RR+32RE=35E,同理,每个灯泡两端的电压U1=U2=15E,电源内阻的发热功率为P热=25E2R=4E225R。开关在位置2时,外电路总电阻R'总=23R,电压表示数U'=23RR+23RE=25E,灯泡L1的电压U'1=15E,L2的电压U'2=25E,电源内阻的发热功率为P'热=35E2R=9E225R2。综上所述,电压表读数变小,故A正确。L1亮度不变,L2将变亮,故B、C错误。电源内阻的发热功率将变大,故D错误。
9.AC　由题图可知,小灯泡L1先与滑动变阻器串联再与小灯泡L3并联,最后再和L2串联,在滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据“串反并同”可知,小灯泡L3变亮,L1、L2变暗,故A正确;电压表V1测L3两端电压,电压表V2测L2两端电压,则电压表V1示数变大,电压表V2示数变小,故B错误;设小灯泡L2的电阻为R2,在滑动变阻器的滑片从左端向右端滑动的过程中,R2是不变的,根据部分电路的欧姆定律可知ΔU2ΔI=R2,所以ΔU2ΔI不变,故C正确;在题图电路中,如果把小灯泡L2的电阻R2看成电源的一个内阻,则由电源的路端电压与电流的关系可知ΔU1ΔI等于电源的内电阻r再加上小灯泡L2的电阻R2,所以滑动变阻器阻值的变化,不会引起ΔU1ΔI变化,故D错误。
10.C　电动机消耗的热功率是P热=I2R,A错误;电源的输出功率等于电动机的输入功率,得P出=UI,B错误;电源的总功率为IE,内部发热功率为I2r,所以电源的效率为η=IE-I2rIE=1-IrE,C正确;电动机消耗的总功率是P=IU,D错误。
11.ABC　电源总功率为P总=IE,电源总功率P总随电流I变化的图线为a,电源内部发热功率为P内=I2r,电源内部的发热功率P内随电流I变化的图线为b,电源输出功率P出随电流I变化的图线为c,故A、B正确;由图线可知,I=3 A时,P内=P总,外电路短路,则r=1 Ω,E=3 V,故C正确;当电路内、外电阻相等时,输出功率最大,Pm=E24r=2.25 W,故D错误。
12.AD　由小灯泡的额定功率P=UI可知,I=0.2 A,由欧姆定律得RL=UI,可知小灯泡正常发光时电阻RL=10 Ω,由闭合电路欧姆定律可知I=ER+RL+r,解得r=1 Ω,A正确;开关接2时小灯泡正常发光,说明电路中电流仍为0.2 A,故电动机两端电压U'=E-IRL-Ir=0.8 V,电动机为非纯电阻用电器,故电动机内阻不等于4 Ω,B、C错误;由P内=I2r,P总=EI,η=P总-P内P总×100%,代入数据可得电源效率约为93.3%,D正确。
13.答案　(1)0　8 W　(2)1.5 Ω　6 W　(3)9 W
解析　(1)保护电阻消耗的功率为P0=E2R0(r+R+R0)2,
因R0和r是常量,而R是变量,所以R最小时,P0最大,即R=0时,
P0max=E2R0(r+R0)2=62×0.51.52 W=8 W。
(2)把保护电阻R0 等效为电源内阻,则等效内阻r'=r+R0 ,根据以上结论,当
R=r'=R0+r即R=(1+0.5) Ω=1.5 Ω时,电阻箱R消耗的功率最大,
PRmax=E24(r+R0)=624×1.5 W=6 W。
(3)由电功率公式P出=ER外+r2R外=E2(R外-r)2R外+4r,
当R外=r时,P出最大,即R=r-R0=0.5 Ω时,
P出max=E24r=624×1 W=9 W。