人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律练习

闭合电路的欧姆定律

(建议用时：40分钟)

◎题组一　对电动势的理解

1．有关电压与电动势的说法中正确的是(　　)

A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法

B．电动势是电源两极间的电压

C．电动势公式E＝中W与电压公式U＝中的W是一样的，都是电场力做的功

D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量

D　[电压与电动势是两个不同的概念，其中电动势公式E＝中W是非静电力做的功，电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领。而电压U＝中W则是电场力做的功，电动势的大小也不一定等于电压的大小，故D正确。]

2．(多选)干电池的电动势为1.5 V，这表示(　　)

A．电路中每通过1 C的电荷量，电源把1.5 J的化学能转化为电能

B．干电池在1 s内将1.5 J的化学能转化为电能

C．干电池与外电路断开时两极间电势差为1.5 V

D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池强

AC　[由电动势物理意义知，电源中每通过1 C电荷量，电源把1.5 J的化学能转化为电能，A正确，B错误；电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。一节干电池的电动势为1.5 V，外电路断开时，路端电压即两极间的电势差是1.5 V，C正确；电动势是表征电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，故1.5V的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2 V的蓄电池弱，D错误。]

3．某公司发布了5分钟即可充满3 000 mA·h电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　)

A．4.35 V表示该电池的电动势

B．该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30小时

C．11.4 Wh表示该电池能提供的电量

D．3 000 mA·h表示该电池能提供的电能

B　[4.35 V为充电限制电压，不是该电池的电动势，故A错误；该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作时间t＝＝30 h，故B正确；11.4 W·h为电池的充电电能，不是该电池的电量，故C错误；mA·h为电量的单位，所以3 000 mA·h表示该电池能提供的电量，故D错误。]

◎题组二　闭合电路的性质及其应用

4．(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)

A　　　　　　　　　　B

C　　　　　　　　　　D

AB　[由闭合电路的欧姆定律，得I＝，可知回路电流I随外电阻R的增大单调递减，但不是线性变化，A正确；由U＝E－Ir＝E－＝，变形可得U＝，利用数学知识可知B正确，D错误；由U′＝Ir＝，可知C错误。]

5．一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内阻r分别为(　　)

A．E＝2.4 V，r＝1 Ω　　 B．E＝3 V，r＝2 Ω

C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω

B　[外电路断开时的路端电压等于电动势，即E＝3 V，接上8 Ω的负载电阻后，路端电压U＝E－r＝2.4 V，解得r＝2 Ω，B正确。]

6．如图所示的电路中，电源的电动势和内阻一定，当可变电阻的阻值由2 Ω变为6 Ω时，电源的路端电压变为原来的1.5倍，则电源的内阻为(　　)

A．4 Ω B．8 Ω

C．6 Ω D．2 Ω

D　[由闭合电路欧姆定律可得U＝R1,1.5U＝R2，代入数据R1＝2 Ω，R2＝6 Ω，联立两式解得r＝2 Ω，故D正确，A、B、C错误。]

7．(2021·济宁一中月考)某电源的路端电压与电流的关系图线如图所示。用此电源与三个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8 V。则该电路可能为(　　)

A　　　　　　　B

C　　　　　　D

B　[由题图可知，E＝Um＝6 V，当U＝4 V时，I＝4 A，因此有6 V＝4 V＋4 A×r，解得r＝0.5 Ω。当路端电压为4.8 V时，U内＝E－U＝6 V－4.8 V＝1.2 V。因为＝，所以R＝r＝×0.5 Ω＝2 Ω。由电阻的串、并联知识可知正确答案为B。]

8．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＝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，故A正确。]

9．(多选)如图所示电路中，电源内阻忽略不计。闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中(　　)

A．U先变大后变小

B．I先变小后变大

C．U与I比值先变大后变小

D．U变化量与I变化量比值等于R3

BC　[方法一：极限法

根据题意，由于电源内阻不计，电压表的示数不变，故选项A错误；当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路的电阻值为0，当滑片位于b端时，滑动变阻器接入电路的电阻值为0，因此滑片位于中点时，滑动变阻器接入电路的电阻值最大。滑片滑动过程中，电阻R1的阻值先增大后减小，路端电压不变，所以电流表示数先减小后增大，故选项B、C正确；由于电压表示数没有变化，故选项D错误。

方法二：“串反并同”法

滑片滑动过程中，电阻R1的阻值先增大后减小，由于电流表与R1间接串联，则电流表的示数先变小后变大，B正确；其他选项的解析同上。]

10．(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列说法正确的是(　　)

A．电源的电动势为6.0 V

B．电源的内阻为12 Ω

C．电源的短路电流为0.5 A

D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω

AD　[由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir得，当I＝0时，U＝E，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E＝6.0 V，故A正确；电源的内阻等于图线的斜率大小，r＝＝ Ω＝2 Ω故B错误；外电阻R＝0时，短路电流为I短＝＝ A＝3 A，故C错误；电流为I＝0.3 A时，路端电压U＝E－Ir＝(6－0.3×2)V＝5.4 V，外电阻R＝＝18 Ω，故D正确。]

11．(2021·重庆十八中月考)小华设计了如图所示的输液提示器，在护士站能够观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时(　　)

A．电压表示数减小，灯泡亮度变暗

B．电压表示数减小，灯泡亮度变亮

C．电压表示数增大，灯泡亮度变暗

D．电压表示数增大，灯泡亮度变亮

B　[当袋中药液量减少时，弹簧的形变量减小，弹簧会带动滑片P向上滑动，所以变阻器接入电路的电阻减小，电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知电路中的电流增大，即通过灯泡的电流增大，所以灯泡的亮度变亮，电压表测量的是变阻器两端的电压，电压表示数U＝E－I(RL＋r)，则电压表示数减小，故选项B正确。]

12．(多选)在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，电表A、V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列比值正确的是(　　)

A．不变，变大

B．变大，变大

C．变大，不变

D．变大，不变

CD　[由电路图可知，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，电流表测的是通过这个电路的总电流，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1＝＝(因R1是定值电阻)，故选项A错误；由欧姆定律可知R2＝，因R2变大，故变大；U2＝E－I(R1＋r)(因E、R1、r均是定值)，则＝R1＋r不变，故选项B错误，C正确；＝R1＋R2，因R2变大，则变大；又由于U3＝E－Ir，可知＝r不变，故D正确。]

13．将总电阻R0＝22 Ω的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示，电源正常工作时允许通过的最大电流为2 A。求：

(1)电源的电动势和内电阻；

(2)接到滑动变阻器A、B间的负载电阻R′的阻值许可范围。

甲　　　　　　　　　　　乙

[解析]　(1)闭合电路中路端电压为U＝IR＝＝，由此可见：①当外电路电阻R趋向无限大时，趋向0，路端电压趋向电源电动势E；②当R＝r时，路端电压U＝。根据上述结论，分析图像，可知电源电动势E＝12 V，电源内电阻r＝2 Ω。

(2)电源允许通过的最大电流值是2 A，内电压的最大值是4 V，外电压的最小值是8 V，所以外电阻必须大于或等于4 Ω。当滑动变阻器的滑动触头c处在a端时，外电阻最小，此时，负载电阻R′与R0并联为电源的外电阻，应有≥4 Ω，由此可以求得负载电阻的阻值许可范围，R′≥ Ω≈4.9 Ω。

[答案]　(1)12 V　2Ω　(2)R′≥4.9 Ω