物理必修 第三册第4章 闭合电路欧姆定律4.4 现代家庭电路同步练习题

【优选】第4节现代家庭电路-1作业练习

一.填空题

1．一只电流表表头的满偏电流为，内阻为。若改装成量程为的电流表，则改装后的电流表内阻为_______；若改装成量程为的电压表，则改装后的电压表内阻为________。

2．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E．内电阻为r，R1．R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A．V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，电压表示数___________，电容器C所带电荷量___________。（填变大．变小或不变）

3．如果E表示电源的电动势，表示路端电压，表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示闭合电路中的电流，那么根据下列给出的已知条件，求出其余各量（用已知量表示）:

（1）已知E．和r，则_______，_______，_______.

（2）已知I．R和，则E=_______，_______._______.

4．如图所示的电路中，输入电压U恒为12 V，灯泡L上标有“6 V，12 W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5 Ω。若灯泡恰能正常发光，则灯泡的电阻R＝__________Ω，电路中的电流I＝__________A，整个电路消耗的总功率P总＝__________W电动机消耗的功率为P=__________W，电动机输出功率P出＝__________ W。

5．如图所示电路中，电源内阻不可忽略且阻值小于R1。滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电压表V的示数变化情况是________；滑片处于__________时，电源的输出功率最大。

6．如图所示电路，电源内阻不可忽略，电压表．电流表均为理想电表，R1．R2均为定值电阻。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中，电流表A的变化情况是__________；若电压表V示数变化的绝对值为△U，电流表A示数变化的绝对值为△I，则的变化情况是__________，你判断的理由是：_____________。

7．如图，当开关K断开时，电源内电路功率为P1；K闭合时，电源内电路功率为P 2。若两种情况下电源的输出功率相等，则P1____ P2；R2 ______r。（选填“大于”．“等于”或“小于”）

8．兴趣学习小组将电压表改装成测量物体质量的仪器，如图1所示。

所用实验器材有：

直流电源：电动势为E，内阻为r；

理想电压表V：量程；

滑动变阻器R：规格；

竖直固定的粗细均匀的直电阻丝：总长为，总阻值为；

竖直弹簧：下端固定于水平地面，上端固定秤盘，弹簧上固定一水平导体杆，导体杆右端点P与直电阻丝接触良好且无摩擦；

开关S以及导线若干。

实验步骤如下：

（1）秤盘中未放被测物前，将导体杆右端点P置于直电阻丝上端a处，秤盘处于静止状态。

（2）直流电源的图象如图2所示，则电源电动势_______V，内阻_______。

（3）在弹簧的弹性限度内，在秤盘中轻轻放入被测物，待秤盘静止平衡后，导体杆右端点P正好处于直电阻丝下端b处，要使此时电压表达到满偏，则滑动变阻器R接入电路的阻值为_______。已知弹簧的劲度系数，当地重力加速度，则被测物的质量_______。由此在电压表的刻度盘上标示相应的质量数值，即将该电压表改装成了测量物体质量的仪器，则质量刻度是______（填“均匀”或“非均匀”）的。

（4）直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大。在此情况下，改装成的测量物体质量的仪器的数与被测的质量的真值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。

9．在如图所示的电路中，，，电压表的示数为，电池的内阻，电流表的示数为_______，电池的电动势为_______.

10．如图所示，在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串．并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1．2和3。

(1)在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）。

(2)在用多用电表的直流电压挡探测黑箱内任意两接点间是否存在电源时，要一表笔接某一点（如1），另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接另一点（如2），同时观察指针偏转情况。

(3)在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值，测量结果如表所示：

在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式_______。

(4)如果将1．3接线柱用导线连接起来，1．2接线柱之间的电阻为________Ω。

11．在如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源内电阻r=3，当开关S闭合后电路正常工作，电压表的读数U=6V，电流表的读数I=1A，则电阻大小为___________，电源电动势E为___________V。

12．在图电路中，已知R1=3Ω，R2=R3=6Ω，路端电压U=30V，则

（1）K1．K2都断开时，三个电阻两端的电压之U1∶U2∶U3= __________

（2）K1．K2都闭合时，通过三个电阻的电流之比I1∶I2∶I3=_________   

（3）K1闭合，K2断开时，电路消耗总功率P =__________

13．某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I与电压U之间遵循的规律，其中。现将该棒R0接在如图所示的电路中，R为滑动变阻器，电源电动势E=4.5V，内阻r=0.5。现将变阻器R的滑动片向右移动，则R0中的电流将______（选填“增大”．“减小”或“不变”）。若电流表A1的读数为1.0A，则电流表A2的读数为______A。

14．如图所示的电路中，电源内阻不能忽略。闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时，电流表示数___________（选填“增大”或“减小”），电压表示数___________（选填“增大”或“减小”）。

15．某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。

(1)现有电源（4V，内阻可不计）．滑动变阻器（0~50Ω，额定电流2A），开关和导线若干，以及下列电表：

A.电流表（0~3A，内阻约0.025Ω）

B.电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω）

C.电压表（0~3V，内阻约3kΩ）

D.电压表（0~15V，内阻约15kΩ）

为减小测量误差，在实验中，电流表应选用____（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的___（选填“甲”或“乙”）。

(2)图2是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。（      ）

(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I．电压表示数U。某次电表示数如图3所示，可得该电阻的测量值=___Ω（保留两位有效数字）。

(4)选用乙电路产生误差的主要原因是_____。

(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U—x关系的示意图中正确的是___。

16．如图所示，a触点离电阻R左端，b触点离电阻R右端，已知，示数为，电源由4节相同的电池串联而成，每个电池的内阻为，求图中电压表V．电流表A的示数分别是_______V．_______A和每个电池的输出功率为_______W.（将各电表视为理想电表处理）

17．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，它与金属丝接触良好，不计摩擦（C端在O点正下方处）。已知电源电动势E=3V（内阻不计），电压表为理想表，其余线路电阻均不计。

（1）通过分析可知：当水速增大时，电压表示数将______（选填“变大”或“变小”）。

（2）如果OC间距离为h=1m，BC的长度为，某次当小铅球平衡时（不计水对小铅球的浮力），电压表示数为U=1V，则此时金属丝与竖直方向的夹角θ=______；已知小球质量为，g取10m/s2，则此时水流对小球作用力的大小F=_______。

18．如图所示的电路中，E．r．R1已知，可变电阻R2的最大值。当R2=______时，R2的电功率P2有最大值，最大值为______。

参考答案与试题解析

1．【答案】1    5000   

【解析】

[1]改装成大量程电流表有

则改装后的电流表内阻为

[2]改装后的电压表内阻为

2．【答案】    ①. 变大    ②. 减小

【解析】

【详解】[1]滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压

增大，电压表示数增大；

[2]干路电流增大，并联部分电压

减小，电容器两板间电压减小，电容器C所带电荷量减小。

3．【答案】                       

【解析】

【详解】

(1)[1][2][3]根据闭合电路电压关系可知，

对内阻根据欧姆定律可知，电流

外电阻

(2)[4][5][6] 已知I．R和，则根据闭合电路欧姆定律

E=

路端电压

对内阻根据欧姆定律可知，内阻

4．【答案】3Ω    2A    24W    12W    10W   

【解析】【来源】福建省莆田九中2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

【详解】

[1] 灯泡L上标有“6 V，12 W”，所以通过灯泡的电流：

，

所以灯泡的电阻为：

；

[2]灯泡和电动机串联，则留过灯泡的电流为电路中的电流：

；

[3]整个电路消耗的功率为：

；

[4]电动机消耗的功率为：

；

[5]电动机的热功率为：

，

电动机的输出功率为：

；

5．【答案】先变大后变小    a端或b端   

【解析】【来源】2020届上海市金山区高三（下)二模物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]分析电路结构可知，滑动变阻器的两部分接入电阻与并联然后和串联，滑动变阻器的滑片P从a向b移动的过程中，并联部分总电阻

因此变阻器电阻线变大后减小，总电流先减小后增大，而路端电压先增大后减小，电压表直接测路端电压，所以电压表的示数先变大后变小。

当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大。而又因为电源内阻阻值小于，所以当最小时电源输出功率最大，即滑片处于a端或b端时，电源的输出功率最大。

6．【答案】变小    不变    （U=IR2，U’=I’R2，△U=△I R2,也可根据图像）   

【解析】【来源】2020届上海市徐汇区高三上学期学习能力诊断卷物理试题

【详解】

[1][2][3]．由电路图可知，R2与R0并联后与R1串联，电压表测量并联支路的电压，电流表测量R2的电流；当滑动端向下滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，R1和内阻r上的电压变大，则并联支路电压减小，即电压表V读数减小，电流表A示数减小；因R2是固定电阻，则

可知不变。

7．【答案】小于    小于   

【解析】

[1]当开关K断开时，电路的电流为

则此时电源内电路功率为P1为

当开关K闭合时，电路的电流为

则此时电源内电路功率为P2为

因为R1不为0，故

[2]因两种情况下电源的输出功率相等，故

即

简化得

两边同除以得

故

可得

8．【答案】4.0    1    2    10    均匀    偏小   

【解析】【来源】2021届吉林省松原市前郭尔罗斯自治县第五中学高三（下）5月物理试题

(2)[1][2]图线与纵轴交点表示电动势，图线斜率表示内阻，可得，。

(3)[3]电压表达到满偏时，设滑动变阻器R接入电路的阻值为，可得

解得。

[4][5]由平衡条件可得

解得，因为电压表示数与弹簧形变成正比，被测物的质量也与弹簧形变成正比，所以将该电压表改装成测量物体质量的仪器，则质量刻度是均匀的。

(4)[6]直流电源使用较长时间后，电动势E减小，内阻r增大，电路中电流偏小，当右端点P处于相同位置时，电压表示数较小，改装成的测量物体质量的仪器的示数与被测物的质量的真实值相比偏小。

9．【答案】1.5A    4.2V   

【解析】

【详解】

[1]通过的电流为：

通过的电流为：

电流表的示数为：

[2]电池的电动势为：

10．【答案】A    短暂    见解析图甲    0.6   

【解析】

(1)[1]多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A。

(2)[2]使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏，往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。

(3)[3]根据已知1．2间电阻为1.0Ω，2．3间电阻为1.5Ω，1．3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如图甲所示。

图甲

(4)[4]若将1．3用导线连接起来，则等效电路图如图乙所示：

图乙

则1．2接线柱之间的电阻为

Ω＝0.6Ω

11．【答案】  (1). 6    (2). 9

【解析】[1]根据欧姆定律，电阻

[2]根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势

12．【答案】1∶2∶2    2∶1∶1    150W   

【解析】【来源】福建省莆田九中2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

【详解】

[1] K1．K2都断开时，三个电阻串联到一起，所以通过三个电阻的电流相同，由可知，电压比等于电阻比，又电阻比为1:2:2，所以电压比为1:2:2；

[2] K1．K2都闭合时，三个电阻并联到一起，所以三个电阻两端的电压相同，由可知，电流比等于电阻的反 比，又电阻比为1:2:2，所以电流比为2:1:1；

[3] K1闭合，K2断开时，R1，R2被短路，整个电路只有R3接入电路，电路消耗总功率为：

；

13．【答案】    (1). 增大    (2). 0.6

【解析】

【详解】[1]变阻器R的滑动片向右移动，变阻器接入电路的有效电阻增大，电路的总电阻增大，电流变小，即电流表A1的读数变小，内电压变小，外电压增大，则R0中的电流增大。

[2]根据闭合电路的欧姆定律得

根据

得

则电流表A2的读数为

14．【答案】增大    减小   

【解析】【来源】湖南省郴州市2019-2020学年高二学业水平考试模拟监测物理试题

【分析】

【详解】

[1]滑动变阻器滑片向右滑动，减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，则电流表示数增大。

[2]根据闭合电路欧姆定律可知路端电压减小，所以电压表示数减小。

15．【答案】  (1). B    (2). 甲    (3). 如图所示     (4). 5.2    (5). 电压表测量值大于Rx两端的电压值    (6). A

【解析】(1)[1][2]电路中可能出现的最大电流为，则电流表选用B；电源电动势4V，则电压表选用C； 因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则采用电流表外接，故选甲电路；

(2)[3]电路连线如图：

(3)[4]电流表最小刻度为0.02A，则读数为0.50A，电压表最小刻度为0.1V，则读数为2.60V，可得该电阻的测量值

(4)[5] 选用乙电路产生误差的主要原因是电压表测量值大于Rx两端的电压值；

(5)[6]根据闭合电路欧姆定律与电阻定律

当滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压增大，但不成正比，且增加越来越快，则U-x图象如图A所示。

故选A。

16．【答案】6    1    1.5   

【解析】

【详解】

[1][2]当触点离电阻左端，触点离电阻右端时，最左端一段与中间一段先并联再与最右端一段串联，示数为通过最左端一段的电流，所以最左端一段电压为：

通过最右端一段的电流为：

即电流表A的示数是，最右端一段的电压为：

图中电压表V的示数为：

[3]电池的输出功率为：

 每个电池的输出功率为：

17．【答案】变大    30°    10N   

【解析】【来源】2021届四川省南充市南充高级中学高三（下）第十二次月考理综物理试题

(1)[1]因为电源电压和BC的电阻不变，所以电路中的电流始终不变，当水的流速越大，CD的长度越长，CD的电阻越大；由

可知，当水的流速越大时，CD两端的电压越大，电压表的示数变大。

(2)[2]电压表示数为U=1V时

所以

因此

所以

[3]对小铅球受力分析可知，水流对小球作用力

18．【答案】R1+r       

【解析】【来源】陕西省宝鸡市千阳县中学2020-2021学年高二（上）期中质量检测物理试题

[1][2]将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点可知，当

R2=R1+r

电源的输出功率最大，即外电阻R2消耗的电功率最大，P2有最大值为