第四章 闭合电路欧姆定律与科学用电 单元检测（含解析）

第=page11页，共=sectionpages2121页鲁科版必修三第四章闭合电路欧姆定律与科学用电一、单选题1.在如图所示的闭合电路中，灯泡正常发光，电压表、电流表均为理想电表。当滑片向左滑动时，下列描述正确的是(

)

A.电压表、电流表示数均增大 B.电压表、电流表示数均减小

C.灯泡逐渐变暗 D.灯泡逐渐变得更亮2.甲、乙两个独立电源(外电路为纯电阻电路)的路端电压与通过它们的电流的关系图线如图所示，下列说法中正确的是(

)

A.路端电压都为U0时，它们的内电阻相等 B.电流都是I0时，两电源的内电压相等

C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 3.如图所示是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1，2，3，4，5相连，以改变电路结构，可以分别作为电流表，电压表和欧姆表使用，下列说法正确的是(

)

A.甲接红表笔，乙接黑表笔

B.开关接1时比接2时电表量程大

C.开关接4时比接5时电表量程大

D.用欧姆挡测电阻时，若发现电表指针偏角过大，为减小读数误差，应换用大倍率4.如图所示，小明同学用图甲所示的电路图完成“测量电源电动势和内电阻的实验”，图乙中实线为按照实验所记录的电压表示数U与电流表示数I所作出的图线。由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差，两条虚线 ① ②中有一条是真实图线，则下列关于此方案的误差说法正确的是(

)

A.本实验产生系统误差的原因是电压表的分流作用，使电流表示数偏大

B.本实验产生系统误差的原因是电流表的分压作用，使电压表示数偏大

C.图线 ①表示真实图线，小明所测电动势和内阻均偏小

D.图线 ②表示真实图线，小明所测电动势为真实值，内阻偏大5.下列关于欧姆表的使用和操作正确的是(

)

A.欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，为了提高测量精度，应换用“×1”挡，重新调零后再测量

B.用多用电表测量不同的电阻R时，均需要重新欧姆调零

C.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，可知该二极管的正极为A端

D.多用电表用完后，将红黑表笔拔出即可6.如图所示，R=3Ω，R0为最大阻值是5Ω的滑动变阻器，E为电源电动势，电源内阻r=1Ω，下列说法正确的是(

)

A.R0=4Ω，电源的输出功率最大 B.R0=4Ω时，R0消耗的功率最大

C.R7.在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，各电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，各电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和A.U1I不变，ΔU1ΔI变小 B.U2I变大，ΔU2ΔI变大

C.8.热敏电阻是常用的电学元件。R2为热敏电阻，其阻值随温度变化的图线如图甲所示。图乙中电源电动势为E、内阻为r，带电油滴P原来静止在平行板电容器中间，所有的电表都是理想电表，且R1=r。当温度升高时(

)

A.电压表V的示数增大，电流表A的示数减小

B.电源的输出功率随着温度的升高而逐渐减小

C.R4两端电压的增大量ΔU4比R2两端电压的减小量ΔU29.在图甲所示的电路中，电源的U-I图像对应图乙中的图线a，定值电阻R0的U-I图像对应图乙中的图线b，滑动变阻器Rx的总电阻为2Ω。下列说法正确的是(

)

A.电源的内阻为2Ω

B.当Rx=1Ω时，Rx消耗的功率为1.2W

C.当Rx=1.5Ω时，电源效率最高10.用图甲所示的电路图测量电源电动势和内电阻，图乙中实线为实验记录的电压表示数U与电流表示数I的关系图线。由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。图乙中虚线 ① ②中有一条是待测电源的真实的路端电压与干路电流的关系图线，则下列关于此测量方案的说法正确的是(

)

A.本实验产生系统误差的原因是电压表的分流作用，使电流表示数小于干路电流

B.本实验产生系统误差的原因是电流表的分压作用，使电压表示数小于路端电压

C.图线 ①表示真实图线，小明所测电动势和内阻均偏大

D.图线 ②表示真实图线，小明所测电动势为真实值，内阻偏大11.某同学利用如图甲所示电路测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录电阻箱阻值R，用电压传感器(可视为理想电表)测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1U-1R关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rbA.Ea=Eb B.Ea>12.在如图所示的电路中，R1和R2为定值电阻，电表均为理想电表。电源电动势E和内电阻r不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下移动时(

)

A.电压表示数变小，电流表示数变小 B.电压表示数变大，电流表示数变大

C.电阻R1的电功率变大 D.二、多选题13.在如图所示的电路中，闭合开关S时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路做了如下检查并做出判断(如下表所示) :次序操作步骤现象和结论1闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b指针偏转，灯断路;指针不偏转，灯短路2闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b指针不动，灯断路;指针偏转，灯短路3断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b指针不动，灯断路;指针偏转最大，灯短路以上操作和判断正确的是(

)A.1 B.2 C.3 D.都不正确14.如图所示是简化的多用电表的电路，转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断他们中的正确说法是(

)

A.S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大

B.S与3、4连接时，多用表就成了欧姆表，且A接线柱为红表笔

C.S与5、6连接时，多用表就成了电压表，且前者量程较小

D.S与5、6连接时，多用表就成了电压表，且前者量程较大15.在图所示的电路中，若在滑动变阻器R的滑片P向左滑动一小段距离的过程中，电压表的示数增大ΔU，则在该过程中(

)

A.电阻R1中通过的电流增大，且增加量为ΔUR1

B.电阻R2两端的电压减小，且减少量为ΔU

C.16.如图为多用电表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为0.5mA，内阻Rg=200Ω，R1=200Ω，调零电阻的最大值R0=10kΩ，电池电动势E=1.5V，内阻r=5Ω。虚线框中S为选择开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2A.当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位

B.若电压表的量程为0～3V，则R2的阻值为2900Ω

C.测某电阻阻值时，正确操作后若指针指在正中央，则待测阻值为1500Ω

D.17.物理思想方法是高中物理学科核心素养的重要内容，等效替代法在处理许多问题时可以带来很大方便。电源的两个重要参数分别是电动势E和内阻r，我们已经知道电源电动势数值上等于电源的开路电压，如图甲所示，如果我们在电源两端M、N之间接上一个理想电压表，则理想电压表测得的数值就是电动势大小；如果在电源两端M、N之间接上一个理想电流表，则理想电流表测得的就是短路电流；而理想电压表与理想电流表读数之比为电源内阻。现有一个电动势为E、内阻为r的电源和一阻值为R的定值电阻，将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源，如图乙和丙中虚线框所示。设虚线框内电路的等效电源的电动势为E'，等效内电阻为r'，试根据以上信息，判断下列说法中正确的是

A.乙图中的E'=E，r'=R+r

B.乙图中的E'=RR+rE，r'=R+r

C.丙图中的E'=E，r'=RrR+r

18.用电流表和电压表测量干电池的电动势和内阻，电路图如图甲所示，由实验中测得的数据描绘的图像如图乙所示，以下判断正确的是(

)

A.电池的电动势为1.4V

B.电池的内阻为2.0Ω

C.考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，误差来源于电压表有分流作用

D.考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，误差来源于电流表有分压作用19.两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据，根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则下列说法正确的是(

)

A.电源电动势为1.5V，内阻为1Ω

B.交点处电源的输出功率最大

C.交点处定值电阻R0上消耗的功率为0.5W

D.20.为了保障交通安全，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员进行酒精测试，其工作原理如图乙所示，电源电动势为E，内阻为r，R为气敏电阻，其阻值随酒精气体浓度的增大而减小，R0为定值电阻，电路中的电表均为理想电表，电压表示数为U，示数变化量的绝对值为ΔU，电流表示数为I，示数变化量的绝对值为ΔI，闭合开关，当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是(

)A.电流表的示数I变大，电压表的示数U变大

B.电压表与电流表示数的比值UI变小

C.电压表与电流表示数变化的绝对值的比值ΔUΔI不变

三、实验题：本大题共2小题，共18分。21.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A.待测的干电池(电动势约为1.5V，内阻小于1.0Ω)B.电流表A1(量程为0～3mAC.电流表A2(量程为0～0.6AD.滑动变阻器RE.滑动变阻器RF.定值电阻RG.开关和导线若干(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的a、b两个实验电路，其中合理的是

图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确进行测量，滑动变阻器应该选

(填写器材前的字母代号)(2)图乙是该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出I1-I2图像(I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，且I2的数值远大于I1的数值)，则由图像可得被测干电池的电动势(3)若将图像的纵坐标改为

，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为被测干电池的电动势。22.如图所示为一多倍率(“×1”、“×10”“×100”“×1k”)欧姆表内部电路结构图，其中G为灵敏电流计，满偏电流Ig=100μA，内阻Rg=99Ω，S为倍率选择开关，内部直流电源电动势E=1.5V，内阻r=1.0Ω(1)S与4端接通时，欧姆调零后，Rp接入电路的阻值为

Ω(2)S与2端接通时，欧姆表的倍率为

(选填“×10”或“×100”)；(3)R1+R2=

Ω，R3(4)S与3端接通时，欧姆调零后，测一待测电阻Rx的阻值，此时灵敏电流计的示数I=35Ig，则四、计算题：本大题共3小题，共30分。23.在如图所示的电路中，电源的电动势E=28V，内阻r=2Ω，电阻R1=12Ω，R2=R4=4Ω，R3=8Ω，C为平行板电容器，其电容(1)若开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少(2)若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v0= 2.0m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动。问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间，能否从极板间射出?(24.欧姆表内部电路如图甲所示，G表满偏电流为0.8mA，R0为欧姆调零电阻，测量前已欧姆调零，然后以电阻箱代替待测电阻，测得电路中电流I与电阻箱的阻值Rx的关系图像如图乙所示(指针指到满偏电流一半时，所测电阻阻值为15千欧=15000欧)，求：

(1)欧姆表的内阻R内(2)电源的电动势E(3)将一个电压表接到两表笔间，若G表示数0.3mA，则电压表的内阻是多大。25.某种小风扇与小灯泡组成如图所示的实验电路。电源电动势E=13V，小灯泡的规格为“6V 12W”，小风扇电动机的线圈电阻RM=1.0Ω。闭合开关S0，断开开关S，电阻箱接入电路的电阻R1=2.5Ω时，小灯泡正常发光；闭合开关S0和S，电阻箱接入电路的电阻R2=2.0Ω时，小灯泡正常发光，小风扇也正常工作。灯丝电阻不变。

(1)求电源的内阻r；

(2)求小风扇正常工作时的总功率P和机械效率η答案和解析1.【答案】C

【解析】AB.当滑片向左滑动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，可知总电流增大，内电压增大，则路端电压减小，所以电流表示数增大，电压表示数减小．故AB错误；

CD.总电流增大，电源的内电压和R0的电压都增大，根据闭合电路欧姆定律，可知并联部分的电压减小，则灯泡逐渐变暗，故C正确，D2.【答案】C

【解析】A.根据欧姆定律可知外电阻R路端电压U与电流I的关系为R= U I，在U-I图线中甲、乙两图线的交点坐标为(IC.图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故C正确；D.图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故D错误；

B.电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，故B错误。

3.【答案】B

【解析】A.根据电表红进黑出结合电路可知，甲接黑表笔、乙接红表笔，选项A错误；B.开关接1和2时是电流表，接1时电流计并联的电阻比接2时并联的电阻小，可知接1时比接2时电表量程大，选项B正确；C.开关接4、5时是电压表，接4时串联的电阻比接5时小，则接4时比接5时电表量程小，选项C错误；D.用欧姆挡测电阻时，若发现电表指针偏角过大，即欧姆档的量程过大，为减小读数误差，应换用小倍率，选项D错误。故选B。4.【答案】C

【解析】AB.本实验产生系统误差的原因是电压表的分流作用，使电流表示数偏小；故AB错误；

CD.当电压表的示数为零时，电流表的测量值等于真实值，则图线 ①表示真实图线，小明所测电动势和内阻均偏小；故D错误；C正确。5.【答案】C

【解析】A.欧姆表欧姆调零后，用“×10”挡测量电阻的阻值，发现表针偏转如图甲所示，说明电阻读数较大，量程挡位选小了，为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量，故A错误；B.换挡时需要重新欧姆调零，不换挡则不需要重新欧姆调零，故B错误；C.若用多用电表欧姆挡测量某晶体二极管，结果如图乙所示，由图内可知左图中电阻较大，所测的为二极管的反向电阻；右图中电阻较小，测的是正向电阻，则该二极管的正极为A端，故C正确；D.为保护电路与多用电表，多用电表使用完后应把开关置于OFF挡或交流最高档，故D错误。6.【答案】B

【解析】AD、当外电阻与电源的内阻相等时，电源的输出功率最大．即R+R0=r，电源输出的功率最大，而R=3Ω大于电源内阻，故随着R0为接入电路阻值的增大，电源的输出功率逐渐减小。即R0=0Ω时，电源的输出功率最大；R0=5 Ω时，电源的输出功率最小。故AD错误；

B、将R看成电源的内阻，当等效电源的内阻R+r=4=R0时，即R0=4Ω，等效电源的输出功率最大，即R0消耗的功率最大，故B正确；7.【答案】D

【解析】A、由题图电路图可知，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U3是路端电压，R1是定值电阻，由欧姆定律有R1=U1I=△U1△I，可知U1I、△U1△I都不变，故A错误；

BD、当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2变大，R2是可变电阻，有U2I=R2，所以U2I变大。

8.【答案】C

【解析】该电路R2和R4串联后与R3并联，再与R1串联，当温度升高时，R2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：

A.由于电路中电流增大，路端电压减小，同时R1两端的电压也增大；因并联部分电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过电路R2和R4串联部分的电流增大，故电流表示数增大，而R4中电压增大，故电压表示数减小，故A错误；

B.当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，因R1=r，随着温度的升高外电阻接近r，所以电源对外的输出功率随着温度的升高而增大，故B错误；

C.由于并联部分电压减小，R4两端电压的增大量Δ9.【答案】D

【解析】A.由闭合电路欧姆定律有U=E-Ir，结合图像a有E=3V

，

r=0-36Ω=0.5ΩB.

U-I

图像中的图线b的电阻R0当

Rx=1Ω

时，由闭合电路欧姆定律有I1=ER0+RC.电源效率η=EI-I2rEI×100%=E-IrD.电源输出的功率为P出=E2Rx+故选D。10.【答案】A

【解析】AB.图为电流表外接法，由于电压表的分流作用，干路电流为流过电流表和电压表电流之和，故电流表示数小于干路电流，电压表示数等于路端电压，故A正确，B错误;

CD.干路电流为流过电流表和电压表电流之和，即每一个路端电压对应的干路电流大于电流表的示数，修正后的图像为图线 ①，图线 ①表示真实图线，由图可知电动势和内阻的测量值均小于真实值，故CD错误。故选A．11.【答案】C

【解析】分析图甲，利用闭合电路欧姆定律得E=U+URr，

变形为1U=rE1R+1E，

由此可知1U-112.【答案】B

【解析】AB、电路的连接情况是：R2与R3并联后与R1串联，电流表测通过R2的电流，电压表测路端电压。当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入回路中的阻值增加，可知回路中总阻值增加，根据闭合电路的欧姆定律知干路总电流I减小，由U=E-Ir知路端电压U变大，即电压表的示数变大；电表均为理想电表，则R2两端的电压U2=U-IR1，U变大，I变小，其他量不变，故U2变大，电流表示数I2=U2R2，则I2变大，电流表示数变大，故A错误，B正确；

C、电阻R1的电功率为P1=I213.【答案】AC

【解析】选直流电压挡时，红、黑表笔分别接高、低电势点，若指针偏转，说明a、b两点有电压，其他地方完好而a、b之间有断路;若指针不偏转，说明a、b两点电势相等，a、b之间必短路，1正确;选欧姆挡时，已启用欧姆表内电源，必须将外电路电源断开，故2是错误的;而3显然正确，A、C正确。故选AC。14.【答案】ABC

【解析】A.由图可知当转换开关S旋到位置1、2连接时，多用电表就成了电流表，电阻与表头并联，当并联电阻越小时，量程越大，因此前者量程较大，故A正确；

B.测量电阻时欧姆表内部应接电源，由图可知测电阻只有接3或4，多用表就成了欧姆表，电源的负极与红表笔相连，因此A接线柱为红表笔，故B正确；

CD.要测量电压，电流表应与电阻串联，由图可知当转换开关S旋到位置5、6时，测量电压，电流表所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大，故C正确，D错误。

故选ABC。15.【答案】AD

【解析】A.当P向左端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，外电路总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，即电压表V2的示数增大，R1两端的电压减小，所以V1的示数增大，V2的示数减小，根据欧姆定律知电阻R1B.由于路端电压等于两个电表示数之和，而路端电压增大，所以V2的示数减小，小于ΔU，故B错误；

C.由于电源的内电阻与外电阻的大小关系未知，不能判断电源输出功率的变化，故C错误；

D.电源的效率η=UIEI=UE，故选AD。16.【答案】ABC

【解析】A.当S接触点1时，电流表并一个分流电阻，多用电表处于测量电流的挡位，A正确；

B.若电压表的量程为0～3V，S接触点3，有：R1RgR1+Rg+R2=3V2Ig，解得R2=2900Ω，B正确；

C.S接触点217.【答案】AD

【解析】AB、根据题意，图乙中，在电源两端M、N之间接上一个理想电压表，则理想电压表测得的数值就是电动势大小，E'=E，

如果在电源两端M、N之间接上一个理想电流表，则理想电流表测得的就是短路电流，则乙图中r'=R+r.故A正确，B错误；

CD、丙图中的E'等于MN间的电压，则有：E'=RR+rE，理想电压表与理想电流表读数之比为电源内阻，则内电阻r'等于R与r并联的阻值，即有r'=RrR+r，故C错误，D18.【答案】AC

【解析】A.图像与纵坐标的交点表示电动势，则E=1.4V故AB.内阻为r=1.4-0.90.55Ω≈0.91ΩCD.如图甲所示，考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，由于电压表有分流作用，当电流表示数为0时，实际通过干电池的电流并不为0，所以此时干电池的内电压不为0，从而导致图像的截距比干电池的实际电动势偏小，假设电压表示数为0时，干电池的路端电压实际值就是0，即所做图像的横截距(并非为题中的图线与i轴的交点，而是图线延伸至电压为0时与对应i轴的交点)等于真实值，综上所述可知，实验中作出的图线的斜率的绝对值比真实图线的斜率的绝对值偏小，从而造成干电池内阻的测量值比真实值偏小，故C正确，D错误。19.【答案】ABC

【解析】A.随着干路电流I增大，定值电阻R0两端电压增大，由

U=E-Ir

可知，路端电压减小，故图线①表示V1随A的变化，图线②表示V2随A的变化，图线①与纵轴交点表示电动势，斜率表示内阻，可得

E=1.5V

r=1.5-1.00.5Ω=1Ω

A正确；

C.两图线的交点表示P滑到最左端时，此时R0的电压为1.0V，电流为0.5A，可得

R0=U0I0=2Ω

此时R0上的功率为

P0=U0I0=0.5W

C正确；

B.由电源外特性曲线可知，当外电阻等于内阻时输出功率最大，如图所示

由AC解析可知

R20.【答案】BC

【解析】A、酒驾驾驶员吹气时，R的阻值减小，电路中的电流变大，根据闭合电路的欧姆定律有U=E-I(r+R0)可知，电压表的示数减小，故A错误；

B、电压表与电流表的比值等于R，因此电压表与电流表的比值变小，故B正确；

C、由U=E-I(r+R0)可知，ΔUΔI=r+R0，不变，故C正确；

D、当电源的内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，由于不确定外电阻与r的大小关系，无法判断输出功率的变化，故D错误。

故选：21.【答案】bD1.48(±0.04)0