高考物理一轮复习考点练习 焦耳定律、闭合电路欧姆定律

焦耳定律、闭合电路欧姆定律基础巩固1.电源、开关、小灯泡、电压表等连接成如图所示的电路,小灯泡上标有“0.6A1.5W”字样,电源的电动势为3V,电压表为理想电表、导线电阻不计.闭合开关,小灯泡恰好正常发光,则电源的内阻约为()A.0.30Ω B.0.83ΩC.1.2Ω D.1.5Ω2.[2025·四川成都模拟]催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体,当一氧化碳气体达到一定的浓度时,传感器中的检测片燃烧,使检测片的温度上升,检测片的电阻增大.如图所示电路中,R为催化燃烧式气体传感器的检测片.当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时,会发现()A.电压表、电流表示数均减小B.电压表、电流表示数均增大C.电压表示数减小,电流表示数增大D.电压表示数增大,电流表示数减小3.在如图所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,导致电压表和电流表的读数都增大,电压表和电流表均为理想电表,则可能出现的故障是()A.R1短路 B.R2短路C.R3短路 D.R1断路4.[2025·广东广州模拟]将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知()A.电源最大输出功率可能大于45WB.电源内阻一定等于5ΩC.电源电动势为45VD.电阻箱消耗的功率P最大时,电源效率大于50%5.(多选)[2025·湖南长沙模拟]在如图所示的U⁃I图像中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U⁃I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,则()A.电源的电动势为3V,内阻为0.5ΩB.电阻R的阻值为1ΩC.电源的输出功率为4WD.电源的效率为50%综合提升6.如图所示的电路中,电源电动势E=12V,内阻r=4Ω,R0=2Ω,直流电动机内阻RM=1Ω.当闭合S和S1,断开S2时,调节滑动变阻器R1为某值时,可使电源的输出功率最大;闭合S、S2,断开S1,调节R2为某值时,可使电源的输出功率最大,且此时电动机刚好正常工作(电动机的额定输出功率P0=4.5W).下列判断正确的是()A.电动机的额定电流I=2AB.电动机的额定电压为UM=3VC.满足题意的R1、R2值分别为R1=2Ω、R2=6ΩD.满足题意的R1、R2值分别为R1=2Ω、R2=1Ω7.(多选)[2025·吉林长春模拟]某纯电阻电路中内、外电路消耗的功率随电流变化的关系如图所示,由此可以确定()A.电源的电动势为4VB.电源的内阻为1ΩC.电源的最大输出功率为2WD.电源的最大效率为50%8.(多选)[2025·湖北襄阳模拟]校园安全是所有学校不容忽视的重大问题.为预防火灾,很多校园中都装有如图所示的火灾报警器.电源的内阻r不能忽略,R1为热敏电阻,其阻值会随温度升高而减小.当R2两端电压增加到一定值时,报警器会报警.下列说法中正确的是()A.当R1=r时,电源的效率为50%B.R2两端电压增大时,电压表示数也会增大C.当有火情时,电压表、电流表示数变化量的绝对值的比值|ΔUD.其他条件一定的情况下,电源电动势越大,火灾报警器越灵敏9.(多选)[2025·山东济南模拟]如图所示电路,R1=10Ω,R2=1Ω,滑动变阻器R的最大阻值为8Ω,所有电表都为理想电表,A1、A2、V示数分别用I1、I2、U表示,它们示数变化量的绝对值分别用ΔI1、ΔI2、ΔU表示,闭合开关后,当滑片P从最上端向下滑动时,下面说法正确的是()A.I1增大 B.I2增大C.ΔUΔI1=r D.10.[2025·江苏盐城模拟]如图所示的电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑片P从a端移动到b端的过程中,下列描述中正确的是()A.电路中的总电流先增大后减小B.电路的路端电压先增大后减小C.电源的输出功率先增大后减小D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大11.(多选)[2025·浙江杭州模拟]如图所示,电路中二极管为理想二极管,正向电阻为零,反向电阻无穷大,电源内阻不能忽略.闭合开关S,电路稳定后,只改变下列一个条件,能增大平行板电容器两板间的电场强度的是()A.增大平行板电容器两板间的距离B.增大平行板电容器的正对面积C.将滑动变阻器的滑片向b端移动D.断开开关S拓展挑战12.(多选)[2025·山西太原模拟]如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为滑动变阻器,C为下极板接地的平行板电容器,电表均为理想电表.初始状态的S1和S2均闭合,滑片P位于中点,此时两极板之间的固定带电油滴M所受电场力恰好与重力平衡.下列说法正确的是()A.若保持S1闭合,S2断开,滑片P向下移动,则电源总功率和输出功率均减小B.若保持S1闭合,S2断开,滑片P向上移动,则A1示数和电源效率均增大C.若仅将上极板向下平移一小段距离,则V的示数不变,带电油滴M的电势能减小D.若仅将下极板向下平移一小段距离,则M的电势能增大,流过A2的电流方向为a→b13.(多选)[2025·云南昆明模拟]在如图所示电路中,电源电动势E=12V,内阻r=8Ω,定值电阻R1=2Ω,R2=10Ω,R3=20Ω,滑动变阻器R4的取值范围为0~30Ω,所有电表均为理想电表.闭合开关S,在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表V1、电压表V2、电流表A示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2、ΔI.下列说法正确的是()A.V1读数变小,V2读数变大,|ΔU1|小于|ΔU2|B.ΔU1ΔIC.R4的功率先增大后减小,最大值为0.36WD.电源的输出功率先增大后减小,最大值为4.5W

答案解析1.B[解析]小灯泡正常发光,则路端电压为U=PI=1.50.6V=2.5V,根据闭合电路的欧姆定律可得电源的内阻为r=E-UI=3−2.50.6Ω≈0.832.D[解析]由题意知,当环境中一氧化碳气体达到一定浓度时,R的电阻增大,总电阻增大,则总电流减小,内电压减小,根据U=E-U内,可知路端电压增大,因此电压表示数增大,通过滑动变阻器的电流增大,则电流表示数减小.3.A[解析]若电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压.若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,A正确;若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,B错误;若R3短路,则电压表示数为零,C错误;若R1断路,则电流表示数为零,D错误.4.B[解析]将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,则电阻箱消耗的功率P等于电源输出功率,由题图可知,电阻箱消耗的功率P最大为45W,所以电源最大输出功率为45W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5Ω,选项B正确;电阻箱消耗的功率P最大时,电阻箱读数R=5Ω,则电流I=PR=3A,电源电动势E=I(R+r)=30V,电源效率η=I2RI2(R+r)5.ABC[解析]由题图中图线Ⅰ可知,电源的电动势为E=3V,内阻为r=EI短=0.5Ω;由图线Ⅱ可知,电阻R的阻值为R=1Ω,该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I=Er+R=2A,路端电压U=IR=2V,电源的输出功率为P=UI=4W,电源的效率为η=UIEI×100%≈66.7%,故选项A、B6.D[解析]根据电路规律可知,当I=E2r时,电源的输出功率P输最大,此时I=128A=1.5A,同时PM输=UMI-I2RM=P0,解得UM=4.5V,A、B错误;根据前面分析可得R1+R0=r,解得R1=2Ω,由闭合电路欧姆定律有R2I+UM+Ir=E,解得R2=1Ω,C错误7.AB[解析]内电路消耗的功率为P内=I2r,由此可知,内电路消耗的功率随电流变化的图线为顶点在原点、开口向上的抛物线,结合图线可得r=1Ω,故B正确;外电路消耗的功率为P外=EI-I2r,由此可知,外电路消耗的功率随电流变化的图线为开口向下的抛物线,结合图线可得0=4E-42r,所以E=4V,故A正确;电源的最大输出功率为Pm=E24r=4W,故C错误;电源的效率为η=UIEI×100%=RR+r×100%=11+rR8.CD[解析]当R1=r时,电路串联连接,故电源的效率η=R1+R2R1+R2+r>50%,A错误;当有火情时,R1阻值减小,电路电流增大,R2两端电压增大,电源内电压增大,路端电压减小,即电压表示数减小,B错误;电压表、电流表示数变化量的绝对值的比值|ΔU||ΔI|=|ΔU内||ΔI|9.BD[解析]设P上方的电阻为x,则下方电阻为(R-x),则A1读数I1=E(R1+x)(R2+R-x)R1+R2+R+r×R2+R-xR1+R2+R=E10+x+19r9−x,则当x增大时I1减小,A2读数I2=E(R1+x)(R2+R-x)R1+R2+R+r×R1+xR1+R2+R=E9−x+19r10+x,则当x增大时I2增大,选项A错误,B正确;设总电流为I,则ΔUΔI=r,由数学知识可知,当滑片P上面的电阻与下面的电阻满足RP上+R110.B[解析]由题给电路图可知,滑片两侧的电阻为并联关系,且P滑到ab中点时并联电阻最大,所以滑片P从a端移动到b端的过程中,电路的总电阻先增大后减小,总电流先减小后增大,A错误;由于外电路总电阻先增大后减小,故路端电压先增大后减小,B正确;当外电路总电阻R外=r时,电源的输出功率最大,设R1两部分的并联阻值为R1',因为R1'+R2先增大后减小且一直大于r,故电源的输出功率先减小后增大,如图甲所示,故C错误;把定值电阻R2与电源等效为一个新电源,则新电源的电动势仍为E,内阻为R2+r,因为R1'先增大后减小且一直小于R2+r,故滑动变阻器R1上消耗的功率(新电源的输出功率)先增大后减小,如图乙所示,故D错误.11.C[解析]只增大两板间的距离或者只减小正对面积时,电容器的电容都减小,因电压不变,故电容器应放电,但由于二极管有单向导电性,电容器不能放电,所以电容器带的电荷量不变,由E=Ud,C=QU,C=εrS4πkd,可得E=4πkQεrS,所以只增大两板间的距离时,两板间间的场强不变,而减小平行板电容器的正对面积时,两板间的场强增大,故A、B错误;将滑动变阻器的滑片向b端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,分压增大,电容器两端的电压增大,两板间的场强增大,故C正确;只断开开关S时,由于二极管有单向导电性,使电容器不能放电,12.AC[解析]现保持S1闭合,将S2断开,滑片P向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,通过电源的电流减小,根据电源总功率的计算公式P=EI可知电源总功率减小,因为R1>r,根据电源的输出功率与外电路电阻的关系可知,当外电路的总电阻值大于电源内阻时,随着外电路电阻增大,电源的输出功率减小,故A正确;保持S1闭合,将S2断开,滑片P向上移动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,回路中总电阻减小,回路中电流增大,即A1示数增大,电源的效率为η=I2RI2(R+r)×100%=11+rR×100%,滑动变阻器接入电路的阻值减小,外电路电阻减小,电源效率减小,故B错误;电压表V的示数始终等于滑动变阻器两端电压,保持不变,仅将上极板向下平移一小段距离,电容器两端电压不变,根据电场强度与电势差的关系E=Ud可知,电容器两极板间距离减小,电容器内电场强度增大,油滴与下极板之间的电势差增大,下极板接地,电势为零,所以油滴所在处的电势升高,由于初始时油滴处于平衡状态,受到向上的电场力,所以油滴带负电,根据电势能与电势的关系可知带负电油滴的电势能减小,故C正确;若将下极板向下平移一小段距离,电容器两极板的距离增大,电容器两极板之间的电势差不变,电容器内的电场强度减小,油滴与上极板之间的电势差减小,油滴与下极板之间的电势差增大,油滴所在处的电势升高,M的电势能减小,该过程中,电容C减小,Q减小,电容器放电13.ABC[解析]将R1和R2等效为电源内阻,则等效电源的电动势E1=ER2R1+R2+r=6V,等效内阻r1=r+R1R2r+R1+R2=5Ω,等效电路如图所示,则当滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,