12.2 闭合电路的欧姆定律 课时作业-2022-2023学年物理高二上学期（人教版2019必修第三册）

人教版高一物理必修第三册课时作业2闭合电路的欧姆定律一、单项选择题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,所以电压与电动势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=中的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强弱的物理量2、一个闭合电路是由电池供电的，外电路是纯电阻时，以下说法正确的是()A．当外电阻增大时，路端电压增大B．当外电阻减小时，路端电压增大C．当外电阻减小时，电路中的电流减小D．电池的内阻越小，外电阻变化时，路端电压的变化越大3、如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线,曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1A,那么AB线段表示的功率为 ()A.1WB.6WC.2WD.2.5W4、一电池外电路断开时的路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后路端电压降为2.4V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为()A．E＝2.4V，r＝1ΩB．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2ΩD．E＝3V，r＝1Ω5、如图所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2两端的电压与通过电阻的电流的关系图线。若将这两个电阻分别接到该电源上,则()A.R1接在电源上时,电源的效率高B.R2接在电源上时,电源的效率高C.R1接在电源上时,电源的输出功率大D.电源的输出功率一样大6、阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()A.25B.12C.357、将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率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.电源内阻等于5ΩC.电源电动势为45VD.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%8、如图所示,电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,定值电阻R=R1=1Ω,滑动变阻器的最大阻值R2=3Ω。若闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动,已知两电表均为理想电表,则下列说法正确的是（）A.电压表示数增大,电流表示数增大B.定值电阻R上消耗的功率增大,最大值为2254C.电源输出功率先变小后变大,电源效率一定增大D.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小二、多项选择题9、如图所示,C1=6μF,C2=3μF,R1=3Ω,R2=6Ω,电源电动势E=18V,内阻不计。下列说法正确的是 ()A.开关S断开时,a、b两点电势相等B.开关S闭合、电路稳定后,流过a、b两点的电流是2AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大10、两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定值电阻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。则图像中两直线的交点表示的物理意义是()甲乙A.滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端B.电源的输出功率最大C.定值电阻R0上消耗的功率为1.0WD.电源的效率达到最大值11、如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5.2A,3.5V)、Q(6A,5V)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是 ()A.电源1与电源2的内阻之比是3∶2B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶1012、如图所示电路中，电源电动势E＝9V、内阻r＝3Ω，R＝15Ω，下列说法正确的是()A．当S断开时，UAC＝9VB．当S闭合时，UAC＝9VC．当S闭合时，UAB＝7.5V，UBC＝0D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝013、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,下列说法中错误的是（）A.电压表示数变小B.电流表示数变小C.电容器C所带电荷量增多D.a点的电势降低三、非选择题14、如图所示的电路中,R1=9Ω,R2=30Ω,S闭合时,理想电压表V的示数为11.4V,理想电流表A的示数为0.2A,S断开时,理想电流表A的示数为0.3A,求:(1)电阻R3的值;(2)电源电动势E和内阻r的值。15、在如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关K接b时，电压表示数为4.5V，试求：(1)开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；(2)开关K接b时，电源的电动势和内电阻；(3)开关K接c时，通过R2的电流.16、如图,电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时,电源输出功率为P0;当S1闭合、S2断开时,电源输出功率也为P0。求:(1)电源电动势。(2)当S1、S2都断开时,电源的总功率。17、某品牌小汽车电动机和车灯的实际电路可以简化为如图所示的电路，电源电动势E＝12.5V，内阻r＝0.05Ω，电动机的线圈电阻r′＝0.02Ω，只闭合S1时，电流表示数I1＝10A，再闭合S2，电动机正常工作，电流表示数I2＝58A(电流表内阻不计)，不考虑灯丝电阻的变化。求：(1)在只闭合S1时，车灯两端电压UL和车灯的功率PL；(2)再闭合S2后，车灯两端的电压U′L和电动机输出功率P出。答案与解析1、D解析：电压与电动势是两个不同的概念,电动势公式E=中的W是非静电力做的功,电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领强弱的物理量;而电压公式U=中的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A、B、C错误,D正确。2、A解析：根据U＝E－Ir，当外电阻增大时，I减小，U增大，A正确，B错误。根据I＝eq\f(E,R＋r)，C错误。再根据U＝E－Ir，ΔU＝ΔIr，故D错误。3、C解析：由图像不难看出,在C点,电源的总功率等于电源内部的热功率,所以电源的电动势为E=3V,短路电流为I=3A,所以电源的内阻为r==1Ω。图像上AB段所表示的功率为PAB=P总-I2r=(1×3-12×1)W=2W。故正确选项为C。4、B解析：外电路断开时的路端电压等于电动势，即E＝3V，接上8Ω的负载电阻后，路端电压U＝E－eq\f(U,R)r＝2.4V，可得r＝2Ω，B正确。5、A解析：电源的效率η=P出P总=UIEI=UE=RR+r,由于R1>R2,故R1接在电源上时,电源的效率高,A正确,B错误;由图线的交点可得出,R1接在电源上时,U1=34U0、I1=14I0,电源的输出功率P1=U1I1=316U0I0;R2接在电源上时,U2=12U0、I2=12I0,电源的输出功率P2=U2I2=6、C解析：当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U=15E,所带的电荷量Q1=CU=15CE;当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U'=13E,所带的电荷量Q2=13CE。所以Q7、B解析：将一电源与一电阻箱连接成闭合电路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P随电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为45W,所以电源最大输出功率为45W,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,所以电源内阻等于5Ω,B正确;电阻箱所消耗功率P的最大值为45W,此时电阻箱读数为R=5Ω,电流I=PR=3A,电源电动势E=I(R+r)=30V,C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50%,D8、D解析：若闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻增大,干路电流减小,内电压减小,路端电压增大,电压表测路端电压,电压表示数增大,因总电流减小,且通过R的电流增大,所以电流表示数减小,A错误;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,路端电压最大,定值电阻R上消耗的功率最大,此时外电阻R外=R(R1+R2)R+R1+R2=0.8Ω,路端电压U=ER外r+R外=83V,所以定值电阻R消耗的功率PR=U2R=649W,B错误;电源的内阻和外电路电阻相等时,外电路消耗的功率最大,当滑片P从右向左滑动时,外电路电阻的变化范围是0.5~0.8Ω,所以电源的输出功率一直变大,效率一定增大,C错误;设R2中的电流为I1,R中的电流为I2,则I1(R1+R2)=I2R,E=(I1+I2)r+I1(R1+R2),P2=I12R2,联立得P2=ERr+R·1rRr+R+R19、BC解析：S断开时外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过,电阻两端电势相等,由图知a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,电容器两端电压都等于电源电动势,而C1>C2,由Q=CU知此时Q1>Q2,当S闭合后,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I=ER1+R2=2A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6V、U2=IR2=12V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1'=C1U1=3.6×10-5C、Q2'=C2U2=3.6×10-5C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故A错误,B10、B解析：由图乙可得,电源的电动势E=1.5V,r=1Ω,由交点位置坐标可求出:R+R0=U1I=2Ω,R0=U2I=2Ω,R=0,滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端,A项错误;当电路中外电阻等于电源的内电阻时,电源输出功率最大,但本题R0>r,改变滑动变阻器连入电路中的阻值无法达到电路中内、外电阻相等,此时当外电阻越接近内电阻时,电源输出功率越大,B项正确;R0消耗的功率P=IU2=0.5W,C项错误;电源的效率η=IE-I2r11、AB解析：根据题图可知,E1=E2=10V,r1=54Ω,r2=56Ω,所以r1∶r,E1∶E2=1∶1,选项A、B正确;曲线Ⅲ与其他两条直线交点的坐标分别表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电流和工作电压,根据已知可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P1=18.2W和P2=30W,小灯泡的电阻分别为R1=3552Ω,R2=56Ω,所以选项C、12、AC解析：当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝eq\f(E,R＋r)R＝7.5V，UBC＝I×0＝0，B错误，C正确。13、ABC解析：在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I增大,电阻R1两端电压增大,则电压表示数变大,A错误;电阻R2两端的电压U2=E-I(R1+r),I增大,则U2变小,电容器两极板间电压变小,其所带电荷量减小,C错误;根据外电路中顺着电流方向,电势降低,可知a点的电势大于零,a点的电势等于R2两端的电压,U2变小,则a点的电势降低,通过R2的电流I2减小,D正确;电流表下端接地,电势为零,通过电流表的电流IA=I-I2,I增大,I2减小,则IA增大,即电流表示数变大,B错误。14、解析：(1)S闭合时,R2两端电压:U2=I2R2=6V;所以,R1两端电压为:U1=U-U2=5.4V;流过R1的电流:I1==0.6A流过电阻R3的电流I3=I1-I2=0.6A-0.2A=0.4A所以电阻R3的阻值R3==Ω=15Ω(2)由闭合电路欧姆定律,当S闭合时E=U+I1r当S断开时E=I(R1+R2+r)代入数据,联立解得E=12V,r=1Ω。答案:(1)15Ω(2)12V1Ω15、解析：(1)开关K接a时，R1被短路，由P2＝I2R2得：通过电源的电流为：I＝1A电源两端的电压等于R2两端的电压为：U＝IR2＝1×4V＝4V；(2)由闭合电路欧姆定律得：当开关K接a时，有：E＝U＋Ir，代入得：E＝4＋r当开关K接b时，电压表示数为4.5V，有：E＝U′＋eq\f(U′,R1＋R2)r联立解得：E＝6V，r＝2Ω(3)当开关K接c时，通过R2的电流为：I′＝eq\f(1,2)·eq\f(E,R1＋\f(1,2)R2＋r)＝0.5A.答案：(1)1A4V(2)6V2Ω(3)0.5A16、如图,电路中三个电阻R1、R2和R3的阻值分别为R、2R和4R。当电键S1断开、S2闭合时,电源输出功率为P0;当S1闭合、S2断开时,电源输出功率也为P0。求:(1)电源电动势。(2)当S1、S2都断开时,电源的总功率。解析：(1)当电键S1断开、S2闭合时,电路中电流I1=,P0=R=。当S1闭合、S2断开时,电路中电流I2=,P0=·4R=。联立解得:r=2R,E=