电动势闭合电路欧姆定律试卷

1、学而不思则惘，思而不学则殆考点29电动势闭合电路欧姆定律考点名片考点细研究：（1）闭合电路欧姆定律、电动势与内阻；（2）电路的动 态变化分析；（3）电路的故障分析等。其中考查到的如：20XX年全国 卷II第17题、20XX年北京高考第19题、20XX年江苏高考第8 题、20XX年山东高考第 22题、20XX年北京高考第24题、20XX年 天津高考第2题、20XX年安徽高考第19题、20XX年江苏高考第4 题等。备考正能量：本考点选择题中的热点题型如：正确运用伏安特性 曲线，含容电路分析、电源的功率、效率、电路的动态变化分析；实 验题中运用闭合电路欧姆定律求解电源电动势和内阻；在解答题中多 以电

2、磁感应相结合。试题灵活性较大，与数学结合比较紧密。预计今 后高考考查以上规律的几率比较大，应引起足够重视。第口步狂刷小题练基础一、基础与经典1.将一电动势为E,内阻为r的电池，与外电路连接，构成一个 闭合电路，用R表示外电路电阻，I表示电路的总电流，下列说法正 确的是（）A.由U外=IR可知，外电压随I的增大而增大B.由U内=Ir可知，电源两端的电压随I的增大而增大C,由U外=£Ir可知，电源输出电压随输出电流I的增大而减 小D.由P = IU外可知，电源的输出功率 P随输出电流I的增大而 增大答案 C解析 因R的变化，才使I发生了改变，故不能用U外=IR来分析U外随I的变化情况。由

3、闭合电路欧姆定律知，U外 = EIr, E、r为定值，故U外随I的增大而减小，A、B错，C对；对于P=IU外,I增大，R减小，若R<r,由输出功率P随外电阻变化曲线如图可知,R减小，P减小，故D错2 .如图所示，直线 A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是A. 4 W,8 WC. 2 W,3 W答案 DB. 2 W,4 WD. 4 W,6 W解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时，两图象的交点即为小灯泡实际工作的电压值和电流值，电源的输出功率是UI=2X 2 W = 4W,电源的总功率是 EI =3X2 W=

4、6 Wo选项D正确3 .电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。 如图所示，某电 子式电压互感器探头的原理为电阻分压， ac间的电阻是cd间电阻的 （n 1）倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为 U ,则输入端的电 压为（）ab?输入端 ?输出端bocdUA. nUB.-UC（n-1）uD.nUi答案 AU解析 Rac与Rcd串联，电流1=口 ,对输出端电压Ucd=U=IRcd= 5bRcd = ?b即输入端电压为Uab= nU ,故A项正确 Rac+ Rcd n4 .如图所示的电路中，闭合电键 S,夕T Li、L2正常发光。由于 电路突然出现故障，发现灯Li变亮，灯L2变暗，电流表的读数变

5、小, 根据分析，发生的故障可能是（）A. Ri断路 B. R2断路 C. R3短路D. R4短路答案 A解析 分析电路的连接方式可知，&与Li并联；R2与R3先并联 再与电流表、R4串联，然后与L2并联。发现灯Li变亮，灯L2变暗， 说明Li两端的电压变大，L2两端的电压变小，若 Ri断路时，外电路 总电阻变大，总电流减小，L2所在部分电阻不变，故 L2变暗，电流 表读数变小，Li电压增大，故Li变亮，A正确；如果R2断路，则灯 L2变亮，灯Li变暗，与现象不符，B错误；若R3短路或R4短路，外 电路总电阻减小，总电流增大， Li电压增大，L2部分电压减小，L2 电流减小，而电流表示数

6、变大，与电流表示数变小不符， C、D错误。5 .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，四个理想电表的示数都发生变化， 电表的示数分别用I、 Ui、U2和 5表示，电表示数变化量的大小分别用 内、AUV AU2和 加3 表示。下列判断正确的是（）叼 T 户卜® 4 1A. |幼|<|吗|, |幼卜| 4|B. ?不变，|岩1变小U2 - Iau2L .c.；变大，I寸变大U3. 皿* 一D.I变大，1囚变大答案 A解析 本题考查恒定电流的知识，意在考查电路的动态分析。滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，R2接入电路中的电阻增大，因而电流减小，由E

7、= Ur+Ui + U2可知，Ur和Ui均减小，U2增大，因而|助|<| U2|,由U3=Ul+U2可知U3增大，Ui减小，因而|川2卜|必3|,一 .U1 一. I AUil一 U2选项A正确；=&为定值，丁卜Ri为定值，选项B错误；U2= R2,则变大，据U2 = E-I(r+ Ri), 昔| = r+ Ri为定值，选项C错误； 阳= Ri+R2,则增大，据U3 = E Ir, |号| = r为定值，选项D错误6 .如图甲所示，R为电阻箱，A为理想电流表，电源的电动势为 E,内阻为r。图乙为电源的输出功率 P与电流表示数I的关系图象, 其中功率Po分别对应电流Ii、I2,外电

8、路电阻Ri、R20下列关系式中 正确的是( )3|CI £ r S甲A. Ii + I2>号Ri rC.r>R2答案 B解析由闭合电路欧姆定律得乙B. Ii + I2 = Ri rD -1VD. r <R2U = E Ir,输出功率为P=UI =I2=R2E，EII2r,故有 Eli l2r=El2 l2r,整理得 Ii + I2=，故 A 错误，B正确；根据电功率表达式得，Po= I2Ri= i2r2,且Ii =-一, Ri + r 代入整理得RiR2=r2,故C、D错误。7 .（多选）如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电 流的关系图线，设两个电源的

9、内阻分别为 ra和rb,若将一定值电阻 Ro分别接到a、b两电源上，通过Ro的电流分别为Ia和Ib,则（）A. %>%B. Ia>IbC. Ro接到a电源上，电源的输出功率较大，但电源的效率较低D. Ro接到b电源上，电源的输出功率较小，电源的效率较低答案 ABC解析 在电源路端电压与电流的关系图象中斜率表示电源内阻，%>凡A正确。如图所示，在图象中作出定值电阻Ro的伏安特性曲线, 与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点，Ia>Ib, B正确。由P= UIRUI可知Ro接到a电源上，电源的输出功率较大，由刀=三=E I R+ rR . 一-R-可知，Ro接到a电源上，电

10、源的效率较低，C正确，D错误。R+ r8 .（多选）如图所示，已知电源的内电阻为 r,固定电阻Ro = r,可 变电阻R的总阻值为2r,若滑动变阻器的滑片P由A端向B端滑动， 则下列说法中正确的是（）3户 1B R AA.电源的输出功率由小变大B.固定电阻Ro上消耗的电功率由小变大C.电源内部的电压即内电压由小变大D.可变电阻R上消耗的电功率变小答案 AB解析 由题意知，由闭合电路欧姆定律推出电源的输出功率随外电阻变化的规律表达式为E2（R外r ）2+ 4r R外,根据上式作出P出-R外图象如图所示。当滑片P由A端向B端滑动时，外电路电阻的变化范围是02r,由图可知，当外电路电阻由0增加到2r

11、时，电源的输出 33功率一直变大，选项A正确。Ro是纯电阻，所以其消耗的电功率 PRoU2=U，因全电路的总电压即电源电动势 E一定，当滑动变阻器的滑片RoP由A端向B端滑动时，外电阻增大，总电流减小，内电压减小，外电压升高，Ro上消耗的电功率也一直增大，选项 B正确，C错误。讨论可变电阻R上消耗的电功率的变化情况时，可以把定值电阻 R0当做电源内电阻的一部分，即电源的等效内电阻为rR0 r 、十=2,这r+ Ro 2时可变电阻R上消耗的电功率相当于外电路消耗的功率， 即等效电源的输出功率。根据P出-R外图象可以看出，随着滑片P由A端向B端 一. 一 r 、,、.一的滑动，在R的阻值增大到2之

12、前，可变电阻R上消耗的电功率是一 r.、. 一直增大的；当R=r时，可变电阻R上消耗的电功率达到最大值，滑 片P再继续向B端滑动，则可变电阻R上消耗的电功率就会逐渐减小, 故选项D错误9 .（多选）如图所示的电路中，已知电源电动势为 E,内电阻为r, 滑动变阻器R的阻值可以从零连续增大到 Rmax,定值电阻Ri的阻值 范围为r<Ri<Rmax,则下列结论正确的是（）瓦 r'I1。凡A.当R=Ri r时，Ri消耗的功率最大B. R消耗的最大功率可能为E24 r+RiC.当R=0时，Ri消耗的功率最大D.外电路消耗的最大功率为E2Rir+Ri 2答案 BCD解析 因为r<

13、Ri<Rmax,计算R的最大功率时，可把 Ri+r等效为电源的内阻，此时可能出现 Rmax大于、等于或小于 & +，因此当E2R=Ri+r时R的最大功率可能为，故B选项正确；计算 Ri4 r+ Ri_E2r+Ri 2的最大功率，只需要回路中电流最大，此时 R=0, Ri消耗的功率为故A选项错误、C选项正确；计算外电路消耗的最大功率 时，Ri+R越接近r的值对应外电路的功率越大，当R=0时，外电路 的最大功率就等于Ri的最大功率，故选项 D正确i0.（多选）如图甲所示，其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为 7.0 V（内阻不计），且 Ri =

14、i000 Q不随温度变化）。若改变R2,使AB与BC间的电压相等， 这时（）甲乙A. R的阻值为i000 QB. R的阻值为i333 QC.通过R的电流为i.5 mAD.通过R的电流为2.0 mA 答案 BC解析 要使AB与BC间的电压相等，即有 E=Uab+Ubc, Uab = Ubc,解得 Ubc=3.5V。而 Ubc = U + IRi,得 U = UbcIRi,将 Ubc = 3.5 V, Ri = 1000 耻入得U = 3.5 1000I,在题给图象中作出函数 关系U = 3.5-10001的图象，两图象的交点对应的横纵坐标1 = 1.5mA, U = 2 V即为公共解，由IR =

15、 U解得R=U'=1333 Q二、真题与模拟11. 2016全国卷H 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（）1 2 CB2一5 案A 答2一3D3一5 解析 电路中四个电阻阻值相等，开关 S断开时，外电路的连接等效为图1,由于不计电池的内阻，设每个定值电阻的阻值为R,根据串并联电路的特点可知，电容器两端的电压为2r1 3R 1U"2XIr；r 53E;当开关S闭合后，外电路的连接等效为图2,则电容器两端的电压12rU2

16、= 12R+R1（一， Qi Ui 3e=3e，由、=馍可知，&=&=5, C项正确0- 1 图212. 2016江苏高考（多选）如图所示的电路中，电源电动势为 12V,内阻为2。四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关 S,下列说 法正确的有（）5 (I 15 fl15 1112 ¥2 口 sI A.路端电压为10 VB.电源的总功率为10 WC. a、b间电压的大小为5 VD. a、b间用导线连接后，电路的总电流为 1 A答案 AC,路端电压UoE2P= 12R+ r解析 开关S闭合后，外电路的总电阻为 R=10 Q,E_一=R=R+r1212X10 V = 10 V

17、, A项正确；电源的总功率W, B项错误；由于两条支路的电流均为I =10 A = 0.5 A,因此a、b两点间的电压为Uba=0.5X(155) V = 5 V, C项正确；a、b两点用 5X15导线连接后，外电阻 R =2X-_ Q = 7.5 Q,因此电路中的总电- E 12一一流 I=R + =91 A = 1.26 A, D 项错误。13. 2014天津高考如图所示，电路中Ri、R2均为可变电阻，电 源内阻不能忽略，平行板电容器 C的极板水平放置。闭合电键 S,电 路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列 某一个条件，油滴仍能静止不动的是()X1 / 1一 rA.

18、增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开电键S答案 B解析 由闭合电路欧姆定律可知：增大 &阻值会使总电阻增大， 总电流减小内电压减小，R1两端电压增大，则电容器两板间电压增大， 板间电场强度增大，油滴受电场力增大，油滴向上运动，选项A错误； 电路稳定时R2中无电流，R2阻值变化对电路无任何影响，则选项 B 正确；只增大板间距离d,会使板间电场强度减小，油滴将向下运动， 选项C错误；断开开关S,电容器放电，油滴将向下运动，选项 D错误。14. 2016安徽模拟用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中Rx是待测电阻，&是定值电阻,G是灵敏度很高的电流表，MN是段均

19、匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头 p的位置，当通过电流表g的电流为零时，测得 MP = h PN = h,则Rx的阻值为（l1A.1R0l2答案I2 R0 C.1 R0 D 2li而R0l1 十 l2解析设MN两端电压为U,电阻丝单位长度的电阻为 R,当通过电流表©的电流为零时，等效电路图如图所示。R0 _ Rmp _ i1R Rx=RpN=l2R12.,所以Rx=；R。，C项正确。l115. 2016河北衡水模拟已知电源内阻r = 2 Q灯泡电阻Rl =2 Q R2 =2 Q滑动变阻器 &的最大阻值为3 Q,如图所示，将滑片P置于最左端，闭合开关Si、S2,电源的输出功率为

20、P。，则()A.滑片P向右滑动，电源输出功率一直减小B.滑片P向右滑动，电源输出功率一直增大C,断开S2,电源输出功率达到最大值D.滑片P置于最右端时，电源输出功率仍为 Po答案 D解析 闭合开关6、5,外电路总电阻R=Ri +口并=&+1 Q 当R=r=2。时，电源输出功率最大，根据电源输出功率与外电路电 阻的关系图象可知，滑片从最左端向右滑动，外电路总电阻从4 Q减小到1 Q,电源输出功率先增大再减小，A、B错误。若滑片在最左端， 断开S2,外电路总电阻R=Ri + R2=5 M r,电源的输出功率不是最 大，C错误。当滑片在最左端时，R= Ri+R并=4 0,电流1= 一 =R+

21、 r6(A),电源的输出功率为P。，则P0=I2R=E9-(W);当滑片在最右端时，R =口并=1 Q,电流I' =E=E（A）,电源的输出功率P =R' + r 3I 2R =ET（W） =Po, D 正确。 916.2017陕西五校联考（多选）某同学将一直流电源的总功率 Pe、 输出功率Pr和电源内部的发热功率 Pr随电流I变化的图线画在了同 一坐标系中，如图中的a、b、c所示，以下判断正确的是（）A.直线a表示电源的总功率Pe-I图线B.曲线c表示电源的输出功率Pr-I图线C.电源的电动势E = 3 V,内电阻r=1 QD.电源的最大输出功率Pm = 2 W答案 AD解析

22、 电源的总功率Pe=EI,其图象对应a,故A正确；电源的 输出功率PR=EI-I2r,对应图象b, B错误；电源内部发热消耗的功率Pr=I2r,对应图象c,由图中数据得，E2 = 8,22r= 8,则E = 4 V,r = 2 Q, C错误；电源的最大输出功率 Pm = E=2 W, D正确。17. 2016东北三校二模（多选）如图所示，孰=6 wFC2 = 3 口 Ri = 3 Q R2=6 Q,电源电动势E = 18 V,内阻不计。下列说法正确 的是（）HIraG 4卜凡A.开关S断开时，a、b两点电势相等B.开关S闭合后，a、b两点间的电流是2 AC.开关S断开时Ci带的电荷量比开关S闭

23、合后Ci带的电荷量 大D.不论开关S断开还是闭合，Ci带的电荷量总比G带的电荷量 大答案 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，A错误。S断开时两电容器两端电压都等于电 源电动势，而Ci>C2, 由Q=CU知此时Qi>Q2,当S闭合时，稳定状 态下Ci与Ri并联，C2与R2并联，电路中电流I= E =2 A,此时R1 + R2两电阻两端电压分别为 Ui=IRi =6 V、U2 =旧2 =i2 V,则此时两 电容器所带电荷量分别为 Qi =CiUi = 3.6Xi0-5 C、Q

24、2 =C2U2= 3.6Xi0 5 C,对电容器Ci来说，S闭合后其两端电压减小，所带电荷 量也减小，故B、C正确，D错误。18. 20i6上海模拟如图，电路中三个电阻Ri、R2和R3的阻值 分别为R、2R和4R。当电键Si断开、S2闭合时，电源输出功率为 P。；当Si闭合、S2断开时，电源输出功率也为 PqO则电源电动势及Si、S2都断开时电源的总功率分别为（）A. 3VP0R, P0B. 2jPoR, PoC. 3/0R, PoD.VP0R, Po答案 C解析 当电键Si断开、S2闭合时，电路中电流Il = -E, Po=l1R+ r_ E2R=2R+r2R。当Si闭合、S2断开时，电路中

25、电流I2=,Po = 12 x 4R4R+rE2iA =一E2X4R。联立解得:4R+ r 2r = 2R, E = 3/0R。当 Si、S2 都断开时,电源的总功率为P=E2Ri + R2+ R3+ rPo, C项正确。19. 20i7湖南十三校二联（多选）如图所示，电流表 Ai（o3 A） 和A2（oo.6 A）是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表 并联后接入电路中。闭合开关 S,调节滑动变阻器，下列说法中正确 的是（）A. Ar A2的读数之比为i ： iB. Ai、A2的读数之比为5 ： 1C. Ai、A2的指针偏转角度之比为1 ： 1D. Ai、A2的指针偏转角度之比为1

26、: 5答案 BC解析 图中A1、A2并联，两端电压相等，又因 A1、A2是由两个相同的电流计改装而成，所以 A1、A2的指针偏转角度相同，即偏转角度之比为1：1,再结合其量程可知A1、A2的读数之比为5：1, B、C正确20. 2016湖北八校联考（多选）在如图甲所示的电路中，电源电 动势为3.0 V,内阻不计，LL2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻，阻值为7.5 Q当开关S闭合后（）甲1A. L1的电阻为12 QC. L2的电阻为7.5 Q答案 CDB. L1消耗的电功率为7.5 WD. L2消耗的电功率为0.3 W0 L0 2.0 3.0 U/V解析 S

27、闭合后，Li两端的电压为3.0 V,由题图乙可知，Ii = 0.25A,故Pi = 0.75 W, Ri = 12 Q A、B错误。L2与R及电源串联，把R和电源等效成电动势为3 V,内阻为7.5 硒新电源，在题图乙中作 出新电源的I-U图线，如图，两图线的交点表示出了此时 L2两端的电 U2压与通过的电流的大小，由图知U2=1.5 V, 12=0.2 A,所以R2=T2=I 21.5一，0 Q = 7.5 R P2=U2I2= 1.5X0.2 W = 0.3 W, C、D 正确。.第以步精做大题练能力一、基础与经典21.如图甲所示的电路中，&、R2均为定值电阻，且R1 = 100 Q

28、R2阻值未知，R3为一滑动变阻器，当其滑片 P从左端滑至右端时, 测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的关系图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:IP 1_甲(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器的最大阻值。答案(1)20 V 20 Q (2)5 Q (3)300 Q解析(1)将题图乙中AB线延长，交U轴于20 V处，交I轴于1.0 A处，所以电源的电动势为 E = 20 V,内阻r = E = 20 Q(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的 B点，即5=一 _ U24 V、12=0.8 A,彳导 R2 = ,= 5

29、 Q1 2(3)当P滑到R3的左端时，由图乙知此时U外=16 V, I总= 0.2 A,所以R外=80 Q因为口外=-艮3-+口2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3= 300R1+R3Qo二、真题与模拟22. 2015北京高考真空中放置的平行金属板可以用作光电转 换装置，如图所示。光照前两板都不带电。以光照射 A板，则板中的 电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于 A板向 B板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a和b为接线柱。4i14沅已知单位时间内从 A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动 能为Ekm。元电荷为e。(1)求A板和B板之间的最大电势差 Um,以及将a、b短接时回 路中的电流I短；(2)图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r;(3)在a和b之间连接一个外电阻时，该电阻两端的电压为 U。外 电阻上消耗的电功率设为 P;单位时间内到达B板的电子，在从A板 运动到B板的过程中损失的动能之和设为 止内请推导证明：P=k。（注意：解题过程中需要用到、但题