高中物理人教必修三专题强化闭合电路欧姆定律的应用（练习题）（解析版）

1、淘宝：知行书屋知行合一 第十二章 电能 能量守恒定律 闭合电路欧姆定律的应用一、单选题：1.飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量若有一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是()A0.10 VB0.20 VC0.30 V D0.40 V解析：选D.电源没有接入外电路时，路端电压值等于电源电动势，所以电动势E800 mV.由闭合电路欧姆定律得短路电流I短eq f(E,r)，所以电源内阻req f(E,I短)eq f(800103,40103) 20 ，该电源与20 的电阻连成闭合电路时，电路中电

2、流Ieq f(E,Rr)eq f(800,2020) mA20 mA，所以路端电压UIR400 mV0.4 V，D正确2如图所示为小灯泡的UI图线，若将该小灯泡与一节电动势E1.5 V，内阻r0.75 的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据()A1.5 W1.0 W B0.75 W0.5 WC0.75 W0.75 W D1.5 W0.75 W解析：选D.在题图中画出电源的UI图象，与灯泡的UI图象的交点为I1.0 A，U0.75 V，则电源的总功率P总EI1.5 W，灯泡的功率P灯UI0.75 W，故D正确3.如图所示，电源电动势E12 V，内阻r3 ，

3、R01 ，直流电动机内阻R01 .当调节滑动变阻器R1时可使图甲中电路的输出功率最大；调节R2时可使图乙中电路的输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P02 W)，则R1和R2连入电路中的阻值分别为()A2 、2 B2 、1.5 C1.5 、1.5 D1.5 、2 解析：选B.因为题图甲电路是纯电阻电路，当外电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率最大，所以R1接入电路中的阻值为2 ；而题图乙电路是含电动机的电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率PIUI(EIr)，所以当Ieq f(E,2r)2 A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为2 W，发热功率为4 W，所以电动机的输

4、入功率为6 W，电动机两端的电压为3 V，电阻R2两端的电压为3 V，所以R2接入电路中的阻值为1.5 ，B正确4.在如图所示的电路中，R111 ，r1 ，R2R36 ，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q2，则() AQ1Q213 BQ1Q231CQ1Q215 DQ1Q251解析：选A.当开关S闭合时，电容器两端电压等于R2两端的电压，U2eq f(ER2,R1R2r)eq f(E,3)，Q1eq f(E,3)C；当开关S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，UE，Q2EC，所以Q1Q213，选项A正确5.如图所示的电路中，闭合开关

5、S，灯L1、L2正常发光.由于电路突然出现故障，发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是()A.R1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，R1与L1并联；R2与R3先并联再与电流表、R4串联，然后与L2并联.出现故障后，发现灯L1变亮，灯L2变暗，说明L1两端的电压变大，L2两端的电压变小，可能是R1断路，A正确；如果R2断路，则灯L2变亮，灯L1变暗，与现象不符，B错误；若R3短路或R4短路，与电流表示数变小不符，C、D错误.6.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

6、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，下列说法中正确的是()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Da点的电势降低解析：选D.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，则电压表示数变大电阻R2两端的电压U2EI(R1r)，I增大，则U2变小，电容器两板间电压变小，其带电荷量减小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，通过电流表的电流IAII

7、2，I增大，I2减小，则IA增大，即电流表示数变大，A、B、C错误，D正确7.两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UI直线则图象中两直线的交点表示的物理意义是()A滑动变阻器的滑动头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1.0 WD电源的效率达到最大值解析：选B.由图乙可得，电源的电动势E1.5 V，r1 ，交点位置：RR0eq f(U1,I)2 ，R0eq f(

8、U2,I)2 ，R0，滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端，A项错误；当电路中外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，但本题R0r，改变滑动变阻器时无法达到电路中内、外电阻相等，此时当外电阻越接近内电阻时，电源输出功率最大，B项正确；R0消耗的功率PIU20.5 W，C项错误；电源的效率eq f(IEI2r,IE)，电流越小效率越大，可见滑动变阻器的滑动头P滑到最右端时效率最大，D项错误多选题8.如图所示，直线、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，曲线是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线与直线、相交点的坐标分别为P(5.2，3.5)、Q(6，5)如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独

9、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32B电源1与电源2的电动势之比是11C在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是12D在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是710解析：选AB.根据题图可知，E1E210 V，r1eq f(5,4) ，r2eq f(5,6) ，所以r1r232，E1E211，选项A、B正确；曲线与其他两条直线的交点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，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P118.2 W和P230 W，小灯泡的电阻分别为R1eq f(35,52) ，R2eq f(5,6) ，所以选项C、D错误9.如图，电路中

10、定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器的滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为U1、U2、U3，理想电流表A示数变化量的绝对值为I，则()AA的示数增大BV2的示数增大CU3与I的比值大于r DU1大于U2解析变阻器滑片向下滑动，连入电路中的电阻R变减小，由Ieq f(E,RR变r)，A表示数增大，故A正确；V2表测量的是电源的输出电压，U2EIr减小，故B错误；由于R是定值电阻，则eq f(U1,I)R，如图甲所示，又由U2EIr，则eq f(U2,I)r，如图乙所示，所以，U1IR，U2Ir，又因Rr，得U1大于U2，故D正确；同理，U3EI(rR)，eq

11、 f(U3,I)rR，故C正确答案ACD10.如图所示，C16 F，C23 F，R13 ，R26 ，电源电动势E18 V，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闭合后，a、b两点间的电流是2 AC.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带的电荷量大答案BC解析S断开时外电路处于断路状态，两电阻中均无电流通过，电阻两端电势相等，由题图知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C1C2，由QCU知此时Q1Q2.当S闭合时，稳

12、定状态下C1与R1并联，C2与R2并联，电路中电流Ieq f(E,R1R2)2 A，此时两电阻两端电压分别为U1IR16 V、U2IR212 V，则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1C1U13.6105 C、Q2C2U23.6105 C，对电容器C1来说，S闭合后其两端电压减小，所带的电荷量也减小，故B、C正确，D错误.11.如图所示，电源电动势E9 V，内电阻r4.5 ，变阻器R1的最大电阻Rm5.0 ，R21.5 ，R3R41 000 ，平行板电容器C的两金属板水平放置在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，在平行板电容器中间引入一带电微粒恰能静止那么()A在题设条件下，

13、R1接入电路的阻值应为3 ，电源的输出功率应为4.5 WB引入的微粒带负电，当开关接向b(未接触b)的过程中，微粒将向下运动C在题设条件下，当R1的阻值增大时，R2两端的电压增大D在题设条件下，当开关接向b后，流过R3的电流流向为dc解析：选AD.选项A中在开关S与a接触且当电路稳定时，电源恰好有最大的输出功率，可知R1R2r，R21.5 ，则R13 .电源的输出功率Pmeq f(E2,4r)4.5 W，故选项A正确；选项B中在开关S与a接触且当电路稳定时，在平行板电容器正中央引入一带电微粒，恰能静止，微粒受重力和电场力作用而处于平衡状态而上极板带正电，可知微粒带负电当开关接向b(未接触b)的

14、过程中，电容器所带的电荷量未变，电场强度也不变，所以微粒不动，故选项B错误；选项C中电容器所在的支路相当于断路，在题设条件下，R1和R2及电源构成串联电路，R1的阻值增大时，总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减小，故选项C错误；选项D中在题设条件下，开关接a时，上极板带正电，当开关接向b后，下极板带正电，流过R3的电流流向为dc，故选项D正确12.如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施下，关于P的运动情况说法正确的是()A.保持S闭合，增大A、B板间距离，P仍静止B.保持S闭合，减小A、B板间距离，P向上运动C.断开S后，增大A、B

15、板间距离，P向下运动D.断开S后，减小A、B板间距离，P仍静止答案ABD解析保持S闭合，电源的路端电压不变，增大A、B板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电量不变，由推论Eeq f(4kQ,rS)得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故A正确；保持S闭合，电源的路端电压不变，电容器的电压不变，减小A、B板间距离，由Eeq f(U,d)可知，板间场强增大，电场力增大，微粒将向上运动，故B正确；断开S后，电容器的电量Q不变，由推论Eeq f(4kQ,rS)得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C错误，D正确.非选择题13.如图所示，电

16、源电动势E10 V，内阻r1 ，R13 ，R26 ，C30 F.(1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流(2)然后将开关S断开，求电容器两端的电压变化量和流过R1的总电荷量(3)如果把R2换成一个可变电阻，其阻值可以在010 范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R2消耗的最大电功率解析：(1)稳定时，电路中的电流：Ieq f(E,rR1R2)1 A.(2)S闭合，电路处于稳定状态时，电容器两端的电压：UIR216 V6 V断开后，电容器两端的电压为10 V所以U4 V流过R1的总电荷量为：QUC1.2104 C.(3)PR2eq blc(rc)(avs4alco1(f(E,rR1R2)eq s

17、up12(2)R2eq f(E2,f(R2（R1r）2,R2)4（R1r）)可见当R2R1r时，R2消耗的功率最大PmR2eq f(E2,4（R1r）)6.25 W.答案：(1)1 A(2)4 V1.2104 C(3)6.25 W14.如图所示，电源电动势为E6 V，内阻不计，电容C11 F，电容C22 F，电阻R14 ，电阻R22 .求：(1)当开关S断开时，A、B两点间的电压UAB；(2)开关S从断开到闭合待电路稳定后电容器C1的电荷量的变化量答案(1)6 V(2)2106 C解析(1)当开关S断开时，电路电流I0，B与电源负极等电势，A与电源正极等电势，则UABE6 V(2)当开关S断开时，电容器C1的电压UC11E当S闭合后稳定时UC12UR1UR1eq f(R1,R1R2)E电压减小UC1UC11UC12电容器C1的电荷量减少QC1UC1，解得：Q2106 C.15.如图所示为一个电灯两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线由图可知，两者不成线性关系，这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故参考这条曲线回答下列问题(不计电流表和电源的内阻)(1)若把三个这样的电灯串联后，接到电动势为12 V的电源上，求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻(2)如图所示，将两个这样的电灯并联后再与10 的定值电阻串