闭合电路的欧姆定律 过关检测习题培优专练 人教版新教材高中物理必修第三册（含答案解析）

PAGE2012.2闭合电路欧姆定律一、电动势1、[多选]如图所示为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是()A．该电池的容量为500mA·h，表示电池储存能量的多少，mA·h为能量单位B．该电池的电动势为3.6VC．该电池在工作1小时后达到的电流为500mAD．若电池以10mA的电流工作，可用50小时解析：选BD电池上的3.6V表示电池的电动势，500mA·h表示电池的容量，可以由电池容量计算电池在一定放电电流下使用的时间，由500mA·h＝t×10mA得，t＝50h。电池的容量表示电池工作时能移动的电荷量的多少，mA·h是电荷量单位，故A、C错误，B、D正确。2、[多选]干电池的电动势为1.5V，这表示()A．电路中每通过1C的电荷量，电源把1.5J的化学能转化为电能B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能C．干电池与外电路断开时两极间电势差为1.5VD．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强解析：选AC由电动势物理意义知，电源中每通过1C电荷量，电源把1.5J的化学能转化为电能，A正确，B错误；电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，一节干电池的电动势为1.5V，外电路断开时，路端电压即两极间的电势差是1.5V，C正确；电动势是表征电源将其他形式能转化为电能本领的物理量，故1.5V的干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池弱，D错误。3、单位电荷量的正电荷沿闭合电路移动一周，在内、外电路中释放的总能量决定于()A．电源的电动势B．通过电源的电流C．路端电压的大小D．内、外电阻之和解析：选A由E＝eq\f(W,q)得W＝Eq，故单位电荷量的正电荷移动一周，在电路中释放的总能量决定于电源的电动势E。4、关于电源的说法，正确的是()A．电源向外提供的电能越多，表明电动势越大B．电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时，非静电力做的功C．在电源内部，从正极到负极电势逐渐升高D．在电源外部，从正极到负极电势逐渐升高解析：选B电源是把其他形式的能转化为电能的装置．在电源内部，非静电力做功，使电源正极电势高于负极电势；在电源外部静电力做功，正极电势高于负极电势．电源提供的电能E电＝qE，既与电动势E有关，又与电荷量q有关，B选项正确．二、闭合电路欧姆定律1．将内阻为0.5Ω的电池组用电阻为0.75Ω的导线，与标有“6V7.2W”的小灯泡串联，就可以使这个小灯泡正常发光，由此可知，所用电池组的电动势是()A．6V B．7.5VC．9V D．10.5V解析：选B标有“6V7.2W”的小灯泡正常发光，故电路中电流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(7.2,6)A＝1.2A；根据闭合电路的欧姆定律，有E＝I(r＋R)＋U＝1.2×(0.5＋0.75)V＋6V＝7.5V。2、如图所示的电路中，电阻R＝2.0Ω，电源的电动势E＝6.0V，内阻r＝1.0Ω。闭合开关S后，电阻R两端的电压为()A．4.0V B．2.0VC．1.5V D．1.0V解析：选A根据闭合电路的欧姆定律有：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6.0,2.0＋1.0)A＝2A，电阻R两端的电压为：U＝IR＝2×2.0V＝4.0V，故A正确，B、C、D错误。3、某同学利用如图所示的电路来探究闭合电路中总电流与电源电动势的关系，其中定值电阻R1＝10Ω、R2＝8Ω，电源的内阻为r＝2Ω.当单刀双掷开关接1时电流表的示数为I1＝0.2A，当单刀双掷开关接2时，电流表的示数I2为()A．0.24A B．0.2AC．0.18A D．0.3A解析：选A当单刀双掷开关接1时，I1＝eq\f(E,R1＋r)，当单刀双掷开关接2时，I2＝eq\f(E,R2＋r)，由以上两式解得I2＝0.24A．4、某电路当外电路断开时，路端电压为3V，接上8Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4V，则可以判定该电路中电源的电动势E和内电阻r分别为()A．E＝2.4V，r＝1Ω B．E＝3V，r＝2ΩC．E＝2.4V，r＝2Ω D．E＝3V，r＝1Ω解析：选B当外电路断开时，电动势和路端电压相等，故E＝3V，根据I＝eq\f(U,R)，U＝E－Ir＝E－eq\f(U,R)r得r＝2Ω，故选B.三、路端电压与负载的关系 1、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解析：选A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。2、电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电，关于路端电压，下列说法正确的是()A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变B．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压也增大C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小D．若外电路断开，则路端电压为零解析：选C路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以选项A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，选项D错误。3、(多选)如图所示，是根据某次测定电池的电动势和内阻的实验记录的数据作出的U－I图象，下列关于这个图象的说法正确的是()A．纵轴截距表示待测电池的电动势，即E＝3.0VB．横轴截距表示短路电流，即I0＝0.6AC．根据r＝eq\f(E,I0)，计算出待测电池的内阻为5ΩD．根据r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))，计算出待测电池的内阻为1Ω解析：选AD由于纵坐标并非从零开始，故横轴截距不是短路电流，内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(3.0－2.4,0.6－0)Ω＝1Ω.4、如图所示为某电源的伏安特性曲线，则下列结论正确的是()A．电源的电动势为6.0VB．电源的内阻为12ΩC．电流为0.2A时的外电阻是18.0ΩD．电源的短路电流为0.5A解析：选A由题图可知，电源的电动势为6.0V，故A项正确；电源的内阻r＝eq\f(6－5.2,0.5)Ω＝1.6Ω，故B项错误；依据U＝6－1.6I，可知，电流为0.2A时，路端电压为5.68V，则由欧姆定律可知R＝eq\f(U,I)＝eq\f(5.68,0.2)Ω＝28.4Ω，故C项错误；图像与横坐标的交点为电压为5.2V时的电流，不是短路电流，故D项错误。5、两个电源a、b的路端电压和电流的变化关系曲线如图所示，由图可知()A．电源a的内阻较小，电动势较大B．电源a的内阻较大，电动势较大C．电源b的内阻较大，电动势较小D．电源b的内阻较大，电动势较大解析：选BU­I图线的纵截距表示电源电动势，所以Ea>Eb，图线斜率的绝对值等于电源的内阻，所以ra>rb，故B正确。6、(多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的U－I图象，则下列说法正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2C．电动势E1>E2，内阻r1>r2D．当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大解析：选AD由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，当I＝0时U＝E，即U－I图线和U轴的交点就是电源电动势，两电源的电动势相等，当U＝0时I＝eq\f(E,r)，由题图知，U－I图线和I轴的交点就是短路电流，则I1>I2，选项A正确．而r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))，即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知r1<r2，选项B、C错误．当工作电流变化量相同时，因为r1<r2，则电源2的路端电压变化较大，选项D正确．7、[多选]某电源的电动势E和内阻r均为定值，当外电路电阻R发生变化时，回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化，下列图像能正确表示其变化规律的是()解析：选AB根据闭合电路的欧姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)，可知R增大，I减小，两者是非线性关系，当R→∞时，I→0，故A正确。路端电压U＝IR＝eq\f(R,R＋r)E＝eq\f(1,1＋\f(r,R))E，E、r为定值，R增大，eq\f(r,R)减小，则得U增大，当R→∞时，U→E，故B正确，D错误。内电压U′＝Ir＝eq\f(r,R＋r)E，可知U′与R是非线性关系，U′­R图像应是曲线，故C错误。四、闭合电路的动态变化1、如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S1、S2为开关，电压表和电流表均为理想电表。初始时S1与S2均闭合，现将S2断开，则()A．电压表的示数变大，电流表的示数变大B．电压表的示数变大，电流表的示数变小C．电压表的示数变小，电流表的示数变小D．电压表的示数变小，电流表的示数变大解析：选AS2断开时，外电路总电阻变大，则由闭合电路的欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，电压表的读数变大；R1的电压和内电压减小，故R3两端的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，故A项正确，B、C、D项错误。2、如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，灯泡1.[多选]在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从图示位置向右滑动的过程中，关于各电表示数的变化，下列判断中正确的是()A．电压表V的示数变大B．电流表A2的示数变小C．电流表A1的示数变小D．电流表A的示数变大解析：选AB当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，则总电阻增大；由闭合电路的欧姆定律可知，电路中总电流减小，则由U＝E－Ir可知，路端电压增大，则可知电流表A的示数变小，电压表V的示数变大，故A正确，D错误；因路端电压增大，R1中电流增大，电流表A1的示数变大，故C错误；因总电流减小，而R1中电流增大，则R2中电流减小，电流表A2的示数变小，故B正确。3、如图所示电路中，电源的电动势为E，内阻为r，各电阻阻值如图所示，当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是()A．电压表的读数U先减小后增大B．电流表的读数I先增大后减小C．电压表读数U与电流表读数I的比值eq\f(U,I)不变D．电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值eq\f(ΔU,ΔI)不变解析：选D对电路图分析可知，当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，外电路总电阻先增大后减小，路端电压先增大后减小，总电流先减小后增大，A、B错误。电压表读数U与电流表读数I的比值eq\f(U,I)是反映外电路电阻的，当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中，外电路电阻先增大后减小，而电压表读数的变化量ΔU与电流表读数的变化量ΔI的比值eq\f(ΔU,ΔI)反映电源内阻，不发生变化，C错误，D正确。4、(多选)据统计，由于用电不慎导致的火灾占火灾总量的比重很大，利用电路安装防火报警装置，及时发现“火情”，提早报警，是防止火灾发生，保证家庭成员生命安全的重要措施．图甲是一火警报警电路的示意图．其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻随温度变化的情况如图乙所示．显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器，电源的电动势E和内阻r不变，且内阻值小于R1的阻值．当传感器R3所在处出现火情时，关于显示器的电流I、报警器两端的电压U、电源的输出功率P的变化情况，下列判断正确的是()A．I变大，P变大 B．I变小，U变小C．I变小，P变大 D．I变大，U变小解析：选BC出现火情时，由图乙可以看出半导体热敏材料的电阻随温度的升高而减小，R3的阻值变小，总电阻变小，所以总电流增大，内电压增大，外电压U减小；R1两端电压增大，R2、R3并联部分的电压减小，显示器的电流I变小；由于电源的内阻值小于外电路的阻值，所以输出功率P随外电阻的减小而增大，故选项B、C正确．5、在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是()A．I1增大，I2不变，U增大 B．I1减小，I2增大，U减小C．I1增大，I2减小，U增大 D．I1减小，I2不变，U减小解析：选B由图知电压表测量路端电压，电流表A1测量流过R1的电流，电流表A2测量流过R2的电流．R2的滑动触点向b端移动时，R2减小，整个电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，则路端电压减小，即电压表示数U减小，R3电压增大，R1、R2并联电压减小，通过R1的电流I1减小，而总电流I增大，则流过R2的电流I2增大．故A、C、D错误，B正确．6、(多选)图示电路中，电源内阻不能忽略，闭合开关S，理想电压表示数为U，理想电流表示数为I；在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中()A．U先变小后变大B．I先变小后变大C．U与I的比值始终保持不变D．电源消耗的功率先减小后增大解析：选AD滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中，电路总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流先变小后变大，路端电压先增大后减小．电流表示数I先变大后变小．根据并联电路的分流规律可知，通过R3的电流先变小后变大，则电压表的读数U先变小后变大，A选项正确，B选项错误；由于U先变小后变大，I先变大后变小，所以U与I比值先变小后变大，C选项错误；电源消耗的功率P＝EI总，E不变，I总先变小后变大，则电源消耗的功率P先减小后增大，D选项正确．五、电源功率问题1、[多选]如图所示，闭合开关S并调节滑动变阻器滑片P的位置，使A、B、C三灯亮度相同。若继续将P向下移动，则三灯亮度变化情况为()A．A灯变亮 B．B灯变亮C．B灯变暗 D．C灯变亮解析：选ACD将变阻器滑片P向下移动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据全电路欧姆定律可知，总电流IA增大，则A灯变亮。并联部分的电压U并＝E－IA(RA＋r)，E、RA、r不变，IA增大，U并减小，B灯变暗。通过C灯的电流IC＝I－IB，I增大，IB减小，则IC增大，C灯变亮，故A、C、D正确。2、[多选]如图所示，E为电源电动势，r为电源内阻，R1为定值电阻(R1>r)，R2为可变电阻，以下说法中正确的是()A．当R2＝R1＋r时，R2上获得最大功率B．当R1＝R2＋r时，R1上获得最大功率C．当R2＝0时，电源的效率最大D．当R2＝0时，电源的输出功率最大解析：选AD据题意，电源的输出功率为：P＝I2R＝eq\f(E2,R＋r2)R＝eq\f(E2,R－r2＋4Rr)R，当R＝r时，外电阻有最大功率，最大功率为：Pm＝eq\f(E2,4r)，即当R2＝R1＋r时，R1＋r可以看成电源的内阻，则R2上获得最大功率，A选项正确；要使定值电阻R1上获得最大功率，需要使R1上的电流最大，故只有R2为0才可以实现，故B错，D正确；R2越大，电源的效率越大，C错。3、.如图所示是一实验电路图。在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()A．路端电压变小B．电流表的示数变大C．电源内阻消耗的功率变小D．电路的总电阻变大解析：选A当滑片向b端滑动时，其接入电路中的电阻减小，使得外电路总电阻减小，故D错误。根据I＝eq\f(E,R＋r)，可知总电流在增加，根据闭合电路中的欧姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端电压U外在减小，故A正确。流过电流表的示数为I＝eq\f(U外,R3)，可知电流在减小，故B错误。根据P＝I2r，可知内阻消耗的功率在增大，故C错误。4、如图所示，电源电动势E＝12V，内阻r＝3Ω，R0＝1Ω，直流电动机内阻R0′＝1Ω，当调节滑动变阻器R1为某值时可使甲电路输出功率最大，调节R2为某值时可使乙电路输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0＝2W)，则R1和R2的值分别为()A．2Ω，2Ω B．2Ω，1.5ΩC．1.5Ω，1.5Ω D．1.5Ω，2Ω解析：选B因为题中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＝2Ω；而乙电路是含电动机电路，欧姆定律不适用，电路的输出功率P＝IU＝I(E－Ir)，当I＝eq\f(E,2r)＝2A时，输出功率P有最大值，此时电动机的输出功率为P0＝2W，发热功率为P热＝I2R0′＝4W，所以电动机的输入功率为P入＝P0＋P热＝6W，电动机两端的电压为UM＝eq\f(P入,I)＝3V，电阻R2两端的电压为UR2＝E－UM－Ir＝3V，所以R2＝eq\f(UR2,I)＝1.5Ω，选项B正确。5、在如图所示的电路中，电源电动势为12V，电源内阻为1.0Ω，电路中的电阻R0为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A。以下判断中正确的是()A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7VC．电动机产生的热功率为4WD．电源输出的电功率为24W解析：选B电动机两端的电压为U＝E－I(R0＋r)＝7V，电动机产生的热功率为P热＝I2rM＝2W，电动机的输出功率为P1＝UI－I2rM＝12W，电源输出的电功率为P2＝EI－I2r＝20W，故B正确。6、(多选)如图所示，U­I图线上，a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α＝β，则下列说法中正确的是()A．在b点时，电源的总功率最大B．在b点时，电源的输出功率最大C．从a到b时，β角增大，电源的总功率变小，输出功率减小D．从b到c时，β角增大，电源的效率变大，输出功率减小解析：选BD分析图象可知，在b点时，α＝β，定值电阻R和电源的内电阻r相等，此时电源的输出功率最大，而电源总功率P＝EI，将随I的增大而增大，A选项错误，B选项正确；从a到b时，β角增大，电源的输出功率逐渐变大，C选项错误；从b到c时，β角增大，电源的输出功率逐渐变小，外电阻逐渐增大，电源的效率η＝eq\f(U,E)×100%＝eq\f(R,R＋r)×100%，逐渐增大，D选项正确．7、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．1W B．6WC．2W D．2.5W解析：选C由题图知，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＝eq\f(E,I)＝1Ω.图象上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝(1×3－12×1)W＝2W.8、(多选)如图所示，图线甲、乙分别为电源的路端电压和电流的关系图线和某金属导体的伏安特性曲线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是()A．E＝50VB．r＝eq\f(25,3)ΩC．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20ΩD．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80W解析：选AC由图象的物理意义可知电源的电动势E＝50V，内阻r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(50－20,6－0)Ω＝5Ω，故A正确，B错误；该导体与该电源相连时，电阻的电压、电流分别为U＝40V，I＝2A，则R＝eq\f(U,I)＝20Ω，此时，电路消耗的总功率P总＝EI＝100W，故C正确，D错误．9、如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图像，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下列说法正确的是()A．阴影部分的面积表示电源输出功率B．阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C．当满足α＝β时，电源效率最高D．当满足α＝β时，电源效率小于50%解析：选A根据闭合电路的欧姆定律和U­I图像特点可知，阴影部分的面积表示负载电阻消耗的功率，即电源输出功率，A项正确，B项错误；当满足α＝β时，电源内阻等于负载电阻，电源的效率为50%，输出功率最大，C、D两项错误。10、如图所示，A为电源的U­I图线，B为电阻R的U­I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是()A．4W，eq\f(1,3) B．2W，eq\f(1,3)C．4W，eq\f(2,3) D．2W，eq\f(2,3)解析：选C从题图可知E＝3V，图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点，因此P出＝UI＝4W，P总＝EI＝6W。电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(2,3)。11、将一个电源与一电阻箱连接构成闭合回路，测得的电阻箱所消耗的功率P与电阻箱的读数R的关系如图所示，下列说法正确的是()A．电源最大输出功率可能大于45WB．电源的内阻为5ΩC．电源的电动势为45VD．电阻箱消耗的功率为最大值时，电源的效率大于50%解析：选B由图可知，电源的输出功率最大为45W，故A错误；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，由图可知，电源的内阻为5Ω，故B正确；由Pmax＝eq\f(E2,4r)可知，E＝30V，故C错误；根据效率公式可得η＝eq\f(R,R＋r)×100%，功率最大时内外电阻相等，所以效率为50%，故D错误．12、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的两端电压与电流的关系图线，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解析：选A电源的效率η＝eq\f(P出,P总)＝eq\f(UI,EI)＝eq\f(U,E)，效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，故A正确，B错误；由图线的交点读出，R1接在电源上时U＝eq\f(3,4)U0，I＝eq\f(1,4)I0，电源的输出功率P1＝UI＝eq\f(3,16)U0I0，R2接在电源上时U＝eq\f(1,2)U0，I＝eq\f(1,2)I0，电源的输出功率P2＝UI＝eq\f(1,4)U0I0，故C、D错误，故选A.12、硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的U­I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列相关叙述说法正确的是()A．此时硅光电池的内阻为12.5ΩB．此时硅光电池的输出功率为0.2WC．此时硅光电池的总功率为0.72WD．此时硅光电池的输出效率为40%解析：选C由闭合电路的欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a与纵轴的交点读出电动势为E＝3.6V。根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为U＝2V，回路中的电流为I＝0.2A，则电池的内阻为r＝eq\f(E－U,I)＝eq\f(3.6－2,0.2)Ω＝8Ω，A错误；电池的输出功率为P出＝UI＝0.4W，B错误；此时硅光电池的总功率为P总＝EI＝3.6×0.2W＝0.72W，C正确；此时硅光电池的输出效率为η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(0.4,0.72)×100%≈55.6%，D错误。六、含容电路1、(多选)在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是()A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变小C．电容器C上电荷最减少D．电流表读数变小，电压表读数变大解析：选BD将滑动变阻器的滑片P向左移动一段距离后，R的阻值变大，电路中电流变小，灯泡L变暗，A错误；路端电压变大，电阻R两端电压变大，电容器C两端电压变大，电容器C上电荷量增加，C错误，D正确；当外电路电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，则当P向左移动一段距离后，外电路电阻比r大得越多，电源的输出功率变小，B正确．2、(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．开关闭合后，灯泡L能正常发光．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是()A．灯泡L将变暗B．灯泡L将变亮C．电容器C的电荷量将减小D．电容器C的电荷量将增大解析：选AD由于R增大，电流I＝eq\f(E,R＋RL＋r)减小，灯泡L将变暗，故A正确，B错误；路端电压U＝E－Ir增大，则电容器电荷量Q＝CU增大，故C错误，D正确．3、(多选)如图所示的电路中，电键K1、K2、K3、K4均闭合，在平行板电容器C的极板间悬浮着一带电油滴P，下列判断正确的是()A．若断开K1，则P将继续悬浮不动B．若断开K2，则P将向下加速运动C．若断开K3，则P将向下加速运动D．若断开K4，则P将继续悬浮不动解析：选ACD断开K1，电容器两板间的电压不变，场强不变，油滴所受的电场力不变，油滴仍处于平衡状态，故P悬浮不动，故A正确；断开K2，电容器两板间的电压增大，稳定时，其电压等于电源的电动势，板间场强增大，油滴所受的电场力增大，油滴将向上运动，故B错误；断开K3，电容器通过电阻放电，板间场强逐渐减小，油滴所受的电场力减小，油滴将向下加速运动，故C正确；断开K4，电容器的电量不变，板间场强不变，油滴仍处于静止状态，故D正确，故选ACD.4、(多选)M、N是一对水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E，内阻为r的电源组成如图所示的电路，R是并联在电容器上的滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图所示，现保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，则()A．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从b向a的电流B．在滑片滑动时，灵敏电流计中有从a向b的电流C．带电油滴将向上运动D．带电油滴将向下运动解析：选BC电容器两极板间的电压U＝eq\f(R,R＋r)E，当将滑动变阻器的滑片向上滑动时，R增大，U增大，电容器的电荷量增加，处于充电状态，灵敏电流计中有电流，由于电容器上板带正电，则灵敏电流计中有从a向b的电流，故A错误，B正确；U增大，由E＝eq\f(U,d)分析得知，板间场强增大，则带电油滴将向上运动，故C正确，D错误．5、如图所示的电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝2Ω，电阻R2＝6Ω，电容为1μF的平行板电容器水平放置且下极板接地．当滑动变阻器R1的滑片处于b端时，有一带电油滴位于板间正中央P点且恰好处于静止状态．下列说法正确的是()A．此时P点电势为6VB．电容器上极板所带电荷量为6×10－6CC．若仅将电容器上极板缓慢上移少许，则P点电势不变D．若仅将滑片从b端向a端缓慢移动少许，则油滴将向下移动解析：选B由闭合电路的欧姆定律可知：路端电压U＝eq\f(R2,R2＋r)E＝6V，那么，电容器两极的电势差为6V，又有下端接地，故电势为零，那么，P点电势为eq\f(1,2)U＝3V，故A错误；电容器上极板所带电荷量Q＝CU＝1×10－6×6C＝6×10－6C，故B正确；移动电容器上极板，电容器两端电势差不变，又有两极板间距离增大，故电场强度减小，又有P点到下级板的距离不变，故电势差减小，那么，P点电势减小，故C错误；滑片从b端向a端移动，那么外电路电阻增大，所以，路端电压增大，故两极板电势差增大，极板间场强增大，那么，油滴受到的电场力增大；油滴受重力和电场力作用，故由开始时油滴静止可知：电场力方向向上，那么，移动滑片后油滴合外力向上，故油滴向上运动，故D错误．6、[多选]如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器，闭合开关稳定后，有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动，若滑动变阻器的滑片向下滑动，则()A．L变亮 B．L变暗C．油滴向上运动 D．油滴向下运动解析：选BD滑动变阻器的滑片向下滑动，使得电路的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流I增大，L两端的电压U＝E－Ir减小，L变暗，B正确。电容器两端的电压与L两端电压相等，则油滴受到向上的静电力减小，油滴向下运动，D正确。7、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.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)解析：选C断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示．根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝eq\f(1,5)E，U2＝eq\f(1,3)E，C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，选项C正确．七、判断故障1．如图所示，灯泡L1、L2原来都正常发光，在两灯突然熄灭后，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)()A．a、c间断路 B．c、d间断路C．b、d间断路 D．b、d间短路解析：选B因电路中L1、L2、R及电源串联，电路中只有一处故障且两灯不亮，电路中必是断路，故D错误；电路中无电流，但c、d间电压升高，是因为c、d间断路，c、d两点分别与电源正、负极等电势．故正确答案为B.2．如图所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动．关于电路故障分析正确的是()A．灯泡L1短路 B．灯泡L1断路C．灯泡L2短路 D．灯泡L2断路解析：选D如果灯泡L1短路，电路电阻较小，电流表指针偏转角度应较大，此选项不符合题意；如果灯泡L1断路，整个电路断路，电压表、电流表指针都不会偏转，此选项不符合题意；如果灯泡L2短路，电路电阻较小，电流表指针偏转角度应较大，电压表相当于与导线并联无示数，此选项不符合题意；如果灯泡L2断路，电压表测量电源电压，指针会明显偏转，电路电流特别小，指针几乎不动，此选项符合题意．3、某同学在研究电路动态问题时，设计如图所示电路，电源内阻不可忽略，两电表均为理想电表．开关S闭合后电路正常工作，在滑动变阻器R1的滑片P向右滑动的过程中电压表的示数突然减小了，可能是因为()A．滑动变阻器R1短路 B．电阻R3断路C．电流表断路 D．电阻R2断路解析：选A分析电路图可知，电压表测量路端电压，滑动变阻器R1的滑片P向右滑动的过程中，如果滑动变阻器短路了，则总电阻变小，路端电压变小，电压表示数变小，A选项符合题意；如果电阻R3断路，电压表测量没有接入电路的电源两端电压，示数变大，B选项不符合题意；如果电流表或电阻R2断路，总电阻变大，路端电压变大，电压表示数变大，C、D选项不符合题意．4、如图所示，用电压表检查电路的故障，测得Uad＝5.0，Ucd＝0V，Uab＝5.0V，则此故障可能是()A．L断路B．R断路C．R′断路D．S断路解析：选BUab＝5.0V、Uad＝5.0V说明b、c、d与电源之间和a与电源之间的元件和导线是完好的，又Ucd＝0，只能是R断路．八、变化量1、如图所示的电路中，电压表都看做理想电表，电源内阻为r，闭合电键S，当把滑动变阻器的滑片P向b端移动时()A．电压表V1的示数变大，电压表V2的示数变小B．电压表V1的示数变小，电压表V2的示数变大C．电压表V1的示数变化量小于V2示数变化量D．电压表V1的示数变化量大于V2示数变化量解析：选C图中电阻R2与R3并联后再与R1串联；在滑动头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻增加，电路的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律，电路的总电流I减小；路端电压U＝E－Ir，则U变大，电压表V1的示数变大；并联部分电压U并＝E－I(r＋R1)，I减小，U并变大，电压表V2的示数变大，故A、B错误；根据欧姆定律，有U＝IR1＋U并，由于U、U并变大，IR1变小，故路端电压变化小于并联部分电压变化，即电压表V1的示数变化量小于V2的示数变化量，故C正确，D错误．2、(多选)如图所示，电路中定值电阻阻值R0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ΔU1、ΔU2、ΔU3，理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI，则()A．电流表A的示数增大 B．U2的示数增大C．ΔU3与ΔI的比值大于r D．ΔU1大于ΔU2解析：选ACD等效电路如图甲所示，滑片向下滑动，滑动变阻器连入电路中的电阻R变减小，由I＝eq\f(E,R0＋R变＋r)可知A表示数增大，故选项A正确．V2表测量的是电源的输出电压，U2＝E－Ir减小，故选项B错误．由于R0是定值电阻，则eq\f(ΔU1,ΔI)＝R0，如图乙所示；又由U2＝E－Ir，则eq\f(ΔU2,ΔI)＝r，如图丙所示，所以ΔU1＝ΔI×R0，ΔU2＝ΔI×r，又因R0＞r，得ΔU1大于ΔU2，故选项D正确．同理，U3＝E－I(r＋R0)，eq\f(ΔU3,ΔI)＝r＋R0，故选项C正确．3、(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，电压表、电流表均为理想电表，R0为定值电阻，闭合电键S，调节电阻箱的阻值，使其接入电路的阻值增大ΔR，结果电容器的电量增加了ΔQ，电压表示数的增加了ΔU，电流表示数减小了ΔI，则下列关系正确的是()A．ΔU＝eq\f(ΔQ,C) B．ΔR＝eq\f(ΔU,ΔI)C．ΔI<eq\f(ΔU,R0) D．ΔQ＝ΔIC(R0＋r)解析：选ACD闭合开关S，增大可变电阻R的阻值后，电路中电流减小，由欧姆定律分析得知，电阻R0两端的电压减小，R两端的电压增大，而它们的总电压即路端电压增大，所以电阻R0两端的电压减小量小于ΔU，即ΔI<eq\f(ΔU,R0).电容器两极板间的电压等于R两端的电压，可知电容器板间电压增大，带电量增大，增大量为ΔQ＝CΔU，即ΔU＝eq\f(ΔQ,C)，故A、C正确；根据闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R0＋r)，由数学知识得知，eq\f(ΔU,ΔI)＝R0＋r≠ΔR，故B不正确；根据以上分析知ΔQ＝CΔU＝ΔIC(R0＋r)，故D正确．九、多用电表原理1．如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻Rg＝100Ω，调零电阻最大值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电源电动势E＝1.5V，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是()A．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩC．300kΩ～800kΩD．30kΩ～80kΩ解析：选B当红、黑表笔直接接触调零时，Ig＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋R0)，所以R＋Rg＋r＋R0＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,300×10－6)Ω＝5000Ω.当指针指中间(中值电阻)时，设被测电阻为Rx1，则eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋R0＋Rx1)，所以Rx1＝5000Ω.因使用欧姆表读数时指针指在刻度盘的中间附近读数最为准确，故能准确测量的阻值范围是3kΩ～8kΩ，选项B正确．2、一个用满偏电流为3mA的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测量500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如果用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA处，则被测电阻的阻值为()A．1000Ω B．5000ΩC．1500Ω D．2000Ω解析：选A设欧姆表的内阻为R内，由闭合电路欧姆定律知3×10－3A＝eq\f(E,R内)，1.5×10－3A＝eq\f(E,R内＋500Ω)，解得R内＝500Ω，E＝1.5V，由1×10－3A＝eq\f(E,R内＋Rx)，解得Rx＝1000Ω，选项A正确．3、如图所示是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的eq\f(4,5)处．现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的eq\f(1,5)处，则该电阻的阻值为()A．4R B．5RC．10R D．16R解析：选D由闭合电路的欧姆定律得，调零时有E＝IgR内；指针偏转至满刻度的eq\f(4,5)时有E＝eq\f(4IgR＋R内,5)；指针偏转到满刻度的eq\f(1,5)时有E＝eq\f(IgRx＋R内,5)，联立三式可解得Rx＝16R，选项D正确．4、如图所示为欧姆表的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻Rg＝100Ω，调零电阻最大值R＝50kΩ，串联的定值电阻R0＝50Ω，电源电动势E＝1.5V，当电流是满偏电流的eq\f(1,2)时，用它测得的电阻Rx是多少？解析：使用欧姆表测量电阻时，对电路应用闭合电路欧姆定律，当电流表满偏时有：Ig＝eq\f(E,R内)，其中R内为欧姆表的内阻。所以有：R内＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,300×10－6)Ω＝5000Ω用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有eq\f(1,2)Ig＝eq\f(E,R内＋Rx)得：Rx＝eq\f(2E,Ig)－R内＝5000Ω故测得的电阻Rx是5000Ω。答案：5000Ω5、将一个满偏电流为100μA、内阻Rg＝100Ω的灵敏电流表改装为欧姆表，滑动变阻器的最大阻值R＝20kΩ，电源电动势E＝1.5V，内阻r未知．求：(1)在电流表的0刻度处和满偏电流刻度处刻上多大电阻？中间刻度处应刻上多大电阻值？(2)在电流表上满偏电流的eq\f(1,4)和eq\f(3,4)处应刻上多大电阻值？(3)请将上面的结果在图中相应位置标上电阻值，并说明欧姆表的刻度与电流表刻度相比有什么特点．[解析](1)灵敏电流表改装为欧姆表时，满偏电流Ig处应刻上的电阻为“0”，这时有Ig＝eq\f(E,R＋Rg＋r)，故欧姆表的内阻为R内＝R＋Rg＋r＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5,1×10－4)Ω＝15kΩ.在中间刻度即eq\f(Ig,2)处，设电阻为R1，则eq\f(Ig,2)＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋R1)，得R1＝R内＝15kΩ.在电流表的0刻度处，电阻应刻上“∞”．(2)设在满偏电流的eq\f(1,4)处和eq\f(3,4)处电阻分别为R2和R3，则有eq\f(Ig,4)＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋R2)，eq\f(3Ig,4)＝eq\f(E,R＋Rg＋r＋R3)，解得R2＝3R内＝45kΩ，R3＝eq\f(R内,3)＝5kΩ.(3)有关数据如图所示．电压表、电流表的刻度是均匀的，但欧姆表的刻度是不均匀的．十、计算题1、如图所示，E＝10V，r＝1Ω，R1＝R3＝5Ω，R2＝4Ω，C＝100μF，当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态(重力加速度为g)。求：(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；(2)S闭合后流过R3的总电荷量。解析：(1)S断开时，带电粒子恰好处于静止状态，则有qE＝mg且电场力竖直向上。设电容器两极板间距离为d，有UC＝eq\f(R2,R1＋R2＋r)E＝4V，Eq＝eq\f(qUC,d)＝mg，S闭合后，UC′＝eq\f(R2,R2＋r)E＝8V，设带电粒子加速度为a，则eq\f(qUC′,d)－mg＝ma，解得a＝g，方向竖直向上。(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4C。答案：(1)g方向竖直向上(2)4×10－4C2、如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d＝40cm.电源电动势E＝24V，内阻r＝1Ω，电阻R＝15Ω.闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0＝4m/s竖直向上射入板间．若小球带电荷量为q＝1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，不考虑空气阻力．那么，滑动变阻