12.2闭合电路的欧姆定律（解析版）

12.2闭合电路的欧姆定律课后培优练课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1．下列有关电动势的说法正确的是（）A．电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电荷量成反比B．电源的电动势等于电源没有接入电路时电源两极间的电压，当电源接入电路时，电动势将发生改变C．非静电力做的功越多，电动势越大D．只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定【答案】D【详解】AD．电动势的定义式是比值定义式而非决定式，电动势的大小由电源内非静电力的特性决定，不能说E和W成正比，和q成反比，A错误，D正确；B．电源电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，其大小与外电路无关，当电源接入电路时，电动势不会发生改变。根据可知，当电源没有接入电路时，电流为0，此时电源电动势大小等于电源两极间的电压，B错误；C．根据非静电力做的功越多，若移动电荷的电荷量很大，电动势可能越小，C错误。故选D。2．如图所示电路中，电源的内电阻不能忽略。已知定值电阻R1=10Ω，R2=8Ω。当开关S接到位置1时，电压表V的示数为2.0V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数可能为（）A．2.2VB．1.8VC．1.6VD．1.2V【答案】B【详解】当开关S由位置1接到位置2时，外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，内电压增大，外电压减小，即由于干路电流增大，即可得故选B。3．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的图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻可表示为（）A．B．C．D．【答案】B【详解】A．两图线的交点表示电阻R与电池组成的闭合回路时的工作状态，由闭合电路欧姆定律可知，由于变化时，也发生变化，所以的大小不等于，即a图线切线的斜率大小不等于内阻。由图可知A错误；B．由闭合电路欧姆定律得，当时，，由a图线与纵轴的交点读出电动势为。根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为，则内阻B正确；C．电阻为线性元件，则有即是电阻R的表示，C错误；D．由闭合电路欧姆定律可知，由a图线与纵轴的交点读出电动势为，电池短路时的电流为，则电池短路时的内阻为由于电池内阻不是常数，所以电池短路时的内阻不等于电池与电阻构成回路时的内阻，D错误。故选B。4．如图所示的电路中，电源的电动势为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3V，额定功率为4.5W。当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是（）A．电源的内阻为4ΩB．小灯泡的电阻为3ΩC．当开关S接到位置2时，小灯泡很暗D．当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3V【答案】C【详解】A．当开关S接位置1时，通过电阻R的电流为根据闭合电路欧姆定律有解得故A错误；B．小灯泡的电阻为故B错误；CD．当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为所以此时小灯泡两端的电压只达到其额定电压的约53%，小灯泡发光很暗，故C正确，D错误。故选C。5．2019年1月11日1时11分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功将“中星2D”卫星发射升空，升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池。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，图线b是某纯电阻用电器的U－I图像。则在该光照强度下，把该电池和该电器组成一个闭合电路时，该电池的（）A．内阻为6.5ΩB．输出功率为12.5WC．内耗功率为0.22WD．效率为30.6%【答案】C【详解】A．由图线a与纵轴的交点可知电池电动势为E＝3.6V，根据两图线交点处的状态可知，该电池和该电器组成一个闭合电路时，电阻两端的电压为2.5V，即路端电压为U＝2.5V电路电流为I＝0.2A内阻为A错误；B．该状态下电池输出功率为B错误；C．内阻消耗的功率为C正确；D．效率为D错误。故选C。6．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ab的中点时闭合开关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a端移动，则（）A．电源的总功率增大B．R3消耗的功率增大C．I1增大，I2减小，U增大D．I1减小，I2不变，U减小【答案】C【详解】BCD．将R2的滑动触点向a端移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，外电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流I变小，路端电压增大，所以V的示数U增大；通过R3的电流变小，则R3消耗的功率变小；R3两端的电压变小，R1两端电压变大，电流表A1示数I1增大，干路电流I变小，所以电流表A2示数I2减小；故BD错误，C正确；A．电源的总功率P总=IE，可知电源的总功率减小，故A错误。故选C。7．在如图所示的电路中，两个灯泡均发光，当滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时，则（）A．A灯变暗B．B灯变亮C．电源的总功率增大D．电源的效率增大【答案】D【详解】AB．当滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，总电流减小，A灯的两端电压电压增大，则A灯变亮；流经R2和A灯的电流增大，总电流减小，则有流经B灯的电流减小，B灯变暗，AB错误；C．由于外电路电阻与电源的内阻大小关系不能确定，因此不能确定电源的输出功率如何变化，C错误；．电源的工作效率由于外电路的电阻R外增大，电源的工作效率增大，D正确。故选D。8．在如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，现使R3阻值增大，则（）A．V表读数变小B．A表读数变大C．R1上的电压升高D．流过R2的电流增大【答案】D【详解】B．由图可知，R2与R3并联，再与R1串联，当R3阻值增大时，电路中总阻值增大，由闭合电路的欧姆定律可知，电路中电流减小，故电流表示数减小，故B错误；A．内电压减小，由U＝E－Ir可知，路端电压增大，电压表示数增大，故A错误；C．因电流减小，故R1两端的电压降低，故C错误；D．因内电压以及R1两端的电压降低，故并联部分电压增大，R2中电流增大，故D正确。故选D。9．如图所示、电源电动势内阻不计，电阻，，，电容器电容，下列说法正确的是（）A．S断开时电容器的电压为B．S断开时电容器a极板带负电C．S闭合至电路稳定的过程中，电流表中有向下的电流D．S闭合电路稳定后，电容器所带电荷量为【答案】D【详解】A．S断开时，两端电压为电容器的电压为A错误；B．S断开时，电源顺时针给电容器充电，所以电容器a极板带正电，B错误；C．S闭合前，a极板带正电；S闭合后，电容器与并联，电容器a极板带负电，电流表中有向上的电流流过，C错误；D．干路电流为电容器的电压为电容器的电量为解得D正确。故选D。10．如图所示的电路中，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动。要使油滴向上运动，可采用的方法是（）A．只把电阻R1阻值调大B．只把电阻R2阻值调小C．只把电阻R3阻值调大D．只把电阻R4阻值调大【答案】D【详解】A．电路中电容器与R4并联，只把电阻R1阻值调大，电路中电流减小，则并联部分电压减小，R4两端的电压减小，即电容器两极板间的电压减小，则由可知板间场强减小，则油滴向下运动，故A错误；B．只把电阻R2阻值调小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流增大，电源内电压与R1的电压都增大，则并联部分电压减小，即电容器两极板间的电压减小，板间场强减小，油滴向下运动，故B错误；C．只把电阻R3阻值调大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知干路电流减小，电源内电压与R1的电压都减小，并联部分电压增大，流过R2的电流增大，流过R4的电流减小，R4两端的电压减小，即电容器两极板间的电压减小，板间场强减小，油滴向下运动，故C错误；D．只把电阻R4阻值调大，外电路总电阻增大，干路电流减小，并联部分电压增大，流过R2的电流增大，流过R4的电流减小，R3两端的电压减小，则R4两端的电压增大，所以油滴向上运动，故D正确。故选D。11．如图所示，R1、R2为定值电阻，C为电容器，闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中（）A．电阻R2中有向下的电流B．电阻R1两端的电压减小C．通过滑动变阻器R的电流变小D．电容器C极板所带电荷量变小【答案】D【详解】BC．闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路的阻值变小，则电路总电流变大，即通过电阻R1的电流变大，电阻R1两端的电压变大，故BC错误；AD．根据串联分压规律可知滑动变阻器R两端的电压变小，所以电容器C两端电压变小，根据可知电容器C极板所带电荷量变小，即电容器将放电，根据电路连接方式可知电容器上极板带正电，所以电阻R2中有向上的电流，故D正确，A错误。故选D。12．（多选）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图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的U－I图线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5，3.75）、Q（6，5）。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5:6D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是9:10【答案】AB【详解】A．在电源的U－I图像中，图像斜率的绝对值表示电源的内电阻，由图线Ⅰ、Ⅱ可知，电源1、电源2的内阻分别为r1＝Ωr2＝Ω即电源1与电源2的内阻之比是3∶2，A正确；B．电源的U－I图像纵轴截距表示电源电动势，E1＝E2＝10V，则电源1与电源2的电动势之比是1∶1，B正确；CD．小灯泡的U－I图线与电源的U－I图线的交点即为小灯泡与该电源连接时的工作状态，则连接电源I时，U1＝3.75V，I1＝5A，故小灯泡消耗的功率为P1＝U1I1＝18.75W小灯泡的电阻R1＝＝0.75Ω连接电源II时，U2＝5V，I2＝6A，故灯泡消耗的功率P2＝U2I2＝30W灯泡的电阻R2＝＝Ω则R1∶R2＝9∶10P1∶P2＝5∶8CD错误。故选AB。13．（多选）如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，电路正常工作，过了一会儿，电流表A）的示数变为零。若电路中故障发生在灯L、电阻R上，用一根导线来查实电路故障，则下列判断正确的是（）A．将导线并联在R两端，电流表无示数，一定是L断路B．将导线并联在L两端，电流表无示数，一定是R断路C．将导线并联在R两端，电流表有示数，一定是R断路D．将导线并联在L两端，电流表有示数，一定是L断路【答案】CD【详解】电流表无示数，可能是L、R分别断路或者两者都断路了，只有把导线并联在L两端，电流表有示数，才能肯定是L断路，也只有把导线并联在R两端，电流表有示数，才能肯定是R断路了，所以AB错误，CD正确；故选CD。14．（多选）如图，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P位于某位置时，水平放置的平行板电容器C间有一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡L电阻恒定。下列说法正确的是（）A．将滑动变阻器的滑片P向a端移动，电源的效率将增大B．将滑动变阻器的滑片P向a端移动，电路的路端电压将减小C．将电容器C的上极板向上移动，液滴将向下做加速运动D．将电容器C的上极板向上移动，电容器C将充电【答案】AC【详解】AB．将滑动变阻器的滑片P由该位置向a端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源的效率外电路总电阻增大，路端电压将增大，则电源效率将增大，故A正确，B错误；C．液滴受力平衡，上极板向上移动时d增大UC不变，板间场强E减小，故液滴所受电场力减小，因此液滴将向下做加速运动，故C正确；D．上极板向上移动时，电容器C的电容减小，电压不变，电荷量减小，电容器C将放电，故D错误。故选AC。15．（多选）在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表。开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则若将P向上移动，过程中下列说法正确的是（）A．油滴带负电B．A表的示数变大C．油滴向上加速运动D．G中有由a→b的电流【答案】AC【详解】A．电容器上极板带正电，下级板带负电荷，油滴静止，电场力方向向上，则油滴带负电，A正确；B．P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律电流表A的示数变小，B错误；C．P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，则外电压增大，根据电阻R1的两端电压变小，根据增大，即电容器两端的电压增大，油滴受到的电场力增大，大于重力，油滴向上加速运动，C正确；D．电容器两端的电压增大，根据电容器充电，G中有由的电流，D错误。故选AC。16．如图所示电路，A、B为竖直放置的平行板电容器的两极板。一质量为且带正电的小球，用绝缘细线悬于两极板间的O点。闭合开关S后，小球静止时细线与竖直方向的夹角。已知两极板间距，电源电动势，内阻，电阻，，，，，求：（1）电阻两端的电压；（2）小球所带的电荷量；（3）将细线剪断瞬间，小球的加速度大小。【答案】（1）10V；（2）；（3）【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可知电阻两端的电压得（2）两板间的电场强度的大小为解得（3）将细线剪断瞬间，小球所受合力解得培优第二阶——拓展培优练17．（多选）如图甲所示，电源电动势为16V、内阻为1Ω，灯泡L的额定电压为10V，其伏安特性曲线如图乙所示，滑动变阻器R的最大阻值为19Ω。则（）A．灯泡的额定功率为13.5WB．灯泡的阻值随电流的增大而减小C．滑动变阻器接入电路的最小阻值为3ΩD．当滑动变阻器阻值为15Ω时，灯泡的电功率约为1.5W【答案】CD【详解】A．由乙图可知，灯泡L的额定电压为10V时，灯泡的电流为，则灯泡的额定功率为故A错误；B．由乙图可知，灯泡电流与电压的比值逐渐减小，根据欧姆定律可知，灯泡的阻值随电流的增大而增大，故B错误；C．为了保证灯泡的安全，电流的最大电流为，此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，设为，根据闭合电路欧姆定律可得此时灯泡电阻为联立解得故C正确；D．当滑动变阻器阻值为15Ω时，设此时灯泡两端的电压为，电路电流为，根据闭合电路欧姆定律可得代入数据可得在灯泡的伏安特性曲线图像上画出将该关系式对应的图像，如图所示由图像交点可知，此时灯泡的实际功率约为18．某同学将一直流电源的总功率、输出功率和电源内部的发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图所示，下列说法正确的是（）A．反映输出功率变化的图线是cB．电源的电动势为8VC．电源的内阻为2ΩD．当电流为0.5A时，外电路的电阻为4Ω【答案】C【详解】A．电源内部的发热功率图像是抛物线，而且是增函数，则图线c是反映电源内部的发热功率的，选项A错误；B．直流电源的总功率图像的斜率等于电动势E，则有选项B错误；C．图中I＝2A时，电源内部的发热功率Pr与电源的总功率相等，则有得到选项C正确；D．当电流为0.5A时，根据闭合电路欧姆定律得代入解得选项D错误。故选C。19．（多选）如图所示，图甲中M表示电动机，当滑动变阻器R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示。已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是（）A．电路中电源电动势为3.6VB．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表V2的读数逐渐减小C．电动机的线圈电阻为4D．滑动变阻器的最大阻值为30【答案】ACD【详解】A．由电路图甲知，电压表V2测量路端电压，电路中电流增大时，内电压增大，路端电压减小，所以图乙中最上面的图线表示V2的电压与电流的关系。此图线的斜率大小等于电源的内阻，为

当电流I=0.1A时，U=3.4V，则电源的电动势A正确；B．变阻器向右滑动时，R阻值变大，总电流减小，内电压减小，路端电压增大，则V2读数逐渐增大，B错误；C．已知电流表读数在0.2A以下时，电动机没有发生转动，此时电压表V1的示数即电动机内阻两端的电压，根据欧姆定律可知，电动机的电阻C正确；D．当I=0.1A时，电路中电流最小，变阻器的电阻为最大值，所以D正确。故选ACD。20．（多选）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，则（）A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．此时小灯泡的电阻大于1ΩC．电源内阻消耗的热功率为2WD．电源的效率为33.3%【答案】AC【详解】A．直线A的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻，根据图像可得E=3V，故A正确；B．电源的U−I图线与小灯泡的U−I图线的交点为小灯泡接在电源两端的工作电压，此时小灯泡的工作电压为2V，工作电流为2A，所以小灯泡的电阻为故B错误；C．电源内阻消耗的热功率为故C正确；D．电源的效率为故D错误。故选AC。21．（多选）图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线，则下列说法中正确的是（）A．电源的内阻为5ΩB．电源的电动势为1.5VC．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电源的输出功率约为0.3W【答案】BD【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律故可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图可知电动势为内阻为故A错误，B正确；C．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律得可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，故C错误；D．把电源和小灯泡组成闭合回路，在乙中作该电源对应的图象，如图所示两曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数所以小灯泡的功率为故D正确。故选BD。22．（多选）如图所示电路，是定值电阻，是滑动变阻器，L是小灯泡，C是电容器，电源内阻为。开关S闭合后，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中（）A．小灯泡变亮B．电压表示数变小C．电容器所带电荷量增大D．电源的输出功率一定先变大后变小【答案】AB【详解】在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小A．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，小灯泡消耗的电功率增加，小灯泡变亮，A正确；B．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，电压表示数变小，B正确；C．根据“串反并同”规律，由电路关系可知，电容器两端的电压减小，电容器的电容在该过程中保持不变，根据公式可知，电容器所带电荷量减小，C错误；D．设外电路的总电阻为，则有电源的输出功率为可知，当时电源的输出功率最大，在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，即外电路的总电阻减小，因此电源的输出功率有可能先变大后变小，也有可能一直减小，D错误。故选AB。23．（多选）如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的图线，虚线C过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关，导线组成闭合电路。由图像可知（）A．电源的电动势为3V，内阻为1ΩB．的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1ΩC．此时电源消耗的热功率为4W，效率约为D．若再串联一定值电阻，电源的输出功率可能不变【答案】ACD【详解】AC．电源的图像纵截距表示电源的电动势，由图读出电源的电动势内阻两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时工作状态由图读出：路端电压，电流，则电源的总功率为此时电源内部消耗的电功率为电源的输出功率为电源的效率为故AC正确；B．电阻其大小等于图线上的点与原点连线的斜率，可以知道随电压的升高而增大，此时电阻值故B错误；D．当外电路电阻与电源内电阻相等时，电源的输出功率最大，所以串联一个定值电阻后，若外电阻与电源内阻的差值减小，电源的输出功率增大，相反减小。若串联后外电路总电阻大于电源的内阻，根据图像知，电源的输出功率也可能不变，所以D选项是正确的。故选ACD。24．（多选）如图所示，直流电路中电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，已知R1>r。当开关S闭合时，电容器两板间的N点的带电液滴恰好能保持静止。现将滑动变阻器滑片向左滑动，则下列说法正确的是（）A．电源的总功率减小B．电源的输出功率增大C．液滴向下运动D．电容器A板的电势降低【答案】AC【详解】A．滑动变阻器滑片向左滑动，R3接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，总电流减小，由可知，电源的总功率增大，故A正确；B．纯电阻电路输出功率知，外电阻与内阻越接近，电源输出功率越大；由R3接入电路的电阻增大，R1>r，知R外与内阻r差距增大，所以电源输出功率减小，故B错误；C．的阻值增大，干路电流I减小，R2与电容器串联，稳定后相当于断路，对电路无影响，故电容器两端电压相当于R1两端电压，由可知，电容器两端电压减小，极板间场强故场强减小，液滴受到向上的电场力减小，故液滴向下运动，故C正确；D．电源负极接地，所以A板的电势即为两端电压可知A板的电势升高，故D错误。故选AC。25．（多选）如图所示的电路中，、均为定值电阻，为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），电源的电动势为，内阻为，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合后，当照射到的光照强度增大时，下列说法中正确的是（）A．电压表示数变大B．电流表示数变小C．电容器所带电荷量增加D．的功率变小【答案】CD【详解】AB．当照射到的光照强度增大时，阻值减小，减小，导致外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律外电阻减小，总电流I总增大，路端电压U减小，则并联部分电压得U并减小，所以电压表示数变小；减小，减小，I总增大，可知电流表示数增大，故AB错误；C．电容器两端电压等于两端电压UR1=I总R1随I总增大而增大，根据知电容器所带电荷量增加，故C正确；D．的功率U并减小，的功率变小，故D正确。故选CD。26．（多选）如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，定值电阻R=r，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝