第十章第2讲　电路　闭合电路欧姆定律-2025版高考总复习物理

[基础落实练]1．如图所示是研究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。则()A．电压传感器1测得的是外电压B．电压传感器2测得的是电动势C．移动挡板，减小内阻，传感器1的读数增大D．变阻器R阻值增大时传感器2的读数增大解析：由题图可知，电压传感器1测得的是内电压，A错误；电压传感器2测得的是路端电压，B错误；移动挡板，减小内阻，则内电压减小，即传感器1的读数减小，C错误；变阻器R阻值增大时外电阻增大，路端电压增大即传感器2的读数增大，D正确。答案：D2．如图所示，当AB间加上电压时，R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R1∶R2∶R3为()A．1∶1∶4 B．1∶1∶1C．1∶1∶2 D．2∶2∶1解析：因R1和R2串联，电流相等，且消耗的功率相等，根据P＝I2R可知R1＝R2；因并联支路电压相等，上面支路的功率等于R3功率的2倍，根据P＝eq\f(U2,R)可知，R3＝2(R1＋R2)＝4R1，即R1∶R2∶R3＝1∶1∶4，选项A正确。答案：A3.(2024·四川内江三模)如图，用校准的两个电压表V1和V2分别测量串联电路中电阻R两端a、b的电压，两表的示数分别为12.8V和12.4V，由此可知，下列判断中正确的是()A．a、b两点间的实际电压可能为13.0VB．a、b两点间的实际电压可能为12.0VC．电压表V1的内阻小于电压表V2的内阻D．电压表V1和电压表V2的内阻大小无法比较解析：电压表并入a、b两点间后，导致a、b两点间的合电阻小于R，使a、b间分得的电压小于原来的电压，则a、b两点间的实际电压大于12.8V，可能为13.0V，故A正确，B错误；用电压表V1测量时，a、b间的电压大，说明a、b间的合电阻比用电压表V2测量时的大，则电压表V1的内阻大于电压表V2的内阻，故C、D错误。答案：A4．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的L1、L2两灯变亮，L3、L4两灯变暗，故障的原因可能是()A．R1短路 B．R2断路C．R2短路 D．R3短路解析：L1灯在干路上，L1灯变亮，说明电路中总电流变大，由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小，这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路，选项B错误；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，L3、L4两灯变暗，L1、L2两灯变亮，这说明发生短路的电阻与L3、L4两灯是并联的，而与L1、L2两灯是串联的。观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选项A、C错误，D正确。答案：D5.(多选)在如图所示的U­I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U­I图线。用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路，由图像可知()A．电源的电动势为3V，内阻为0.5ΩB．电阻R的阻值为1ΩC．电源的输出功率为4WD．电源的效率为50%解析：由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3V，内阻为r＝eq\f(E,I短)＝0.5Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R的阻值为1Ω，该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I＝eq\f(E,r＋R)＝2A，路端电压U＝IR＝2V，电源的输出功率为P＝UI＝4W，电源的效率为η＝eq\f(UI,EI)×100%≈66.7%，故选项A、B、C正确，D错误。答案：ABC6.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R1是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，R2是定值电阻，C是平行板电容器，V1、V2都是理想电压表。闭合开关S后，电容器中的带电小球处于静止状态。在光照强度增大的过程中，下列说法正确的是()A．V1的示数增大，V2的示数减小B．V1的示数减小，V2的示数增大C．带电小球仍处于静止状态D．带电小球向上运动解析：在光照强度增大的过程中，R1的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，则R2两端的电压增大，V2的示数增大，内电压增大，则路端电压减小，V1的示数减小，R1的电压减小，故A错误，B正确；R1的电压减小，则电容器极板间电压减小，极板间电场强度减小，带电小球受到的静电力减小，则带电小球向下运动，故C、D错误。答案：B7．(多选)如图所示的电路中，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，C为电容器，电源电动势为E，内阻为r，电压表与电流表均为理想电表。在可变电阻R3的滑片由a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是()A．电流表的示数减小B．电压表的示数减小C．电容器的电荷量逐渐减少D．电源的输出功率一定增大解析：可变电阻R3的滑片由a端向b端滑动的过程中，R3的阻值减小，总电阻减小，总电流变大，即电流表的示数变大，电源内阻及R1上的电压变大，可知电压表示数减小，选项A错误，B正确；电容器两端的电压变小，可知电容器带电荷量变小，选项C正确；因不明确电源内阻与外电阻的关系，则不能确定电源输出功率的变化，选项D错误。答案：BC8．(2024·北京东城区模拟)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R，开关闭合前电容器不带电。闭合开关，待电路稳定后()A．通过电源的电流为零B．定值电阻两端的电压等于EC．电路消耗的电功率等于eq\f(E2,R)D．电容器所带电荷量为eq\f(REC,R＋r)解析：闭合开关，待电路稳定后，由于电源与电阻R构成一个闭合电路，故通过电源的电流不为零，故A错误；定值电阻R两端电压就是电源的路端电压，由于有内电压，所以定值电阻两端的电压不等于电源的电动势，而是U＝eq\f(R,R＋r)E，故B错误；电路消耗的电功率是指总电功率，即P总＝IE＝eq\f(E,R＋r)·E＝eq\f(E2,R＋r)，故C错误；根据电容的公式C＝eq\f(Q,U)，所以电容器所带电荷量Q＝CU＝eq\f(REC,R＋r)，故D正确。答案：D[能力提升练]9．(多选)(2024·四川成都七中质检)如图所示，把两只完全相同的表头进行改装，已知表头内阻为100Ω，下列说法正确的是()A．由甲图可知，该表头满偏电流Ig＝2mAB．甲图是改装成的双量程电压表，其中b量程为9VC．乙图中R1＝eq\f(10,9)Ω，R2＝10ΩD．乙图中R1＝5Ω，R2＝45Ω解析：由题图甲可知Ig＝eq\f(U,Rg＋R)＝eq\f(3,100＋2.9×103)A＝0.001A＝1mA，b的量程为U′＝Ig(Rg＋R＋R′)＝0.001×(100＋2.9×103＋6×103)V＝9V，故A错误，B正确；在题图乙中，改装为I1＝10mA＝0.01A电流表时，并联电阻的分流电流为I′＝I1－Ig＝10mA－1mA＝9mA＝0.009A，分流电阻的阻值为R1＋R2＝eq\f(IgRg,I′)＝eq\f(0.001×100,0.009)Ω＝eq\f(100,9)Ω，改装为I2＝100mA＝0.1A电流表时，可得分流电阻的阻值R1＝eq\f(Ig(Rg＋R2),I2－Ig)，联立解得R1＝eq\f(10,9)Ω，R2＝10Ω，故D错误，C正确。答案：BC10．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与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知()A．电源的最大输出功率可能大于45WB．电源的内阻一定等于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%解析：由电阻箱所消耗功率P与电阻箱的读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗的功率P最大为45W，所以电源的最大输出功率为45W，选项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，所以电源内阻一定等于5Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P的最大值为45W可知，此时电阻箱的读数为R＝5Ω，电流I＝eq\r(\f(P,R))＝3A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30V，选项C错误；电阻箱所消耗功率P最大时，电源效率为50%，选项D错误。答案：B11．(多选)某同学将一直流电源的总功率PE、电源内部的发热功率Pr和输出功率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．在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PCB．b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1∶2，纵坐标之比一定为1∶4C．电源的最大输出功率Pm＝9WD．电源的电动势E＝3V，内阻r＝1Ω解析：在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点，因为PE＝PR＋Pr，所以这三点的纵坐标一定满足关系PA＝PB＋PC，故A正确；图线c表示电路的输出功率与电流的关系图线，由题图知，最大输出功率小于3W，故C错误；当内电阻和外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电流的大小为eq\f(E,R＋r)＝eq\f(E,2r)，输出功率的大小为eq\f(E2,4r)，对应于b、c图线的交点，a、b图线的交点表示电源的总功率PE和电源内部的发热功率Pr相等，此时电源短路，所以此时电流的大小为eq\f(E,r)，功率的大小为eq\f(E2,r)，所以横坐标之比为1∶2，纵坐标之比为1∶4，故B正确；当I＝3A时，PR＝0，外电路短路，根据PE＝EI知电源的电动势E＝3V，内阻r＝eq\f(E,I)＝1Ω，故D正确。答案：ABD12．在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，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：(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。解析：(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻，则内阻r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(16－4,0.8－0.2)Ω＝20Ω电源的电动势为E＝U＋Ir取电压U1＝16V，电流I1＝0.2A，代入解得E＝20V。(2)当滑片P滑到最