2023版高考物理专题59闭合电路欧姆定律练习含解析

专题59　闭合电路欧姆定律

1．注意闭合电路欧姆定律三个公式：E＝U＋Ir，E＝I(R＋r)，E＝U内＋U外的适用范围.2.电路的动态分析技巧：(1)遵循“部分→整体→部分”的顺序，逐一判断；(2)先分析串联电阻，后分析并联电阻；(3)先分析定值电阻，后分析可变电阻，分析每一电阻的电压和电流的变化情况.3.一个结论：当R外＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝.

1．(多选)(2020·广西池州市期末)如图1所示，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，下列判断正确的是(　　)

图1

A．电容器C两端的电压减小

B．电容器C两极板间的电场强度增大

C．电压表的读数减小

D．R1消耗的功率减小

答案　BD

解析　滑动触头P下滑时R2接入电路的电阻增大，电路中的总电阻增大，总电流减小，R1消耗的功率减小，故D正确；内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，故C错误；外电压增大，R1两端的电压减小，则R2两端的电压增大，故电容器两端的电压增大，两极板间的电场强度增大，A错误，B正确．

2.(多选)(2020·天津市部分区期末)在如图2所示的电路中，电源电动势为E，其内阻为r，L1、L2、L3为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，P为滑动变阻器的滑动触头，K1、K2为单刀开关．K1闭合，则下列说法中正确的是(　　)

图2

A．将K2闭合，小灯泡L1变暗

B．将K2闭合，小灯泡L3变暗

C．在K2处于闭合状态下，向右滑动触头P，小灯泡L1变亮

D．在K2处于闭合状态下，向右滑动触头P，小灯泡L2变亮

答案　AD

解析　将K2闭合，则外电路电阻减小，总电阻减小，总电流变大，小灯泡L3变亮，灯泡L3以及内阻上电压变大，并联部分的电压减小，灯泡L1两端电压减小，即小灯泡L1变暗，选项A正确，B错误；在K2处于闭合状态下，向右滑动触头P，则R阻值变大，总电阻变大，总电流减小，灯泡L3以及内阻上电压变小，并联部分的电压变大，即小灯泡L2变亮；小灯泡L2的电流变大，则L1支路的电流减小，即小灯泡L1变暗，选项C错误，D正确．

3．(2020·河南三门峡市一模)在如图3所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增强而减小，V为理想电压表，若将照射R3的光的强度减弱，则下列说法正确的是(　　)

图3

A．电压表的示数变大

B．小灯泡消耗的功率变小

C．通过R2的电流变小

D．电源两极间的电压变小

答案　B

4．(2020·上海市静安区检测)如图4所示电路，闭合开关，电压表示数为U，电流表示数为I；若电阻R1断路，则两电表的示数变化情况为(　　)

图4

A．I变大，U变小   B．I变小，U变大

C．I和U都变大   D．I和U都变小

答案　C

解析　电阻R1断路，相当于电阻增大到无穷大，由闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小，电源的内电压减小，路端电压增大，则电压表读数变大，R2和R3中电流变大，故电流表读数变大，选项C正确．

5．(多选)(2020·江西赣州市期末)如图5所示，电源的电动势为E、内阻为r，合上开关S后，电压表和电流表的读数分别为U、I，定值电阻R2消耗的功率为P，电容器所带的电荷量为Q，两电表均为理想电表．当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列有关物理量大小之间变化关系图象正确的是(　　)

图5

答案　BD

解析　当滑动变阻器的滑片向右移动时，R1减小，电流I增大，由P＝I2R2知P－I图象中抛物线开口向上，故A错误；由Q＝UR1C＝[E－I(R2＋r)]C＝CE－C(R2＋r)I，故B正确；U＝E－Ir，ΔU、ΔI的大小关系为＝r，故C错误，D正确．

6．(2020·辽宁沈阳铁路实验中学月考)如图6所示，电源电动势为E、内阻为r，电动机M的线圈电阻为R1.闭合开关S，电动机开始转动，稳定后电路中的电流为I，滑动变阻器R接入电路的电阻为R2，则(　　)

图6

A．电流大小I＝

B．电动机两端的电压U＝IR1

C．电源的效率η＝×100%

D．电动机的机械功率P＝IE－I2(R1＋R2＋r)

答案　D

解析　因为电动机为非纯电阻元件，故不能使用闭合电路欧姆定律求解电流和电动机两端的电压，故A、B错误；电源的效率η＝×100%，但因为不能使用欧姆定律求解，故C错误；由电功率的公式可知，电动机的机械功率P＝IE－I2(R1＋R2＋r)，故D正确．

7．(多选)(2020·四川成都市一诊)如图7，曲线a为某元件R的U－I关系图线，直线b为某直流电源的U－I关系图线．将元件R与该电源连接成一闭合回路，下列说法正确的是(　　)

图7

A．元件R的电阻随电压的增大而增大

B．电源的电动势为5 V，内阻为5 Ω

C．电源的总功率为1.2 W

D．电源的效率为60%

答案　BD

解析　a图线上的点与原点连线的斜率表示电阻，由题图知图线斜率随电压的增大而减小，因此元件R的电阻随电压的增大而减小，故A错误；b图线与电压轴的截距为电源的电动势，斜率的绝对值表示内阻，由图可知，电源电动势为5 V，内阻为5 Ω，故B正确；电源总功率为P＝EI，由题图可得P总＝2 W，故C错误；P外＝UI＝3.0×0.4 W＝1.2 W，电源的效率为η＝×100%，解得η＝60%，故D正确．

8．(多选)(2020·湖北鄂东南联盟模拟)“等效”是简化电路的一种常用方法．下面四个方框中的电路都可视为一个新的等效电源：图8甲中是一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻串联；乙中是一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R0的定值电阻并联；丙中是一个电压为E的恒压源与阻值为R0的定值电阻串联；丁中是一个电流为I的恒流源与阻值为R0的定值电阻并联，且E＝IR0；下列关于这四个等效电源的电动势和内阻的说法正确的是(　　)

图8

A．E甲＝E丙＝E丁>E乙 B．E甲＝E丙>E丁＝E乙

C．r甲>r丙＝r丁>r乙 D．r甲>r丙>r丁>r乙

答案　AC

解析　题甲图中的等效电动势为：E甲＝E，等效内阻为：r甲＝r＋R0，题图乙的等效电动势为：E乙＝E，等效内阻：r乙＝，题图丙的等效电动势为：E丙＝E，等效内阻为：r丙＝R0，题图丁的等效电动势：E丁＝E，等效内阻：r丁＝R0，则：E甲＝E丙＝E丁>E乙，r甲>r丙＝r丁>r乙，故A、C正确．