高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律练习题

第十二章　2

A组·基础达标

1．以下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．电动势为2 V，其表示电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的电能转化为其他形式的能

C．E＝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

D．非静电力做的功越多，电动势就越大

【答案】C

【解析】电动势的定义式为E＝，表明电动势等于非静电力把单位正电荷从电源负极移送到正极所做的功，属于比值定义，即电动势E与W、q无关，由电源内部非静电力的特性决定，A、D错误，C正确；电动势为2 V，其表示电路中每通过1 C电荷量，电源把2 J的其他形式的能转化为电能，B错误.

2．一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为(　　)

A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω

C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω

【答案】B

【解析】外电路断开时的路端电压等于电动势，即E＝3 V，接上8 Ω的负载电阻后，路端电压U＝E－r＝2.4 V，可得r＝2 Ω，B正确．

3．(多选)如图所示的电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是(　　)

A．当S断开时，UAC＝9 V

B．当S闭合时，UAC＝9 V

C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0

D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0

【答案】AC

【解析】当S断开时，UAC与UBC为路端电压，等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝R＝7.5 V，UBC＝I×0＝0，B错误，C正确．

4．(2021年南京名校期末)如图所示，电源的电动势为30 V，内电阻为1 Ω，一个标有“6 V　12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联，开关闭合后，电路中的电灯正常发光，则下列说法正确的是(　　)

A．电路中的电流为2 A B．电动机两端的电压为4 V

C．电源消耗的功率为1 W D．电动机的输出功率为44 W

【答案】A

【解析】灯泡正常发光，故灯泡中的电流I＝＝ A＝2 A，电路为串联电路，故电路中电流为2 A，A正确；电源的内电压Ur＝Ir＝2×1 V＝2 V，故电动机两端的电压U＝E－Ur－UL＝30 V－6 V－2 V＝22 V，B错误；电源消耗的功率P耗＝I2r＝22×1 W＝4 W，C错误；电动机的输入功率P入＝UI＝22×2 W＝44 W，电动机内阻消耗的功率P′＝I2r电＝22×2 W＝8 W，故电动机的输出功率P出＝P入－P′＝44 W－8 W＝36 W，D错误．

5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当可变电阻的滑片P向b点移动时，电压表V1的读数U1与电压表V2的读数U2的变化情况是(　　)

A．U1变大，U2变小 B．U1变大，U2变大

C．U1变小，U2变小 D．U1变小，U2变大

【答案】A

【解析】滑片P向b移动时，总电阻变大，干路中I＝变小．由于路端电压U＝E－Ir，U增大，即V1表示数U1变大．由于V2表示数U2＝IR，所以U2减小，所以A正确．

6．(多选)如图所示，直线A为电源a的路端电压与电流的关系图线；直线B为电源b的路端电压与电流的关系图线；直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线．将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么(　　)

A．R接到b电源上时电源的效率高

B．R接到b电源上时电源的输出功率较大

C．R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低

D．R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高

【答案】AC

【解析】由题图知Ea>Eb，内阻ra>rb，当电阻R接到电源两极时，电源的效率为η＝＝，所以R接到电源b上时，电源的效率高，A正确，D错误．由题图知，R接到电源a上时，电源的输出电压和电流均比接到b上时大，故R接到电源a上时，电源的输出功率较大，B错误，C正确．

7．(2021年重庆名校期末)在如图所示的电路中，两个定值电阻R1、R2的阻值都为R，滑动变阻器的阻值范围为0～2R，电源电动势为E、内阻为r＝R，当变阻器的滑片由中点滑到a端过程，则(　　)

A．电流表示数增大

B．电压表示数减小

C．电源的输出功率减小

D．通过滑动变阻器的电流增大

【答案】C

【解析】滑片由中点向a端滑动时，滑动变阻器接入电阻增大，总电阻增大；则由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流减小，电流表示数减小．由U＝E－Ir可知，路端电压增大，电压表示数增大，A、B错误；两个定值电阻R1、R2的阻值都为R，故外电阻总阻值大于内阻r，滑片向a滑动时，外部总电阻增大，故电源的输出功率减小，C正确；因A中电流减小，故R1两端的电压减小，路端电压增大，故并联部分电压增大，R2中电流增大，由并联电路电流规律可知，流过滑动变阻器的电流减小，D错误．

8．如图所示，闭合开关S，电路稳定后，水平放置的平行金属板间的带电质点P处于静止状态，若将滑动变阻器R2的滑片向a端移动，则(　　)

A．电压表读数增大 B．电流表读数减小

C．R1消耗的功率减小 D．质点P将向下运动

【答案】D

【解析】由题图可知，R1与滑动变阻器串联；电容器与变阻器并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时R1两端的电压增大，所以电压表示数减小，电流示数增大，故A、B错误．流过R1的电流增大，由公式P＝I2R知R1消耗的功率增大，故C错误．电容器板间电压减小，板间电场强度减小，故质点P受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点P将向下运动，故D正确．

9．如图所示的电路中，S闭合后，电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V和0.4 A．S断开后，它们的示数分别改变0.1 V和0.1 A，求电源的电动势及内阻．

【答案】2 V　1 Ω

【解析】S闭合后，R1、R2并联接入电路，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r，即

E＝1.6 V＋0.4 A×r①

S断开后，只有R1接入电路，由闭合电路欧姆定律得

U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1) A×r②

由①②得E＝2 V，r＝1 Ω.

B组·能力提升

10．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是(　　)

A．L1变亮，L2和L3均变暗

B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗

C．L1变暗，L2和L3均变亮

D．L1变亮，L2变亮，L3变暗

【答案】C

【解析】当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以L3变亮．因为U3变大，且路端电压变小，所以L1变暗．总电流变大，流过L1的电流变小，所以流过L2的电流增大，L2变亮．故C正确．

11．如图所示，M为一线圈电阻rM＝1 Ω的电动机，一定值电阻R＝4 Ω，电源电动势E＝9 V．当S闭合时，电压表的示数为U1＝8.0 V，当开关S断开时，电压表的示数为U2＝4.0 V．求：

(1)电源内阻r；

(2)开关S断开时电源输出功率；

(3)开关S断开时电动机输出的机械功率．

【答案】(1)0.5 Ω　(2)8.5 W　(3)3.5 W

【解析】(1)当S闭合时，电压表的示数为U1＝8.0 V，根据闭合电路欧姆定律，有E＝U1＋r解得r＝0.5 Ω.

(2)当开关S断开时，电压表的示数为U2＝4.0 V，电流为I2＝＝ A＝1 A，

电源的输出功率

P＝UI2＝(E－I2r)I2＝(9－1×0.5)×1 W＝8.5 W.

(3)开关S断开时电动机输出的机械功率

P出＝P－I(R＋rM)＝[8.5－12×(4＋1)] W＝3.5 W.

12．如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝4 V，内电阻r＝1 Ω，电阻R1可调．现将R1调到3 Ω后固定．已知R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，求：

(1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？

(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？

【答案】(1)0.4 A　0.667 A　(2)0　3.556 W

【解析】(1)开关S断开时

I1＝＝ A＝0.4 A，

开关接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝2 Ω，

I1 ′＝＝ A＝0.667 A.

(2)开关接通时，A、B之间的总电阻R23＝2 Ω为定值，所以，只有当R1′＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率才最大．

I＝＝ A＝ A，

PAB＝I2R23＝2×2 W＝3.556 W.