2022届高考物理一轮复习课后限时集训21电路闭合电路的欧姆定律含解析新人教版

课后限时集训(二十一)

(时间：40分钟)

1．(2019·枣庄模拟)如图甲所示，一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成。已知内电路的电源是一个化学电池，电池的正、负极附近分别存在着化学反应层，反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个地方，电势会沿电流方向“跃升”。这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示，图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低，D点的高度略低于C点。若减小外电路电阻R，则下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　乙

A．C、D两点之间的高度差将变大

B．A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小

C．A、B两点之间的高度差不变

D．在电子从A点经D、C移动至B点的过程中，非静电力做功将变大

A　[因电动势不变，减小外电路电阻R，电路中的电流增大，内电压变大，外电压减小，A、B两点的高度差类似于外电压，减小；C、D两点高度差类似于内电压，变大，故A正确，C错误；A与D、C与B高度差之和类似于电动势，不变，故B错误；电子从A处经D、C至B处，非静电力做功W＝Eq，不变，故D错误。]

2.如图所示电路中，电压U保持不变，当开关S断开时，理想电流表的示数为0.6 A；当开关S闭合时，理想电流表的示数为0.9 A。则两电阻阻值之比R1∶R2为(　　)

A．1∶2 B．2∶1 

C．2∶3 D．3∶2

A　[由欧姆定律I＝得，电压一定时，电流与电阻成反比，则有＝＝，整理得＝，故A正确。]

3.(2019·江苏高考)如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　　)

A．1 Ω B．2 Ω 

C．3 Ω D．4 Ω

A　[断开S时，电压表测量的是电源电动势，由题可知电源的电动势大小为E＝3 V，闭合S后，电压表测量的是路端电压，即电阻R两端的电压为U＝2 V，根据欧姆定律可得电路中的电流为I＝＝ A＝1 A，则电源的内电压为U内＝E－U＝(3－2) V＝1 V，电源的内阻为r＝＝ Ω＝1 Ω，选项A正确，B、C、D错误。]

4.如图所示，a、b、c为同种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(　　)

A．V1的示数是V2的2倍

B．V1的示数是V3的2倍

C．V2的示数是V1的2倍

D．V2的示数是V3的2倍

A　[由题意可知：Lc＝2La＝2Lb，Sb＝2Sa＝2Sc；设b的电阻Rb＝R，由电阻定律R＝ρ得：Ra＝2Rb＝2R，Rc＝2Ra＝4R，Rc∶Ra∶Rb＝4∶2∶1。由题图可知，a、b、c三个电阻串联，通过它们的电流相等，由U＝IR得：Uc∶Ua∶Ub＝4∶2∶1，故UV3∶UV1∶UV2＝4∶2∶1，V1的示数是V2的2倍，故A正确，C错误；V3的示数是V1的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误。]

5.如图所示的电路中，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．电压表与电流表的示数都增大

B．电压表与电流表的示数都减小

C．电压表的示数增大，电流表的示数减小

D．电压表的示数减小，电流表的示数增大

C　[开关S闭合后，根据“串反并同”法判断可知，在变阻器R0的滑动端向上滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，电流表示数减小，电路中总电阻增大，电源路端电压增大，电压表示数增大，选项C正确。]

6.如图所示的电路中，电源的电动势为6 V，当开关S闭合后，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为Uab＝6 V，Uad＝0 V，Ucd＝6 V，由此可断定(　　)

A．L1和L2的灯丝都烧断了

B．L1的灯丝烧断了

C．L2的灯丝烧断了

D．变阻器R断路

C　[由Uab＝6 V可知电源完好，灯泡都不亮，说明电路中出现断路故障，由Ucd＝6 V可知，灯泡L1与变阻器R完好，断路故障出现在c、d之间，故灯泡L2断路，选项C正确。]

7.如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计。则以下说法正确的是(　　)

A．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流

B．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从b到a的电流

C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流

D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过

A　[滑片P向上移动，接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，干路电流减小，因U＝E－I(r＋R1)，可知电容器极板间电压变大，油滴受到的静电力增大，油滴向上运动，极板间电压变大，说明电容器充电，G中电流方向从b到a，A正确，B、C错误；将S断开后，电容器放电，G中有电流，电压减小，静电力减小，油滴向下运动，D错误。]

8．(2020·全国卷Ⅰ·T17)图(a)所示的电路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图象中，正确的是(　　)

图(a)　　　　　　　图(b)

A　　　　　　　　　　　 B

C　　　　　　　　　　　 D

A　[由图(b)可知，在0～1 s时间内，电容器两极板之间电压为零，说明电容器没有充放电，电路中没有电流，根据欧姆定律可知电阻R两端电压为零；在1～2 s时间内，电容器两极板之间电压均匀增大，根据I＝＝C可知电路中有恒定电流对电容器充电，则电阻R两端电压恒定；在2～3 s时间内，电容器两极板之间电压恒定且不为零，说明电容器带电荷量不变，电路中没有电流，电阻R两端电压为零；在3～5 s时间内，电容器两极板之间电压均匀减小，说明电容器均匀放电，则电路中有反方向恒定电流，且电流小于充电电流，电阻R两端电压恒定，且电压小于充电时两端电压，所以电阻R两端电压UR随时间t变化的图象正确的是A。]

9.(多选)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．R2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

AC　[电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，当R1与R2分别接到电源上时，UR1>UR2，故R1接在电源上时，电源的效率高，A正确，B错误；由题图可知，R2与电源的内阻相等，R1>R2，所以R2接在电源上时，电源的输出功率大，C正确，D错误。]

10.如图所示电路中，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流。R0为定值电阻，移动滑动变阻器R的滑片，则选项图中表示电压表示数U、电路总功率P随电流表示数I变化的关系图象，可能正确的是(　　)

A　　　　　B　　　 　C　　　　D

C　[由题图知R0与R并联，电压表测电源电压，电流表测R支路的电流，设电源提供的电流恒定为I总，根据并联电路特点可知：U＝U0＝I0R0＝(I总－I)R0＝－IR0＋I总R0，其中I总、R0为定值，由U＝－R0I＋I总R0，可知U与I的图象为一次函数图象，且－R0<0，故A、B错误；由电功率的计算公式知，电路消耗总功率：P＝UI总＝(I总－I)R0×I总＝－I总R0I＋IR0，其中I总、R0为定值，由P＝－I总R0I＋IR0，可知P与I的图象为一次函数图象，－I总R0<0，且I、P不会为0，故C正确，D错误。]

11.如图所示的电路中，两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，由于某种原因L2的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，下列说法正确的是(　　)

A．电流表、电压表的读数均变小

B．电源内阻消耗的功率变大

C．带电液滴将向上运动

D．电源的输出功率变大

C　[当L2的灯丝突然烧断时，电路中总电阻增大，则总电流减小，电源的内电压和R1两端的电压减小，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压增大，故电容器C的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该带电液滴将向上移动，C正确；由于C两端的电压增大，R2、R3中的电流增大，则电流表、电压表的读数均变大，A错误；因干路电流减小，则电源内阻消耗的功率变小，B错误；由于电源的内、外电阻的关系未知，不能判断电源的输出功率如何变化，D错误。]

12．(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一位同学记录电流表和电压表的测量数据，另一位同学记录电流表和电压表的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U­I图线。则图象中两图线的交点表示的物理意义是(　　)

图(a)　　　　　　　　　图(b)

A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端

B．电源的输出功率最大

C．定值电阻R0消耗的功率为0.5 W

D．电源的效率达到最大值

BC　[由题图可得，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，在交点位置有R＋R0＝＝2 Ω，R0＝＝2 Ω，则R＝0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，选项A错误；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但R0>r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，故选项B正确；P0＝U2I＝0.5 W，选项C正确；电源的效率η＝，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大，选项D错误。]

13．在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是滑动变阻器，在其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的。求：

甲　　　　　　乙

(1)电源的电动势和内电阻；

(2)定值电阻R2的阻值；

(3)滑动变阻器R3的最大值。

[解析]　(1)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir

将图线上A、B两点的U、I值代入得

E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r

解得E＝20 V，r＝20 Ω。

(2)当R3的滑片自左向右滑动时，R3的有效阻值变小，电路中的总电阻变小，总电流变大，由此可知，图线上的A、B两点分别对应滑片位于最左端和最右端，当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路电阻即为R2，故由B点的U、I值得R2＝＝ Ω＝5 Ω。

(3)当滑片在最左端时，R3的有效阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路的电阻，再根据串、并联电路的规律求出R3的最大值

R外＝＝ Ω＝80 Ω，又R外＝＋R2

代入数据解得滑动变阻器的最大值R3＝300 Ω。

[答案]　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω