新教材适用2024版高考物理一轮总复习练案26第九章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律及其应用

练案[26]第2讲　闭合电路欧姆定律及其应用

一、选择题(本题共11小题，1～8题为单选，9～11题为多选)

1．(2022·北京高三期末)中国民航局规定旅客携带充电宝乘机应遵守：充电宝额定能量不超过100 Wh，无需航空公司批准；额定能量超过100 Wh但不超过160 Wh，经航空公司批准后方可携带。若某充电宝型号如图所示，由图可知( C )

A．“电池能量”信息中给出的mAh是能量单位

B．该充电宝能量超过100 Wh，须经航空公司批准后方可携带

C．用该充电宝单口给手机充电，如果充电电流是2.4 A，可持续充电约2.7小时

D．该充电宝电动势为3.7 V，输出参数显示为5.1 V，是因为厂家用锂聚合物所以电动势明显增大了

[解析]“电池能量”信息中给出的mAh是电荷量的单位，选项A错误；由图可知充电宝的标定电压是3.7 V，标定电荷量是10 000 mAh，由W＝UIt可知，充电宝充满电时储存的电能W＝UIt＝3.7 V×10 000×10－3 A×3 600 s＝133 200 J，由W＝Pt知100 Wh的充电宝所储存的电能W′＝Pt＝100 W×3 600 s＝360 000 J，W<W′，所以无需航空公司批准，选项B错误；充电宝的额定容量为6 500 mAh，单口给手机充电，如果充电电流是2.4 A，可持续充电t＝＝＝2.7 h，选项C正确；该充电宝电动势为3.7 V，输出参数显示为5.1 V，不是因为厂家用锂聚合物所以电动势明显增大了，而是通过升压管理输出5.1 V，选项D错误。

2．(2022·重庆三模)如图所示电路中，R为光敏电阻(其电阻值随光照强度的增大而减小)，R1、R2为定值电阻，两电表均为理想电表，电源内阻不可忽略，现逐渐减小照在R上的光照强度，两电表读数的变化是( A )

A．A变大，V变大  B.A变小，V变大

C．A变大，V变小  D.A变小，V变小

[解析]逐渐减小照在R上的光照强度，R阻值增大，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知总电流减小，路端电压增大，则电流表A读数变大，通过R2的电流减小，R2分压减小，则电压表V读数变大，故选A。

3．(2023·重庆市江津模拟预测)工厂生产的某一批次小灯泡说明书上附有如图甲所示的电压随电流变化图像，乙图是用该批次三个小灯泡连接而成的电路，三个灯泡均发光时电压表V1的示数为4 V。设所有电表均为理想电表，电源内阻不可忽略，下列说法正确的是( B )

A．电压表V2的示数为2.0 V

B．电流表A2的示数为0.30 A

C．若灯泡L1短路，则电压表V2的示数为5.0 V

D．该闭合电路的路端电压为6 V

[解析]由甲图知，当灯泡L1电压为4 V时，流过灯泡的电流为0.6 A，根据串并联电路的特点，流经灯泡L2和L3的电流为0.3 A，从甲图读出灯泡L2和L3的电压为1 V，故A错误，B正确；由以上分析可知闭合电路的路端电压为5 V，故当L1短路后，外电阻减小，路端电压减小，V2表的示数应小于5 V，故CD错误。

4．(2022·广东高三期中)小明为自己家的宠物设计了一款补水提示器，其部分工作原理如图所示，R0为定值电阻。下列分析正确的是( B )

A．水量增加时，滑动变阻器的滑片向上移动

B．如果选择电压表，电表示数变小反映水量减小

C．如果选择电流表，电表示数变大反映水量减小

D．如果选择电流表，R0可以在水太少时保护电路

[解析]根据装置，当水量增加时，弹簧压缩量增大，滑片下移，A错误；若电表为电压表，电压表测的为滑动变阻器滑片以上部分电阻对应的电压值，示数变小，说明滑片上移，水量减少，B正确；若电表为电流表，滑动变阻器滑片以上部分电阻被短路，滑片以下部分电阻与R0串联，若示数变大，则滑动变阻器滑片下移，水量增多，C错误；若选择电流表，在水太少时体现不出R0的作用，但在水太多时，变阻器接入电路的阻值就会很小，电路中的电流太大，如果没有R0可能会烧坏电源和电流表，所以R0是在水太多时保护电路，D错误。

5．(2023·辽宁高三专题练习)某学生在研究串联电路电压特点的实验时，连接成如图所示的电路，接通S后，他将大内阻的电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则出现此种情况的原因可能是(R1、R2的阻值相差不大)( A )

A．AB段断路或BC段短路

B．AB段短路或BC段短路

C．AB段短路或BC段断路

D．AB段断路或BC段断路

[解析]电压表有示数说明并联部分无短路，串联部分无断路，电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路。根据题意电压表并联在A、C两点间，电压表示数为U，当并联在A、B两点间时，电压表示数也为U，当并联在B、C两点间时，电压表的示数为零，则可以判断电路的故障可能是AB段断路，也可能是BC段短路，故A正确，BCD错误。

6．(2023·江苏模拟预测)某汽车的电源与启动电动机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下面说法错误的是( C )

A．车灯的电流变小  B.路端电压变小

C．电路的总电流变小  D.电源的总功率变大

[解析]开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流I灯变小，故A正确；电路的路端电压为U路＝U灯＝I灯R灯，I灯变小，路端电压变小，故B正确；总电流即干路电流为I干＝＝，U路减小，干路电流增大，故C错误；电源总功率为P总＝EI干，I干增大，总功率变大，故D正确。

7．(2023·重庆模拟预测)图是测定甲、乙两个直流电源的电动势E与内阻r时，得到的路端电压U与干路电流I的U－I图像。若将这两个直流电源分别与同一定值电阻R串联，下列说法正确的是( B )

A．甲电源内阻是乙电源内阻的2倍

B．电源的效率一定有η甲<η乙

C．电源总功率一定有P甲<P乙

D．电源的输出功率一定有P甲>P乙

[解析]由U－I图像可知，甲电源电动势是乙电源电动势的2倍，即E甲＝2E乙，图像的斜率等于内阻，则甲电源内阻是乙电源内阻的4倍，即r甲＝4r乙，选项A错误；电源的效率η＝×100%，可得η甲<η乙，选项B正确；电源总功率P＝，可得P甲＝P乙＝＝，P甲>P乙，选项C错误；电源的输出功率P′＝2R，由此可知P′甲＝2R，P′乙＝2R，不能确定两电源的输出功率的大小关系，选项D错误。

8．(2022·湖北高三期中)如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，下列说法中正确的是( C )

A．电流表示数变大 

B．电压表示数变小

C．电阻R0的电功率变大

D．电源的输出功率变小

[解析]滑片P向上移动，滑动变阻器接入电阻增大，则外电阻变大，由欧姆定律可知，电路总电流减小；外电阻变大致外电压变大，则流过R0的电流增大，由并联特性可知电流表的示数减小，故A错误；滑片向上移动，则滑动变阻器接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小；则内电压减小，可知路端电压增大，即电压表示数变大，故B错误；经前面分析，因电阻R0的电压增大，电流增大，故其电功率增大，故C正确；当外电阻与内阻相等时，电源有最大的输出功率，本题中无法确定内阻和外阻的关系，故无法确定电源功率的变化，故D错误。

9．(2023·河北冀州中学模拟预测)在如图所示的电路中，电源电动势恒定、内阻为r，R1为定值电阻。闭合开关S，理想电流表A、理想电压表V1、V2、V3的示数分别用I、U1、U2和U3表示。当滑动变阻器R2的滑动触头P向上滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示，下列说法正确的是( BD )

A.不变，变大  B.变小，变小

C.＝R2  D.＝r

[解析]根据部分电路欧姆定律可得R1＝＝，R2＝，R1＋R2＝，当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R2减小，则不变，和均变小，故AC错误，B正确；根据闭合电路欧姆定律可得U3＝E－Ir，所以＝r，故D正确。

10．(2023·湖南高三专题练习)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升，已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则( BC )

A．电源内阻r＝－R

B．电源内阻r＝－－R

C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大

D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小

[解析]设电动机的输入电压为U，则电动机的输入功率与输出功率，线圈电阻热功率之间关系为P入＝P出＋P热，即UI＝mgv＋I2R，解得U＝＋IR，根据E＝U外＋U内＝U＋Ir＝＋IR＋Ir，解得r＝－－R，A错误，B正确；如果电动机转轴被卡住，则有E＝I′R＋I′r，可知流过电源电流增大，较短时间内，电源消耗的功率变大，C正确，D错误。

11．(2022·安徽合肥市高三期中)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，R1、R2均为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V分别为理想电流表和理想电压表。在滑动变阻器的滑片P自一端向另外一端滑动的过程中，电压表的读数增大。则下列说法正确的是( AD )

A．电流表的示数将增大

B．电源的输出功率增大

C．电容器所带电荷量增加

D．电阻R2的电功率将减小

[解析]电压表测量定值电阻R1两端电压，电压表示数变大，说明通过R1的电流，即干路电流I1变大，电源内压变大，可知R2和R3并联电压减小，则通过R2的电流I2减小，又I1＝I2＋I3，可知I3增大，即电流表示数增大，故A正确；电源内阻和外电路总电阻大小关系未知，不能判断电源输出功率变化情况，故B错误；R2两端电压减小，电容不变，由C＝，可知电容器所带电荷量减小，故C错误；由P＝IR2，电阻R2的电功率将减小，故D正确。

二、非选择题

12．(2023·河南高三模拟)如图所示的电路中，R1＝1.5 Ω，R2＝3 Ω，变阻器R3最大阻值为5 Ω。闭合开关S且电路稳定后，当R3的阻值为1 Ω时，电压表的示数为2 V；当R3的阻值为2 Ω时，电流表的示数为1.5 A，已知电容器的电容C＝4×10－8 F，电表均为理想电表，求：

(1)电源电动势和内阻；

(2)当R3的阻值由1 Ω调成2 Ω的过程中，通过R2电荷量。

[答案]　(1)6 V,0.5 Ω　(2)4×10－8 C

[解析](1)闭合开关S电路稳定后，电容器所在支路断路，由题意可知，当R3＝1 Ω时，由欧姆定律可得，回路中的电流为I1＝＝2 A，

由闭合电路欧姆定律可得I1＝。

当R′3＝2 Ω时，回路电流为I2＝1.5 A，由闭合电路欧姆定律可得I2＝，

联立解得E＝6 V，r＝0.5 Ω。

(2)电容器两端电压的变化量为ΔU＝I2R′3－U1＝1 V，

电容器中电荷量的变化量，即通过R2电荷量为ΔQ＝CΔU＝4×10－8 C。