高中物理【闭合电路欧姆定律】典型题(带解析)

高中物理 【闭合电路欧姆定律】典型题 1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此( )A ．电动势是一种非静电力B ．电动势越大，表明电源储存的电能越多C ．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D ．电动势就是闭合电路中电源两端的电压解析：选C ．电动势E ＝W 非q，它不属于力的范畴，A 错误；电动势表征非静电力做功的本领，电动势越大，表明电源将其他形式的能转化为电能的本领越大，B 错误，C 正确；电动势与电压是两个不同的概念，通常情况下，电动势大于闭合电路电源两端电压，D 错误．2．两个相同的电阻R ，当它们串联后接在电动势为E 的电源上，通过一个电阻的电流为I ；若将它们并联后仍接在该电源上，通过一个电阻的电流仍为I ，则电源的内阻为( )A ．4RB ．RC ．R 2D ．无法计算解析：选B ．当两电阻串联接入电路中时I ＝E 2R ＋r ，当两电阻并联接入电路中时I ＝E R 2＋r ×12，由以上两式可得：r ＝R ，故选项B 正确． 3.如图所示电路，电源内阻不可忽略，电表均为理想电表．开关S 闭合后，在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )A ．电压表与电流表的示数都减小B ．电压表与电流表的示数都增大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，电流表的示数增大解析：选A ．由变阻器R 0的滑动端向下滑动可知，R 0接入电路的有效电阻减小，R 总减小，由I ＝E R 总＋r可知I 增大，由U 内＝Ir 可知U 内增大，由E ＝U 内＋U 外可知U 外减小，故电压表示数减小．由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝U2可知R2电流表示数减小，故A正确．4．(多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强电阻越大．为探测有无磁场，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E 和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光．若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则()A．电灯L变亮B．电灯L变暗C．电流表的示数减小D．电流表的示数增大解析：选AC．探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻阻值变大，则电路的总可知总电流变小，所以电流表的示数减小，根据U＝E－Ir，可知I 电阻变大，根据I＝ER总减小，U增大，所以电灯两端的电压增大，电灯L变亮，故A、C正确，B、D错误．5．在如图所示的电路中，当开关S闭合后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，下列说法正确的是()A．电压表和电流表的示数都增大B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．灯L2变亮，电容器的带电荷量增加解析：选C．将滑动变阻器的滑片P向下调节，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，路端电压U减小，干路电流I增大，则电压表的示数减小，灯L1变亮，U1增大，R与灯L2并联电路的电压U2＝U－U1，则U2减小，即I2减小，灯L2变暗，电容器的带电荷量减少，流过电流表的电流I A＝I－I2，I增大，I2减小，则I A增大，电流表的示数增大，故C正确．6．(多选)在如图所示的U-I图象中，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U -I 图线．用该电源直接与电阻R 相连组成闭合电路，由图象可知( )A ．电源的电动势为3 V ，内阻为0.5 ΩB ．电阻R 的阻值为1 ΩC ．电源的输出功率为4 WD ．电源的效率为50%解析：选ABC ．由图线Ⅰ可知，电源的电动势为3 V ，内阻为r ＝E I 短＝0.5 Ω；由图线Ⅱ可知，电阻R 的阻值为1 Ω，该电源与电阻R 直接相连组成的闭合电路的电流为I ＝E r ＋R＝2 A ，路端电压U ＝IR ＝2 V(可由题图读出)，电源的输出功率为P ＝UI ＝4 W ，电源的效率为η＝UI EI×100%≈66.7%，故选项A 、B 、C 正确，D 错误． 7．如图甲所示为某一小灯泡的U -I 图线，现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R 串联，接在内阻为1 Ω、电动势为3 V 的电源两端，如图乙所示，则( )A ．通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 WB ．通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 WC ．通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.2 WD ．通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A ，此时每盏小灯泡的电功率约为0.4 W解析：选C ．由题图甲可以看出，当通过小灯泡的电流为0.2 A 时，对应灯泡两端的电压为1 V ，此时小灯泡的电阻为1 V 0.2 A＝5 Ω，两小灯泡并联后的电阻R 并＝2.5 Ω，灯泡两端电压U 并＝R 并R 总E ＝2.57.5×3 V ＝1 V ，恰好符合串联电路电压关系，则每盏小灯泡的功率P L ＝0.2 W ，则A 项错误，C 项正确．同理，可知B 、D 项错误．8．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的A 、B 两灯变亮，C 、D 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：选D．A灯在干路上，A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被排除；因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器上的电压降低，C、D两灯变暗，A、B两灯变亮，这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的或间接并联，而与A、B两灯是串联的或间接串联关系．观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件．故应选D．9.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，由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断，其余用电器均不会损坏，则下列说法正确的是()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．液滴将向上运动D．电源的输出功率变大解析：选C．当L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两端的电压增大，板间场强增大，带电液滴所受的电场力增大，则该液滴将向上运动，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．10．(多选)如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是()A．当R2＝R1＋r时，R2获得最大功率B．当R1＝R2＋r时，R1获得最大功率C．当R2＝0时，R1获得最大功率D．当R2＝0时，电源的输出功率最大解析：选AC．在讨论R2的电功率时，可将R1视为电源内阻的一部分，即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1＋r的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图所示)，R2的电功率是等效电源的输出功率．显然当R2＝R1＋r时，R2获得的电功率最大，A项正确；讨论R1的电功率时，由于R1为定值，根据P＝I2R知，电路中电流越大，R1上的电功率就越大(P1＝I2R1)，所以，当R2＝0时，R1获得的电功率最大，故B项错误，C项正确；讨论电源的输出功率时，R1＋R2为外电阻，内电阻r恒定，由于题目没有给出R1和r的具体数值，所以当R2＝0时，电源输出功率不一定最大，故D项错误．11．两位同学在实验室中利用如图甲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○A和电压表○V1的测量数据，另一位同学记录电流表○A和电压表○V2的测量数据．两位同学根据记录的数据描绘出如图乙所示的两条U-I图线．则图象中两直线的交点表示的物理意义是()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R 0上消耗的功率为1.0 WD ．电源的效率达到最大值解析：选B ．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 ＋R 0＝U 1I ＝2 Ω，R 0＝U 2I＝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R 0>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；P ＝U 2I ＝0.5 W ，选项C 错误；电源的效率η＝EI －I 2r EI，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．12．(多选)如图所示，电源电动势为E ，内阻为r .电路中的R 2、R 3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R 0为定值电阻，R 1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)．当开关S 闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．下列说法中正确的是( )A ．只逐渐增大对R 1的光照强度时，电阻R 0消耗的电功率增大，电阻R 3中有向上的电流B ．只调节电阻R 3的滑动端P 2向上端移动时，电源消耗的电功率变大，电阻R 3中有向上的电流C ．只调节电阻R 2的滑动端P 1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动D ．若断开开关S ，带电微粒向下运动解析：选AD ．当逐渐增大光照强度时，光敏电阻R 1的阻值减小，依据“串反并同”可知电流I 增大，则P R 0增大，U C 增大，Q C ＝CU C 增大，即电容器充电，R 3中有向上的电流，A 正确；当P 2向上移动时，U C 不变，R 3中没有电流，故B 错误；当P 1向下移动时，I不变，但U C 变大，E C ＝U C d 变大，电场力F C ＝U C q d变大，微粒向上运动，故C 错误；若断开开关S ，电容器放电，U C 降为0，则微粒由于重力作用而向下运动，故D 正确．13.如图所示，长为L 的两平行金属板水平放置，接在直流电路中，图中R 为滑动变阻器，一带电微粒自两板左侧中央以某初速度v 0平行于金属板进入两板间，若将滑动变阻器的滑片P 置于最下端b 处，带电微粒将落在下板上距离左端L 3处；若滑片P 与b 端间电阻为18 Ω，带电微粒将沿直线运动；若要微粒不打到金属板上，则滑片P 与b 端间电阻R 的范围应为( )A ．12 Ω<R <20 ΩB ．16 Ω<R <20 ΩC ．12 Ω<R <24 ΩD ．16 Ω<R <24 Ω解析：选B ．设两平行金属板间距为d ，当滑动变阻器的滑片P 置于b 处时，两平行板间的电压为0，得d 2＝12gt 21，L 3＝v 0t 1；当滑片P 与b 端间电阻为18 Ω时，有qU 0d ＝mg .若要微粒刚好不打到金属板上，应满足d 2＝12at 22，L ＝v 0t 2，qU 1d －mg ＝ma 或mg －qU 2d ＝ma ，由以上各式可求得U 1＝109U 0，U 2＝89U 0，由串联电路的分压规律可求得电阻R 1＝109R 0＝20 Ω，R 2＝89R 0＝16 Ω，所求R 的范围为16 Ω<R <20 Ω，选项B 正确． 14. (多选)如图所示，D 是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器AB 内部原有带电微粒P 处于静止状态．下列措施下，关于P 的运动情况说法正确的是( )A ．保持S 闭合，增大A 、B 板间距离，P 仍静止B ．保持S 闭合，减小A 、B 板间距离，P 向上运动C ．断开S 后，增大A 、B 板间距离，P 向下运动D ．断开S 后，减小A 、B 板间距离，P 仍静止解析：选ABD ．保持S 闭合，电源的路端电压不变，增大A 、B 板间距离，电容减小，由于二极管的单向导电性，电容器不能放电，其电量不变，由推论E ＝4πkQ εr S得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故A 正确；保持S 闭合，电源的路端电压不变，电容器的电压不变，减小A 、B 板间距离，由E ＝U d可知，板间场强增大，电场力增大，微粒将向上运动，故B 正确；断开S 后，电容器的电量Q 不变，由推论E ＝4πkQ εr S得到，板间场强不变，微粒所受电场力不变，仍处于静止状态，故C 错误，D 正确．。