专题10 闭合电路的欧姆定律及其实验【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期中真题分类汇编（北京专用）

专题10 闭合电路的欧姆定律及其实验 一、单选题 1．（23-24高二上·北京西城·期中）某电源的电动势为3.0V，内阻为1.0Ω。当外电路中电阻为5.0Ω时，电路中的电流强度和路端电压应为（　　） A．0.5A，3.0V B．0.5A，2.5V C．0.6A，0.5V D．0.6A，3.0V 【答案】B 【详解】根据闭合电路欧姆定律，得电路中的电流为 路端电压为 故选B。 2．（23-24高二上·北京海淀·期中）在如图所示的电路中，已知电源的电动势，内电阻，电阻。闭合开关S后，电路中的电流等于（　　） A．0.67A B．0.75A C．1.0A D．1.2A 【答案】D 【详解】闭合开关S后，根据闭合电路欧姆定律可得 故选D。 3．（23-24高二上·北京海淀·期中）电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路，电源内电阻。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为。闭合开关S后，电阻箱的电功率及电源的电动势分别为（    ） A．2.0W、2.0V B．2.0W、3.0V C．4.0W、2.0V D．4.0W、3.0V 【答案】B 【详解】闭合开关S后，由欧姆定律可得通过电阻箱的电流为 电阻箱的电功率为 根据闭合电路的欧姆定律可得 故选B。 （23-24高二上·北京房山·期中）请阅读下述文字，完成以下各题。 把电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.5Ω，电源的内阻r=0.5Ω，闭合开关S后，电流表示数I=0.5A。 4．闭合开关S后，电源两端的电压U为（　　） A．1.0V B．1.25V C．1.5V D．2.0V 5．电阻R产生的热功率 P 为（　　） A．0.25W B．0.50W C．0.625W D．1.0W 6．电源的电动势E为（　　） A．1.0V B．1.5V C．2.0V D．3.0V 【答案】4．B 5．C 6．B 【解析】4．闭合开关S后，电源两端的电压 故选B。 5．电阻R产生的热功率 故选C。 6．电源的电动势为 故选B。 7．（23-24高二上·北京朝阳·期中）如图所示电路中，R1为定值电阻，L为小灯泡，假设小灯泡阻值不随温度变化而变化。闭合开关S，灯泡L正常发光，当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时（　　） A．电源两端的电压保持不变 B．电流表示数增大 C．小灯泡L变暗 D．小灯泡L变亮 【答案】C 【详解】AB．当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，连接入电路的滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻变大，根据欧姆定律可得总电流减小，即电流表的示数变小，则根据 可知电源两端的电压变大，故AB错误； CD．电路的总电流变小，小灯泡和R1并联部分的电阻大小不变，则并联部分的电压变小，即小灯泡两端的电压变小，则小灯泡L变暗，故C正确，D错误； 故选C。 （23-24高二上·北京门头沟·期中）在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数。完成下面小题。 8．电源的电动势E为（　　） A． B． C． D． 9．电源内阻r上产生的热功率P为（　　） A． B． C． D． 10．在通电时间内，通过电阻R的电荷量q为（　　） A． B． C． D． 【答案】8．C 9．A 10．B 【解析】8．根据闭合电路欧姆定律可得 故选C。 9．电源内阻r上产生的热功率为 故选A。 10．在通电时间内，通过电阻R的电荷量为 故选B。 （23-24高二上·北京门头沟·期中）电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为。完成下面小题。    11．当电阻箱接入电路的阻值时，通过电阻箱的电流I为（　　） A． B． C． D． 12．当电阻箱接入电路的阻值时，电阻箱的热功率P为（　　） A． B． C． D． 13．当电阻箱接入电路的阻值增大时，电压表的示数（　　） A．增大 B．减小 C．不变 D．先增大后减小 【答案】11．B 12．C 13．A 【解析】11．当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为，根据欧姆定律可知，通过电阻箱的电流为 故选B。 12．当电阻箱接入电路的阻值时，电阻箱的热功率为 故选C。 13．当电阻箱接入电路的阻值增大时，电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，则内电压减小，路端电压增大，即电压表的示数增大。 故选A。 （23-24高二上·北京顺义·期中）请阅读下述文字，完成以下各题。 把电源、电阻、电压表、开关及导线连接成如图所示的电路。已知电阻R 3.0 Ω，电源的内阻r 0.60 Ω。闭合开关S后，电压表示数为3.00 V。 14．闭合开关S后，通过电阻R的电流为（　　） A．1.0 A B．2.0 A C．3.0 A D．4.0 A 15．闭合开关S后，电阻R消耗的电功率为（　　） A．1.0 W B．2.0 W C．3.0 W D．4.0 W 16．电源的电动势为（　　） A．1.0 V B．1.5 V C．2.0 V D．3.6 V 【答案】14．A 15．C 16．D 【解析】14．闭合开关S后，通过电阻R的电流为 故选A。 15．闭合开关S后，电阻R消耗的电功率为 故选C。 16．电源的电动势为 故选D。 17．（23-24高二上·北京顺义·期中）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（    ） A．tA应标在电流较小的刻度上，且温度与电流是线性关系 B．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 C．tB应标在电流较小的刻度上，且温度与电流是线性关系 D．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 【答案】B 【详解】因 R=R0+kt 当温度较低时，I较大，即tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系。 故选B。 18．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，R2=1.0Ω。闭合开关S后，理想电压表的示数应为（    ）    A．1.0V B．1.5V C．2.5V D．3.0V 【答案】B 【详解】回路的总电流 理想电压表的示数 U=IR1=1.5V 故选B。 19．（23-24高二上·北京顺义·期中）在炎热的夏天，有些小朋友的太阳帽帽檐上有一小风扇，该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池板的电动势E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（    ） A．将1C的正电荷从负极搬到正极，该电池能把0.6J的太阳能转化为电能 B．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号干电池（电动势为1.5V）的本领大 C．将该电池与其他用电器连接，它的电动势会随之改变 D．将该电池接入电路，它两端的电压一定为0.6V 【答案】A 【详解】A．电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷从电源负极搬到正极所做的功，所以通过1C电荷量该电池能把0.6J的太阳能转化为电能，故A正确； B．电动势越大，表示将其他形式的能转化成电能的本领越大，一节7号干电池的电动势为1.5V，所以该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号干电池的本领小，故B错误； C．电动势的大小为定值，与该电池是否与其他用电器连接无关，故C错误； D．电源电动势等与内电压加外电压，所以将该电池接入电路，它两端的电压一定小于0.6V，故D错误。 故选A。 （23-24高二上·北京通州·期中）在如图所示的电路中，电压表视为理想电表，电阻箱接入电路的阻值，电源的电动势 ，电源内电阻，闭合开关。 20．闭合开关后，通过电阻箱的电流为（    ） A．0.5 A B．0.75 A C．1.5 A D．2.0 A 21．闭合开关后，电压表示数为（    ） A．1.5 V B．1.0 V C．0.5 V D．0.1 V 22．当电阻箱接入电路的阻值增大时，电阻箱的热功率（    ） A．增大 B．不变 C．减小 D．先增大后减小 【答案】20．A 21．B 22．D 【解析】20．闭合开关后，通过电阻箱的电流为 故选A。 21．电压表示数为R的电压值，则 故选B。 22．电阻箱的热功率为 根据图像 可得当电阻箱接入电路的阻值增大时，电阻箱的热功率先增大后减小。 故选D。 二、多选题 23．（23-24高二上·北京密云·期中）如图所示的电路中，、、为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器的滑动触头向上移动时（　　） A．灯变亮，灯和灯都变暗 B．灯变亮，灯变暗，灯变亮 C．电源释放的总电功率增大，电源的供电效率升高 D．电源释放的总电功率增大，电源的供电效率降低 【答案】BD 【详解】AB．当变阻器的滑动触头P向上移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，总电流I增大，A灯变亮，A灯和电源的内电压增大，并联部分电压减小，B灯变暗，由总电流增大，而通过B灯的电流减小，可知通过C灯的电流增大，C灯变亮，故A错误，B正确； CD．电源消耗的总功率为P=EI，电源的电动势E不变，I增大，则电源的总功率P增大，电源的供电效率 外电阻减小，路端电压U减小，电源的供电效率降低，故C错误，D正确。 故选BD。 24．（23-24高二上·北京东城·期中）在如图所示电路中，电源内阻不可忽略，导线电阻不计，电流表、电压表均为理想电表。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．电流表的示数增大 B．电压表的示数增大 C．电源的内阻消耗的热功率减小 D．电容器C贮存的电量减小 【答案】AD 【详解】AB．电容器在电路中相当于断路，根据电路图可知，该电路为串联电路，定值电阻与滑动变阻器串联，根据闭合电路的欧姆定律有 当滑动变阻器的滑动触头从由a向b缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，从而使总电阻减小，导致电路中电流始终增大，电流表得示数变大，因此电路中的内电压 增大，而由 可知，外电压减小，但定值电阻两端的电压 随着电流的增大而增大，而 可知两端的电压始终减小，根据电路图可知，电压表测得是两端得电压，因此，电压表的示数减小，故A正确，B错误 C．电源内阻消耗的热功率 由于电流增大，则可知电源内阻消耗的热功率增大，故C错误； D．根据电路图可知，电容器两端的电压等于电压表所测电压，即等于滑动变阻器两端的电压，而滑动变阻器两端的电压减小，则可知电容器两端的电压减小，根据 可知，电容不变，电压减小，则电容器所带电荷量减小，故D正确。 故选AD。 25．（23-24高二上·北京东城·期中）在如图所示的 U-I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻 R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知（　　） A．该电阻的阻值为 2.0Ω B．该电源的电动势为6.0V，内阻为0.5Ω C．该电源的路端电压为4.0V，输出功率为 4.0W D．选一个 R=1.0Ω的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率一定相等 【答案】CD 【详解】A．U-I图像中直线b的斜率表示电阻R的阻值，可得 故A错误； B．U-I图像中直线a的纵轴截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，可得 故B错误； C．U-I图像中直线a与直线b的交点纵坐标表示路端电压，横轴坐标1.0A表示电路中的干路电流，可得 故C正确； D．选一个R=1.0Ω的电阻与该电源组成闭合回路，由闭合电路欧姆定律可得 电源的输出功率为 可知，改变外电路电阻后，电源的输出功率没有变化。故D正确。 故选CD。 26．（23-24高二上·北京海淀·期中）某汽车的电源与启动电机、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，两车灯突然变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。当汽车启动时，此时（　　） 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 【答案】ABD 【详解】当汽车启动时，电动机与车灯并联，电路总电阻减小，则电路的总电流I变大，电源的总功率变大，电源内电压增大，则路端电压变小，则车灯的电流变小。 故选ABD。 27．（23-24高二上·北京朝阳·期中）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离。电源电动势，内阻，电阻。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。若小球电荷量为，质量为，不考虑空气阻力。（g取）则下列说法正确的是（    ） A．将滑动变阻器滑片向上移动，其它条件不变，则小球将不能到达A板 B．电源的输出功率 C．路端总电压为24V D．小球的电势能减少了 【答案】AB 【详解】A．初始时，小球恰能到达A板，根据动能定理有 解得 将滑动变阻器滑片向上移动，其它条件不变，滑动变阻器阻值增大，电容器两板间的电势差增大，则小球将不能到达A板，故A正确； B．根据闭合电路的欧姆定律 解得 电源的输出功率 故B正确； C．路端总电压为 故C正确； D．电场力做功为 根据功能关系可知小球的电势能增加了，故D错误。 故选AB。 三、实验题 28．（23-24高二上·北京东城·期中）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验电路如图所示： （1）请按照电路图完成图对应的实物间的连线 。 （2）用所选器材按照图连接好电路后，将滑动变阻器滑片置于合适位置，闭合开关S，通过调整滑动变阻器，得到多组电流I和电压U。根据实验数据，绘制出如图所示的U-I图像，由图线可求出E= V，r= Ω；（结果均保留3位有效数字） （3）通过分析误差原因，比较测量值和真实值的关系。下列说法中正确的是 。 A． 由于电流表的分压作用，使电动势的测量值小于真实值 B． 由于电流表的分压作用，使电动势的测量值大于真实值 C． 由于电压表的分流作用，使内阻的测量值小于真实值 D． 由于电压表的分流作用，使内阻的测量值大于真实值 【答案】 1.48 0.750 C 【详解】（1）[1]实物图如图所示 （2）[2][3]根据闭合电路的欧姆定律 可知，由U – I图像可得，电池的电动势为纵轴截距，即 电池的内阻为图像的斜率 （3）[4]由于电压表的分流作用，导致测量电流小于真实的干路电流，造成内阻测量值偏小，故ABD错误，C正确。 故选C。 29．（23-24高二上·北京西城·期中）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）； （2）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材： A．电压表（0~15V）                B．电压表（0~3V） C．滑动变阻器（0~20Ω）                D．滑动变阻器（0~1500Ω） 实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 ；（选填相应器材前的字母） 序号 1 2 3 4 5 6 电压U（V） 1.50 1.45 1.35 1.28 1.25 1.15 电流I（A） 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48 （3）某位同学记录的6组数据如上表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U—I图线 ； （4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω（结果保留2位小数）； （5）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U—I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U—I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。甲电路图对应的图像是 ，乙电路图对应的图像是 。 【答案】 甲 B C 1.55 0.83 A C 【详解】（1）[1]一节干电池的电动势和内电阻较小，则实验电路是图1中的甲图的测量误差相等较小，所以应该选择的实验电路是图1中的甲。 （2）[2]一节干电池的电动势约为1.5V，则应选择量程较小的电压表，所以实验中电压表应选用B。 [3]电流表的最大量程为0.6A，则电路中总电阻的最小值约为 则0~20Ω滑动变阻器足够保护电路且方便调节，故滑动变阻器应选用C。 （3）[4]作出U—I图线如下图所示 （4）[5][6]根据闭合电路欧姆定律有 结合图像可得，干电池的电动势为 干电池的内电阻为 （5）[7]甲电路图的误差是由电压表分流引起的误差，则电流表测量的电流值小于电源电流的真实值，所以甲电路图对应的图像是A。 [8]乙电路图的误差是由电流表分压引起的误差，则电压表测量的电压值小于电源路端电压的真实值，所以乙电路图对应的图像是C。 30．（23-24高二上·北京朝阳·期中）在测量一节干电池的电动势E和内电阻r的实验中，实验电路如图所示，使用下列器材进行了实验 A．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ） C．变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A） D．待测干电池、电键S和导线若干 （1）李明同学所在小组实验测得的几组数据已在图中标出，如图丙所示．根据数据点位置完成了图线，并由图线求出该电池的电动势 V，电阻 Ω。（此空保留2位有效数字） （2）用这种方法测出的r值比真实值 （选填“偏大”、“偏小”、“相等”）。 【答案】 1.47 0.55 偏小 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律 得 则 ， （2）[3]当电压表为零时，电流值为短路电流，即短路电流是准确的。实际情况是：由于电压表分流，任意电压表示数，干路电流都大于电流表示数，导致斜率变小。即测出的r值比真实值小。 31．（23-24高二上·北京朝阳·期中）“测定电池的电动势和内阻”的实验中，实验原理图如图甲所示。 （1）在图甲所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （填“A”或“B”）端： （2）图丙是根据实验数据作出的U-I图像，由图可知，电源的电动势E= V，内阻r= Ω（小数点后面保留两位），用这个方法测量出来的电源电动势 （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 A 1.45 0.69 小于 【详解】[1]为保证实验安全，在开始时电路中电流应为最小值，故滑动变阻器应接入最大阻值，由图可知，故滑片应接到A端； [2]根据欧姆定律可得 由U-I图可知，电源的电动势为 E=1.45V [3]当路端电压为1V时，电流为0.65A，则由闭合电路欧姆定律可知 [4]图甲电流表只测得支路电流，小于干路电流，根据 故 故用这个方法测量出来的电动势小于真实值。 四、解答题 32．（23-24高二上·北京海淀·期中）如图1所示，用电动势为、内阻为的电源，向滑动变阻器供电。改变变阻器的阻值，路端电压与电流均随之变化。 （1）请写出随变化的关系式（除和外其他物理量仅允许使用和）；若以为纵坐标，为横坐标，在图2中画出变阻器阻值变化过程中图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义。 （2）请在图2画好的关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率； （3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析 【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得 E=U+Ir 解得 U=E-Ir 画出的U-I图像如图所示 图像与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流。 （2）在画好的U-I关系图线上任取一点，其坐标值U和I的乘积即为此时电源的输出功率P，因此可画出如图所示的带网格图形，以其面积表示此时电源的输出功率 （3）电动势的定义式为 根据能量守恒定律，非静电力做的功W产生的电能等于外电路电功和内电路产生的电热， 即 所以 解得 33．（23-24高二上·北京顺义·期中）锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。当用充电器为一手机锂电池充电时（如图1），锂电池为该回路的用电器，等效电路如图2所示。充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，请分析： （1）锂电池的输入功率为多大？ （2）锂电池因内阻而损耗的热功率为多大？ （3）锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由题意可知，锂电池的输入功率等于电源的输出功率，因此为 （2）根据公式，锂电池因内阻而损耗的热功率为 （3）根据能量守恒定律可得 整理得 1．（23-24高二上·北京朝阳·期中）下列关于电源电动势的说法正确的是（    ） A．电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置 B．在电源内部正电荷从电势高处向低电势处移动 C．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领 D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化 【答案】C 【详解】A．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电能的装置，A错误； B．电源内部的电流由负极流向正极，则在电源内部正电荷从电势低处向高电势处移动，B错误； C．电源电动势反映了电源供电本领，即反映了电源内部非静电力做功的本领，C正确； D．电源电动势与电路结构无关，不会改变，D错误。 故选C。 2．（23-24高三上·北京石景山·期末）如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表的示数减小，电流表的示数增大 C．电阻R2消耗的电功率增大 D．电源内阻消耗的功率减小 【答案】A 【详解】AB．开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，滑动变阻器R0接入电路的阻值减小，电路总电阻减小，总电流增大，电源内阻和两端的电压增大，电压表的示数减小，滑动变阻器R0两端的电压减小，通过电阻R2的电流减小，电流表的示数减小，故A正确，B错误； C．滑动变阻器R0两端的电压减小，则通过电阻R2的电流减小，电阻R2消耗的电功率减小，故C错误； D．电路总电阻减小，总电流增大，电源内阻消耗的功率增大，故D错误。 故选A。 3．（23-24高二上·北京朝阳·期中）如图所示，直线A为电源的图线，直线B为电阻R的图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率、电路的总功率及电源的效率分别是（    ） A．4W、8W、50.0% B．2W、4W、50.0% C．4W、6W、66.7% D．2W、3W、66.7% 【答案】C 【详解】由图可知，电动势为3V，路端电压为2V，干路电流为2A，电源的输出功率为 电路总功率为 电源的效率为 故选C。 4．（23-24高二上·北京西城·期中）在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变小 B．电源的总功率变大 C．灯泡L的亮度变大 D．电压表的示数变大 【答案】B 【详解】A．滑片P向右移动，滑动变阻器的阻值减小，则电路中的总电阻减小，所以干路电流变大，即电流表的示数变大，故A错误； B．电源的总功率为 电源电动势E不变，干路电流I变大，则电源的总功率变大，故B正确； C．根据闭合电路欧姆定律有 电源电动势E和内阻r不变，干路电流I变大，则路端电压U变小，则灯泡的电压变小，所以灯泡L的亮度变暗，故C错误； D．灯泡L的亮度变暗，即灯泡L的电流变小，干路电流I变大，则电阻的电流变大，所以电阻的电压也变大，而路端电压U变小，则滑动变阻器的电压变小，所以电压表的示数变小，故D错误。 故选B。 5．（23-24高二上·北京海淀·期中）如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项中正确的是（    ） A．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 D．滑动变阻器短路 【答案】C 【详解】在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数，则说明导线cd断路，故C正确，ABD错误。 故选C。 6．（23-24高二上·北京顺义·期中）关于电源及电路的以下叙述，正确的是 A．外电阻R增大，路端电压减小 B．外电阻R增大，电源的内电压增大 C．外电路短路时，路端电压趋近于零 D．外电路断开时，电源的电动势为零 【答案】C 【详解】A．根据 则外电阻R增大，路端电压增加，选项A错误； B．根据 外电阻R增大，电源的内电压减小，选项B错误； C．根据 则外电路短路时R=0，则路端电压趋近于零，选项C正确； D．电源的电动势是由电源本身决定的，与外电路是否断开无关，选项D错误。 故选C。 7．（23-24高二上·北京平谷·期中）某手机说明书的部分内容如表所示，若用该手机播放视频，可以播放约20小时。下列说法正确的是（　　） 电池容量 4000mA‧h 电池类型 不可拆卸式电池 待机时间 约25天 A．充满电时电池可储存的最大能量为4J B．充满电时电池可储存的最大电荷量为4C C．播放视频时电流约为200mA D．待机状态时电流约为6.7A 【答案】C 【详解】A．题目中没有说明该电池的电动势，所以不能求出充满电时电池可储存的最大能量，故A错误； B．充满电时电池可储存的最大电荷量为 q=It=4000×10-3A×3600s=1.44×104C 故B错误； C．播放视频时的平均电流 故C正确； D．待机状态时电流为 故D错误。 故选C。 2、 解答题 8．（23-24高二上·北京东城·期中）如图所示，定值电阻， R为变阻器，其最大阻值为10Ω，电压表为理想电表，当变阻器时，电压表读数为。当变阻器时，电压表读数为。实验过程中，电源的电动势和内阻视为不变，结果保留两位小数。 （1） 求电源的电动势E和内阻r的值； （2） 当上消耗的功率最大时，求电源的效率η； （3） 求出电源的输出功率的范围大小。 【答案】（1）6V，；（2）42.9%；（3） 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有 联立解得，电源的电动势E和内阻r的值分别为 ， （2）上消耗的功率为 可知，当电路中的电流I最大，即变阻器R阻值为0时，上消耗的功率最大，此时电源的效率为 （3）电源的输出功率为 可知，当时，电源的输出功率为最大值为 当时，电源的输出功率为最小值为 则电源的输出功率的范围为。 9．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图所示电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=0.6Ω，电阻R1=6Ω，R2=4Ω。则： （1）图中a，b哪个是电流表？哪个是电压表？ （2）闭合电键S后a、b的两个电表的示数。 【答案】（1）b是电压表，a是电流表；（2）2A，4.8V 【详解】（1）电流表与电源串联，电压表与电源并联，则图中a是电流表，b是电压表； （2）闭合电键S后，外电阻 则电路的电流 即电流表读数为2A；电压表读数 U=IR=4.8V 10．（23-24高二上·北京西城·期中）如图所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变滑动变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。 （1）请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件； （2）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 【答案】（1），；（2）见解析 【详解】（1）设滑动变阻器接入电路的电阻为，由闭合回路欧姆定律有，电路中的电流强度为 输出电功率 由数学知识可知，当，即 时输出功率最大，最大电功率 （2）电动势的定义式为 根据能量守恒，在图1中，非静电力做的功W产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，即 所以 解得 11．（23-24高二上·北京密云·期中）（1）如图所示，用电动势为E、内阻为的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压与电流均随之变化。请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 （2）在电路中电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的过程本质上是导体中的恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功的过程。 由同种材料制成的很长的圆柱形实心金属导体，在其上选取长为L的导体做为研究对象，如图2所示，当其两端的电势差恒为U时，形成的恒定电流的大小为I。设导体中的恒定电场为匀强电场，自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速率恒定且均相同。 ①求恒定电场对每个自由电子作用力的大小F； ②在任意时间t内，恒定电场的电场力对这段导体内的所有自由电子做的总功为W，请从功的定义式出发，推导W=UIt。已知对于横截面积为S的均匀导体，其单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率均为v，则通过导体的恒定电流I=neSv。 【答案】（1）；证明见解析；（2）①；②见解析 【详解】（1）电动势的定义式为 根据能量守恒，在图中，非静电力做的功W产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，即： 所以 解得 （2）①导体内恒定电场的电场强度 则电场对每个自由电子作用力的大小 ②导体内自由电子定向移动的速度大小为v，则对于任意时间t内自由电子定向移动的位移为vt，根据功的定义式，导体内恒定电场的电场力在t内对一个自由电子所做的功 这段导体的电子数 又 因为自由电子定向移动的速率均相同，所以对这些自由电子所做的总功为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 闭合电路的欧姆定律及其实验 一、单选题 1．（23-24高二上·北京西城·期中）某电源的电动势为3.0V，内阻为1.0Ω。当外电路中电阻为5.0Ω时，电路中的电流强度和路端电压应为（　　） A．0.5A，3.0V B．0.5A，2.5V C．0.6A，0.5V D．0.6A，3.0V 2．（23-24高二上·北京海淀·期中）在如图所示的电路中，已知电源的电动势，内电阻，电阻。闭合开关S后，电路中的电流等于（　　） A．0.67A B．0.75A C．1.0A D．1.2A 3．（23-24高二上·北京海淀·期中）电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路，电源内电阻。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为。闭合开关S后，电阻箱的电功率及电源的电动势分别为（    ） A．2.0W、2.0V B．2.0W、3.0V C．4.0W、2.0V D．4.0W、3.0V （23-24高二上·北京房山·期中）请阅读下述文字，完成以下各题。 把电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.5Ω，电源的内阻r=0.5Ω，闭合开关S后，电流表示数I=0.5A。 4．闭合开关S后，电源两端的电压U为（　　） A．1.0V B．1.25V C．1.5V D．2.0V 5．电阻R产生的热功率 P 为（　　） A．0.25W B．0.50W C．0.625W D．1.0W 6．电源的电动势E为（　　） A．1.0V B．1.5V C．2.0V D．3.0V 7．（23-24高二上·北京朝阳·期中）如图所示电路中，R1为定值电阻，L为小灯泡，假设小灯泡阻值不随温度变化而变化。闭合开关S，灯泡L正常发光，当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时（　　） A．电源两端的电压保持不变 B．电流表示数增大 C．小灯泡L变暗 D．小灯泡L变亮 （23-24高二上·北京门头沟·期中）在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数。完成下面小题。 8．电源的电动势E为（　　） A． B． C． D． 9．电源内阻r上产生的热功率P为（　　） A． B． C． D． 10．在通电时间内，通过电阻R的电荷量q为（　　） A． B． C． D． （23-24高二上·北京门头沟·期中）电源、电阻箱、电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值时，电压表示数为。完成下面小题。    11．当电阻箱接入电路的阻值时，通过电阻箱的电流I为（　　） A． B． C． D． 12．当电阻箱接入电路的阻值时，电阻箱的热功率P为（　　） A． B． C． D． 13．当电阻箱接入电路的阻值增大时，电压表的示数（　　） A．增大 B．减小 C．不变 D．先增大后减小 （23-24高二上·北京顺义·期中）请阅读下述文字，完成以下各题。 把电源、电阻、电压表、开关及导线连接成如图所示的电路。已知电阻R 3.0 Ω，电源的内阻r 0.60 Ω。闭合开关S后，电压表示数为3.00 V。 14．闭合开关S后，通过电阻R的电流为（　　） A．1.0 A B．2.0 A C．3.0 A D．4.0 A 15．闭合开关S后，电阻R消耗的电功率为（　　） A．1.0 W B．2.0 W C．3.0 W D．4.0 W 16．电源的电动势为（　　） A．1.0 V B．1.5 V C．2.0 V D．3.6 V 17．（23-24高二上·北京顺义·期中）图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（    ） A．tA应标在电流较小的刻度上，且温度与电流是线性关系 B．tA应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 C．tB应标在电流较小的刻度上，且温度与电流是线性关系 D．tB应标在电流较大的刻度上，且温度与电流是非线性关系 18．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内阻r=0.5Ω，电阻R1=1.5Ω，R2=1.0Ω。闭合开关S后，理想电压表的示数应为（    ）    A．1.0V B．1.5V C．2.5V D．3.0V 19．（23-24高二上·北京顺义·期中）在炎热的夏天，有些小朋友的太阳帽帽檐上有一小风扇，该小风扇与一小型的太阳能电池板相接，对其供电。经测量该电池板的电动势E=0.6V，则关于该电池的描述正确的是（    ） A．将1C的正电荷从负极搬到正极，该电池能把0.6J的太阳能转化为电能 B．该电池把其他形式能转化为电能的本领比一节7号干电池（电动势为1.5V）的本领大 C．将该电池与其他用电器连接，它的电动势会随之改变 D．将该电池接入电路，它两端的电压一定为0.6V （23-24高二上·北京通州·期中）在如图所示的电路中，电压表视为理想电表，电阻箱接入电路的阻值，电源的电动势 ，电源内电阻，闭合开关。 20．闭合开关后，通过电阻箱的电流为（    ） A．0.5 A B．0.75 A C．1.5 A D．2.0 A 21．闭合开关后，电压表示数为（    ） A．1.5 V B．1.0 V C．0.5 V D．0.1 V 22．当电阻箱接入电路的阻值增大时，电阻箱的热功率（    ） A．增大 B．不变 C．减小 D．先增大后减小 二、多选题 23．（23-24高二上·北京密云·期中）如图所示的电路中，、、为三个相同的灯泡，其电阻大于电源内阻，当变阻器的滑动触头向上移动时（　　） A．灯变亮，灯和灯都变暗 B．灯变亮，灯变暗，灯变亮 C．电源释放的总电功率增大，电源的供电效率升高 D．电源释放的总电功率增大，电源的供电效率降低 24．（23-24高二上·北京东城·期中）在如图所示电路中，电源内阻不可忽略，导线电阻不计，电流表、电压表均为理想电表。开关S闭合后，在滑动变阻器R2的滑动端由a向b缓慢滑动的过程中，下列说法正确的是（　　）    A．电流表的示数增大 B．电压表的示数增大 C．电源的内阻消耗的热功率减小 D．电容器C贮存的电量减小 25．（23-24高二上·北京东城·期中）在如图所示的 U-I图中，直线a为某电源的路端电压与电流的关系，直线b为某电阻 R的电压与电流的关系。现用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图可知（　　） A．该电阻的阻值为 2.0Ω B．该电源的电动势为6.0V，内阻为0.5Ω C．该电源的路端电压为4.0V，输出功率为 4.0W D．选一个 R=1.0Ω的电阻与该电源组成闭合回路，电源的输出功率一定相等 26．（23-24高二上·北京海淀·期中）某汽车的电源与启动电机、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，两车灯突然变暗；当汽车启动之后，启动开关S断开，电动机停止工作，车灯恢复正常亮度。当汽车启动时，此时（　　） 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 27．（23-24高二上·北京朝阳·期中）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离。电源电动势，内阻，电阻。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。若小球电荷量为，质量为，不考虑空气阻力。（g取）则下列说法正确的是（    ） A．将滑动变阻器滑片向上移动，其它条件不变，则小球将不能到达A板 B．电源的输出功率 C．路端总电压为24V D．小球的电势能减少了 三、实验题 28．（23-24高二上·北京东城·期中）在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验电路如图所示： （1）请按照电路图完成图对应的实物间的连线 。 （2）用所选器材按照图连接好电路后，将滑动变阻器滑片置于合适位置，闭合开关S，通过调整滑动变阻器，得到多组电流I和电压U。根据实验数据，绘制出如图所示的U-I图像，由图线可求出E= V，r= Ω；（结果均保留3位有效数字） （3）通过分析误差原因，比较测量值和真实值的关系。下列说法中正确的是 。 A． 由于电流表的分压作用，使电动势的测量值小于真实值 B． 由于电流表的分压作用，使电动势的测量值大于真实值 C． 由于电压表的分流作用，使内阻的测量值小于真实值 D． 由于电压表的分流作用，使内阻的测量值大于真实值 29．（23-24高二上·北京西城·期中）利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）； （2）现有电流表（0~0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材： A．电压表（0~15V）                B．电压表（0~3V） C．滑动变阻器（0~20Ω）                D．滑动变阻器（0~1500Ω） 实验中电压表应选用 ；滑动变阻器应选用 ；（选填相应器材前的字母） 序号 1 2 3 4 5 6 电压U（V） 1.50 1.45 1.35 1.28 1.25 1.15 电流I（A） 0.06 0.12 0.24 0.26 0.36 0.48 （3）某位同学记录的6组数据如上表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U—I图线 ； （4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势E= V，内电阻r= Ω（结果保留2位小数）； （5）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U—I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U—I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。甲电路图对应的图像是 ，乙电路图对应的图像是 。 30．（23-24高二上·北京朝阳·期中）在测量一节干电池的电动势E和内电阻r的实验中，实验电路如图所示，使用下列器材进行了实验 A．电流表（0~0.6A，内阻约0.125Ω） B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ） C．变阻器（最大阻值20Ω，额定电流1A） D．待测干电池、电键S和导线若干 （1）李明同学所在小组实验测得的几组数据已在图中标出，如图丙所示．根据数据点位置完成了图线，并由图线求出该电池的电动势 V，电阻 Ω。（此空保留2位有效数字） （2）用这种方法测出的r值比真实值 （选填“偏大”、“偏小”、“相等”）。 31．（23-24高二上·北京朝阳·期中）“测定电池的电动势和内阻”的实验中，实验原理图如图甲所示。 （1）在图甲所示的电路中，为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于 （填“A”或“B”）端： （2）图丙是根据实验数据作出的U-I图像，由图可知，电源的电动势E= V，内阻r= Ω（小数点后面保留两位），用这个方法测量出来的电源电动势 （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 四、解答题 32．（23-24高二上·北京海淀·期中）如图1所示，用电动势为、内阻为的电源，向滑动变阻器供电。改变变阻器的阻值，路端电压与电流均随之变化。 （1）请写出随变化的关系式（除和外其他物理量仅允许使用和）；若以为纵坐标，为横坐标，在图2中画出变阻器阻值变化过程中图像的示意图，并说明图像与两坐标轴交点的物理意义。 （2）请在图2画好的关系图线上任取一点，画出带网格的图形，以其面积表示此时电源的输出功率； （3）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 33．（23-24高二上·北京顺义·期中）锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。当用充电器为一手机锂电池充电时（如图1），锂电池为该回路的用电器，等效电路如图2所示。充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，请分析： （1）锂电池的输入功率为多大？ （2）锂电池因内阻而损耗的热功率为多大？ （3）锂电池在充电过程中转化为化学能的功率为多大？ 1．（23-24高二上·北京朝阳·期中）下列关于电源电动势的说法正确的是（    ） A．电源是通过静电力把其它形式的能转化为电能的装置 B．在电源内部正电荷从电势高处向低电势处移动 C．电源电动势反映了电源内部非静电力做功的本领 D．把同一电源接在不同的电路中，电源的电动势也将变化 2．（23-24高三上·北京石景山·期末）如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在滑动变阻器R0的滑片向下滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表与电流表的示数都减小 B．电压表的示数减小，电流表的示数增大 C．电阻R2消耗的电功率增大 D．电源内阻消耗的功率减小 3．（23-24高二上·北京朝阳·期中）如图所示，直线A为电源的图线，直线B为电阻R的图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率、电路的总功率及电源的效率分别是（    ） A．4W、8W、50.0% B．2W、4W、50.0% C．4W、6W、66.7% D．2W、3W、66.7% 4．（23-24高二上·北京西城·期中）在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关S，电灯L正常发光。两块电表均为理想电表。在滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数变小 B．电源的总功率变大 C．灯泡L的亮度变大 D．电压表的示数变大 5．（23-24高二上·北京海淀·期中）如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则下面选项中正确的是（    ） A．导线断路 B．滑动变阻器断路 C．导线断路 D．滑动变阻器短路 6．（23-24高二上·北京顺义·期中）关于电源及电路的以下叙述，正确的是 A．外电阻R增大，路端电压减小 B．外电阻R增大，电源的内电压增大 C．外电路短路时，路端电压趋近于零 D．外电路断开时，电源的电动势为零 7．（23-24高二上·北京平谷·期中）某手机说明书的部分内容如表所示，若用该手机播放视频，可以播放约20小时。下列说法正确的是（　　） 电池容量 4000mA‧h 电池类型 不可拆卸式电池 待机时间 约25天 A．充满电时电池可储存的最大能量为4J B．充满电时电池可储存的最大电荷量为4C C．播放视频时电流约为200mA D．待机状态时电流约为6.7A 2、 解答题 8．（23-24高二上·北京东城·期中）如图所示，定值电阻， R为变阻器，其最大阻值为10Ω，电压表为理想电表，当变阻器时，电压表读数为。当变阻器时，电压表读数为。实验过程中，电源的电动势和内阻视为不变，结果保留两位小数。 （1） 求电源的电动势E和内阻r的值； （2） 当上消耗的功率最大时，求电源的效率η； （3） 求出电源的输出功率的范围大小。 9．（23-24高二上·北京顺义·期中）如图所示电路中，电源的电动势E=6V，内阻r=0.6Ω，电阻R1=6Ω，R2=4Ω。则： （1）图中a，b哪个是电流表？哪个是电压表？ （2）闭合电键S后a、b的两个电表的示数。 10．（23-24高二上·北京西城·期中）如图所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变滑动变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。 （1）请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件； （2）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 11．（23-24高二上·北京密云·期中）（1）如图所示，用电动势为E、内阻为的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压与电流均随之变化。请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。 （2）在电路中电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程，电流做功的过程本质上是导体中的恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功的过程。 由同种材料制成的很长的圆柱形实心金属导体，在其上选取长为L的导体做为研究对象，如图2所示，当其两端的电势差恒为U时，形成的恒定电流的大小为I。设导体中的恒定电场为匀强电场，自由电子的电荷量为e，它们定向移动的速率恒定且均相同。 ①求恒定电场对每个自由电子作用力的大小F； ②在任意时间t内，恒定电场的电场力对这段导体内的所有自由电子做的总功为W，请从功的定义式出发，推导W=UIt。已知对于横截面积为S的均匀导体，其单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率均为v，则通过导体的恒定电流I=neSv。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$