章末强化练(4) 闭合电路（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

章末强化练(四)　闭合电路 [对应学生用书P189] 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．) 1．关于电动势E，下列说法中正确的是(　　) A．电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样 B．电动势E的大小，与非静电力做的功W成正比，与所移动的电荷量q的大小成反比 C．电动势E跟电源的体积无关，外电路变化时，E也变化 D．电动势E是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量 D　[电势是电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，而电势差是电场中两点电势的差值，电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，电动势反映了电源中非静电力做功本领的大小，是电源的属性之一，与外电路无关，所以A、B、C错误，D正确．] 2．关于欧姆表，下列说法正确的是(　　) A．欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的 B．由于电流和电阻成反比，所以刻度盘上的刻度是均匀的 C．使用欧姆表时，选择好一定倍率的欧姆挡后首先应该将两表笔短接，进行欧姆调零，换挡后不必重新调零 D．若测量时指针偏角较小，应换用较小倍率挡测量 A　[欧姆表内部有电源，与被测电阻组成了闭合回路，测量原理是闭合电路欧姆定律，A正确；电流I＝，I与Rx不成反比，表盘上的刻度是不均匀的，B错误；每次换挡后都必须重新进行欧姆调零，C错误；若测量时指针偏转角较小，说明待测电阻阻值较大，应换用较大倍率挡来测量，D错误．] 3．“神舟九号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步．飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．有一太阳能电池板，测得它的断路路端电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　) A．0.1 V B．0.2 V C．0.3 V D．0.4 V D　[电池没有接入外电路时，路端电压等于电源电动势，所以电动势E＝800 mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以内阻r＝＝ Ω＝20 Ω，该电池与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ mA＝20 mA，所以路端电压U＝IR＝400 mV＝0.4 V，D正确．] 4．如图所示，电源的电动势为E，内电阻为r.两电压表可看作理想电表，当闭合开关，将滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，下列说法正确的是(　　) A．小灯泡L1、L2均变暗 B．小灯泡L1变亮，V1的读数变大 C．小灯泡L2变亮，V2的读数不变 D．小灯泡L1变暗，V1的读数变小 D　[将滑动变阻器的滑片由右端向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，滑动变阻器与小灯泡L1并联的电阻变小，外电路的总电阻减小，路端电压减小，V1的读数变小；由闭合电路的欧姆定律可知，流过电源的电流增大，小灯泡L2变亮，电压表V2的读数变大；小灯泡L1的电压U1＝E－I(r＋RL2)减小，小灯泡L1变暗，D正确．] 5．如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线框内的电路图应是图中的(　　) A　[红表笔插在“＋”插孔中，与内部电源的负极相连． 每次换挡后都要进行欧姆调零，所以电阻要可调节，A正确．] 6．如图所示的是一种测量电流表内阻的电路．闭合开关S，调节电阻箱R的阻值，当电阻箱阻值为R1时，电流表的指针恰好满偏．当电阻箱的阻值为R2时，电流表的指针刚好半偏．若忽略电池的内阻，则电流表的内阻为(　　) A.－R1 B．R1－R2 C．R2－2R1 D．2(R2－R1) C　[设电流表的满偏电流为Ig，内阻为Rg.根据闭合电路欧姆定律，得Ig＝；Ig＝，联立解得Rg＝R2－2R1，C正确．] 7．如图所示电路中，由于某处出现了故障，导致电路中的L1、L2两灯变亮，L3、L4两灯变暗，故障的原因可能是(　　) A．R1短路 B．R2断路 C．R2短路 D．R3短路 D　[L1灯在干路上，L1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错误．因为短路部分的电阻变小，分压作用减小，与其并联的用电器两端的电压减小，L3、L4两灯变暗，L1、L2两灯变亮，这说明发生短路的电阻与L3、L4两灯是并联的，而与L1、L2两灯是串联的，观察电路中电阻的连接形式，只有R3短路符合条件，故选D.] 二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 8．电阻R1、R2的I­U关系图像如图甲所示，现把它们串联成如图乙所示的电路，则(　　) 甲　　　　　　　　 　乙 A．由图甲可知R1<R2 B．若电源的电动势保持不变，要使R1的功率增大，滑动变阻器R0的滑片应向右滑动 C．R1、R2消耗的电功率P1>P2 D．调节R0，可以使R1、R2两端的电压相等 BC　[由图甲知R1>R2，选项A错误．由闭合电路欧姆定律知，滑片向右移，电路的总电阻减小，总电流增大，R1消耗的功率增大，选项B正确．由于R1>R2且串联，所以P1>P2，选项C正确．由串联电路的电压分配关系知，R1、R2两端的电压永远不可能相等，选项D错误．] 9．如图所示，电源的电动势E＝2 V，内阻r＝2 Ω，两个定值电阻均为8 Ω，平行板电容器的电容C＝3×10－6F，则(　　) A．开关断开时两极板间的电压为1.6 V B．开关断开时电容器所带电荷量为4×10－6 C C．开关闭合时两极板间的电压为1.6 V D．开关闭合时电容器所带电荷量为4×10－6 C AD　[电容器两极板间的电压等于电阻R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流I＝＝ A＝0.2 A，电容器两极板间的电压为U＝IR2＝0.2×8 V＝1.6 V，此时电容器所带电荷量为Q＝CU＝3×10－6×1.6 C＝4.8×10－6C，A正确，B错误；开关闭合时两定值电阻并联，电容器两极板间电压等于路端电压，电路中的总电流为I′＝＝ A＝ A，电容器两极板间的电压为U′＝I′R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带电荷量Q′＝CU′＝3×10－6× C＝4×10－6 C，C错误，D正确．] 10．如图所示，四个电表均为理想电表，当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时，下列说法正确的是(　　) A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数增大 B．电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小 C．电压表V2的读数减小，电流表A2的读数增大 D．电压表V2的读数增大，电流表A2的读数减小 BC　[当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，干路上的电流减小，电源内阻及R1分得的电压减小，电压表V1的读数增大，电流表A1的读数减小，选项A错误，B正确；由于电压表V1的读数增大，由欧姆定律可得通过R3的电流增大，则电流表A2的读数增大，由IR1＝IR3＋IR2可知通过R2的电流减小，则电压表V2的读数减小，选项C正确，D错误．] 三、非选择题(本题共5小题，共54分．) 11．(7分)某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确． 电压表(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ)； 电流表(量程0～0.6 A，内阻约为1 Ω)； 滑动变阻器(0～20 Ω，额定电流1 A)； 待测电池组(电动势约为3 V，内阻约为1 Ω)； 开关、导线若干． (1)该小组连接的实物电路如图甲所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是________． 甲　　　　　　　　乙 (2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端．(选填“a”或“b”) (3)实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显．为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5 Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U­I图像，如图乙所示．根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω，(结果均保留两位有效数字) 解析　(1)按原电路测量，测得的电源内阻包含了电流表的内阻(电流表内接法)，导致测量结果偏大．导线5一端接电压表正接线柱，另一端应接电流表正接线柱或电源正极． (2)为保护电路，在闭合开关前，电路总电阻应最大，滑片应置于滑动变阻器的a端． (3)根据闭合电路的欧姆定律，串联R0＝5 Ω的电阻后，有E＝Ir＋IR0＋U，得U＝E－(r＋R0)I.所以纵轴截距为E＝2.9 V，r＋R0＝|k|＝Ω＝5.80 Ω.故电源内阻r＝0.80 Ω. 答案　(1)5　(2)a　(3)2.9　0.80 12．(9分)(2022·山东卷)某同学利用实验室现有器材，设计了一个测量电阻阻值的实验．实验器材： 干电池E(电动势1.5 V，内阻未知)； 电流表A1(量程10 mA，内阻为90 Ω)； 电流表A2(量程30 mA，内阻为30 Ω)； 定值电阻R0(阻值为150 Ω)； 滑动变阻器R(最大阻值为100 Ω)； 待测电阻Rx； 开关S，导线若干． 测量电路如图所示． (1)断开开关，连接电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一侧．将定值电阻R0接入电路；闭合开关，调节滑片位置，使电流表指针指在满刻度的处，该同学选用的电流表为________(填“A1”或“A2”)；若不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的电阻值应为________Ω. (2)断开开关，保持滑片的位置不变，用Rx替换R0，闭合开关后，电流表指针指在满刻度的处，则Rx的测量值为________Ω. (3)本实验中未考虑电池内阻，对Rx的测量值________(填“有”或“无”)影响． 解析：(1)器材选择需要结合测量电路，用假设法初步分析，电流表半偏时，若电流表为A1，由闭合电路欧姆定律可计算出电路中总电阻为300 Ω，定值电阻与电流表A1的内阻之和为240 Ω，不考虑电池内阻，此时滑动变阻器接入电路的阻值应为60 Ω，实验器材可满足需求；若电流表为A2，电流表半偏时，电路中总电阻为100 Ω，不符合题意．(2)由闭合电路欧姆定律有E＝(rA1＋R0＋r＋R)，E＝(rA1＋Rx＋r＋R)，(1)问得到的滑动变阻器接入电路的阻值60 Ω，实际上是滑动变阻器R和电池内阻r串联后的总阻值，联立可得Rx＝100 Ω.(3)由(2)问分析可得，是否考虑电池内阻对实验结果无影响． 答案：(1)A1　60　(2)100　(3)无 13．(11分)在如图所示的电路中，R1是一滑动变阻器，R2为定值电阻．闭合开关，当滑动变阻器的滑片在最左端时，路端电压U1＝16 V，电路中的电流I1＝0.2 A；当滑片滑至最右端时，路端电压U2＝4 V，电路中的电流I2＝0.8 A．求： (1)电源的电动势E和内阻r； (2)定值电阻R2的阻值； (3)滑动变阻器R1的最大阻值． 解析　(1)滑动变阻器滑片在左、右两端时分别依据闭合电路欧姆定律列方程得：E＝U1＋I1r， E＝U2＋I2r， 代入数据，两式联立解得E＝20 V，内阻r＝20 Ω. (2)滑片在最右端时，R1＝0，所以R2＝， 代入数据解得R2＝5 Ω. (3)滑片在最左端时R1接入电路的阻值最大，即 R1max＋R2＝， 代入数据解得R1max＝75 Ω. 答案　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)75 Ω 14．(12分)在如图所示的电路中，R1、R2、R3为三个定值电阻，电流表为理想电表，C为平行板电容器．最初开关S断开，闭合开关S，待整个电路稳定后，求流过电流表的电荷量．(已知电源的电动势为E＝6 V，内阻r＝1 Ω，R1、R2、R3的阻值分别为2 Ω、3 Ω、7.5 Ω，电容器的电容为C＝4 μF) 解析　开关S断开时，电容器相当于断路，R3中无电流通过，电容器两端的电压等于R2两端的电压，设其大小为U2，有U2＝·R2＝3 V， 根据C＝可得开关S断开时电容器所带的电荷量为Q＝CU2＝4×10－6×3 C＝1.2×10－5 C， 电容器上极板带正电，下极板带负电 开关S闭合时，电路的外电阻为 R外＝＝3 Ω， 路端电压为U外＝·R外＝4.5 V， 而电容器两端的电压等于R1两端的电压，设其大小为U1，有U1＝·R1＝1.8 V， 根据C＝可得开关S闭合后电容器所带的电荷量为Q′＝CU1＝4×10－6×1.8 C＝7.2×10－6 C， 电容器上极板带负电，下极板带正电． 综上可得开关S从断开到闭合后电路稳定的过程中通过电流表的电荷量为ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5 C. 答案　1.92×10－5 C 15．(15分)如图所示，电源的电动势为E＝18 V，内阻r＝1.0 Ω，电阻R2＝5.0 Ω，R3＝6.0 Ω.平行金属板水平放置，两板间距d＝2 cm，当可变电阻R1的滑动触头移至R1的中点时，电源的路端电压是16 V，一个电荷量为q＝－8.0×10－9 C的带负电油滴正好平衡于两板之间．(取g＝10 m/s2)求： (1)R1的总阻值； (2)油滴的质量； (3)移动R1的滑动触头P，油滴可获得的向下的最大加速度． 解析　(1)电路中总电流为I1＝＝ A＝2 A， R2两端电压为UR2＝I1R2＝2×5.0 V＝10 V， R1、R3并联部分电压 U并＝UR3＝UR1＝U1－UR2＝16 V－10 V＝6 V， 通过R3的电流为IR3＝＝ A＝1 A， 则通过R1的电流为IR1＝I1－IR3＝1 A， 则R1接入电路中的电阻为＝ Ω＝6 Ω， 则可变电阻的总阻值为R1＝2×6 Ω＝12 Ω. (2)电容器并联在R2两端，则电容器两端的电压为 UC＝UR2＝10 V， 根据平衡条件得|q|＝mg， 油滴质量为 m＝＝ kg＝4.0×10－7 kg. (3)为使油滴获得向下的加速度，需把R1的滑动触头P向上移动，以减小电容器两端的电压，从而减小油滴所受静电力．为使油滴向下的加速度最大，则应使R1的滑动触头移动到最上端，此时R1、R3的并联电阻为R13＝＝ Ω＝4 Ω， 则R2两端的电压为 UR2′＝＝ V＝9 V， 电容器两端的电压为UC′＝UR2′＝9 V， 根据牛顿第二定律得mg－q＝ma， 油滴向下的最大加速度为 a＝g－＝10 m/s2－ m/s2＝1 m/s2. 答案　(1)12 Ω　(2)4.0×10－7 kg　(3)1 m/s2 学科网（北京）股份有限公司 $$