课时测评24 闭合电路的综合问题-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（教科版）

课时测评24　闭合电路的综合问题 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题4分，共36分) 1.如图所示，R1阻值恒定，R2为热敏电阻(热敏电阻阻值随温度降低而增大)，L为小灯泡，当R2所在位置温度升高时 (　　) A．R1两端的电压减小 B．小灯泡的亮度变暗 C．电流表的示数减小 D．通过R2的电流减小 答案：B 解析：当R2所在位置温度升高时，R2阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，R1两端的电压U1＝IR1增大，故A、C错误；总电流增大，内电压增大，则路端电压U＝E－Ir减小，并联部分的电压减小，所以灯泡L变暗，故B正确；通过L的电流减小，而总电流增大，则通过R2的电流增大，故D错误。 2．(2025·四川成都高二统考期末)将四个完全相同的灯泡按图示的电路连接，其中电源电动势为E，内阻为r，闭合开关后各灯泡均发光，若灯泡L3突然短路，则(　　) A．灯泡L1变暗 B．灯泡L2变亮 C．灯泡L4变亮 D．电源输出功率一定变大 答案：B 解析：灯泡L3突然短路，电路中总电阻减小，总电流增大，则灯泡L1变亮，故A错误；电路中总电流增大，则电源内电压增大，灯泡L1两端电压增大，则灯泡L4两端电压减小，灯泡L4变暗，流经灯泡L4电流减小，由于总电流增大，所以流经灯泡L2电流增大，灯泡L2变亮，故B正确，C错误；由于不知道电源内阻和灯泡电阻之间的大小关系，所以无法判断电源输出功率是否变大，故D错误。 3．(2025·四川泸州高二统考期末)在如图所示的电路中，开关S1闭合，S2断开，电源电动势为E、内电阻为r，R、R1、R2均为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表。在开关S2从断开到闭合时，以下分析正确的是(　　) A．电压表示数增大 B．电流表示数增大 C．R1消耗的电功率增大 D．R2消耗的电功率增大 答案：C 解析：开关S2从断开到闭合时，外电阻的阻值减小，则干路电流I增大，内电压增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，故A错误；R1两端的电压增大，故R2两端的电压减小，则电流表示数减小，故B错误；干路电流I增大，R1消耗的电功率增大，故C正确；电流表示数减小，R2消耗的电功率减小，故D错误。 4.(多选)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＝3×10－6 F，则(　　) A．开关断开时两极板间的电压为 V B．开关断开时电容器所带电荷量为4×10－6 C C．开关接通时两极板间的电压为 V D．开关接通时电容器所带电荷量为4×10－6 C 答案：CD 解析：电容器两极板间的电压等于R2两端的电压，开关S断开时，电路中的总电流为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＝4.8×10－6 C；开关接通时，两定值电阻并联，R外＝ Ω＝4 Ω，电容器两极板间的电压等于路端电压，电路中的总电流I′＝＝ A＝ A，电容器两极板间的电压U′＝I′R外＝×4 V＝ V，此时电容器所带的电荷量Q′＝CU ′＝3×10－6× C＝4×10－6 C，故选CD。 5．(多选)小张同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在了同一坐标纸上，如图中的a、b、c所示，则下列判断正确的是(　　) A．直线a表示电源的总功率 B．曲线b表示电源的输出功率 C．电源的电动势E＝9 V，内阻r＝3 Ω D．曲线c表示电源的输出功率 答案：AD 解析：电源消耗的总功率PE＝EI∝I，故A正确；输出功率为PR＝PE－Pr＝EI－I2r，应为开口向下的曲线，则曲线c表示电源的输出功率，故B错误，D正确；当I＝3 A时，输出功率PR＝0，说明外电路短路，根据P＝EI可得E＝＝ V＝3 V，电源内阻r＝＝ Ω＝1 Ω，故C错误。 6.如图所示，E为电源，其内阻不可忽略，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R为定值电阻，C为平行板电容器，G为灵敏电流计。闭合开关S，当环境温度明显降低且稳定后，下列说法正确的是(　　) A．R两端电压变大 B．RT两端电压变大 C．C所带电荷量减小 D．温度降低的过程中，G中电流方向由a到b 答案：B 解析：当环境温度明显降低且稳定后，热敏电阻的阻值RT增大，故电路总电阻变大，总电流变小，路端电压增大，则电容器C两端电压变大，由Q＝CU知，电容器所带电荷量增大，故G中电流方向由b到a；总电流变小，则R两端电压变小；又路端电压变大，则RT两端电压变大。故B正确，A、C、D错误。 7.(多选)(2025·安徽蚌埠高二统考期末)如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡L的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时，小灯泡L恰好能正常发光，则下列说法正确的是(　　) A．此电源的内阻约为0.67 Ω B．小灯泡L的额定电压为3 V，额定功率为6 W C．此电路消耗的总功率为8 W D．此电源的效率约为66.7% 答案：BC 解析：此电源的内阻为r＝＝ Ω＝0.5 Ω，A错误；由题意知，小灯泡L的额定电压为3 V，额定功率为PL＝UI＝2×3 W＝6 W，B正确；此电路消耗的总功率为P＝EI＝4×2 W＝8 W，C正确；此电源的效率约为η＝×100%＝×100%＝75%，D错误。 8.(多选)如图所示，a表示某电源路端电压随电流变化的图线，b表示外电阻两端电压随电流变化的图线，下列判断正确的是(　　) A．阴影部分的面积表示电源内阻消耗的功率 B．阴影部分的面积表示电源的输出功率 C．当α＝β时，电源的输出功率最大 D．当α＝β时，电源的效率最高 答案：BC 解析：由P＝UI知，阴影部分的面积表示外电阻消耗的功率或电源的输出功率，A错误，B正确；当α＝β时，说明外电阻的阻值R与电源内阻r相等，此时电源的输出功率最大，电源效率为η＝＝50%，外电阻越大，电源的效率越高，故C正确，D错误。 9.(多选)(2025·四川成都高二校考期末)如图所示，电路中电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，R为定值电阻，闭合开关S，小灯泡L正常发光，现将滑动变阻器的滑片由右向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2，理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则(　　) A．滑动过程中，电源输出功率一定增大 B．滑动过程中，电压表V1的示数逐渐减小 C.与均保持不变 D．当电路稳定后，断开开关S，小灯泡一定立刻熄灭 答案：BC 解析：滑片向左滑动时接入电路的电阻变大，电路中电流减小，电阻R不变，所以电阻R两端的电压变小，即V1示数减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，由于电源的内阻与外电阻的大小关系未知，所以电源的输出功率不一定增大，故A错误，B正确；根据U2＝E－Ir得＝r，又因为＝R，则保持不变，保持不变，故C正确；当电路稳定后，断开开关，电容器通过灯泡和滑动变阻器放电，所以小灯泡不会立即熄灭，故D错误。 10.(12分)如图所示的电路中，所用电源的电动势E＝6 V，内阻r＝2.0 Ω，电阻R1可调。现将R1调到4 Ω后固定。已知R2＝6 Ω，R3＝12 Ω，求： (1)开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？ (2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？ 答案：(1)0.5 A　0.6 A　(2)0　4 W 解析：(1)开关S断开时，通过R1的电流I1＝＝0.5 A 开关S接通时，R2、R3并联的总电阻R23＝＝4 Ω 通过R1的电流I1′＝＝0.6 A。 (2)开关S接通时，A、B之间的总电阻R23＝4 Ω为定值，所以当R1＝0时，总电流最大，A、B之间的电功率最大。 故Im＝＝1 A，PAB＝IR23＝4 W。 11.(12分)如图所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF。当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态，重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向； (2)S闭合后，流过R3的总电荷量。 答案：(1)10 m/s2　竖直向上　(2)4×10－4 C 解析：(1)S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间的距离为d，有 UC＝E＝4 V，＝mg S闭合后，有UC′＝E＝8 V 设带电粒子的加速度为a，有 －mg＝ma 解得a＝10 m/s2，方向竖直向上。 (2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷量的增加量，所以ΔQ＝C(UC′－UC)＝4×10－4 C。 学生用书↓第113页 学科网（北京）股份有限公司 $