课时测评19 闭合电路的分析与计算-【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（鲁科版）

课时测评19　闭合电路的分析与计算 (时间：30分钟　满分：50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．在如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的。现在突然发现灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(　　) A．R3断路 B．R1短路 C．R2断路 D．R1、R2同时短路 答案：C 解析：若R3断路，外电阻增大，路端电压U增大，A、B两灯的电压和电流均增大，两灯均变亮，故A错误；若R1短路，外电阻减小，总电流增大，路端电压减小，通过R3的电流减小，则通过A灯的电流增大，A灯变亮，通过B灯的电流增大，B灯变亮，故B错误；R2断路，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，通过R3的电流I3增大，则通过A的电流IA＝I－I3减小，A灯变暗，B灯电压UB＝增大，B灯变亮，故C正确；R2短路，B灯被短路，将会熄灭，故D错误。故选C。 2．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为(　　 ) A．、 B．、 C．、 D．、 答案：D 解析：由U-I图像可知，若电源的电动势为6U0，则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0，电源的效率η＝，所以ηa＝，选项D正确。 3．热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图是一学习小组设计的模拟电路，R1为加热电阻丝，R2为正温度系数的热敏电阻(温度越高，电阻越大)，C为电容器。S闭合后，当温度升高时，下列说法正确的是(　　) A．电容器C的带电荷量减小 B．灯泡L变暗 C．电容器C两板间的电场强度增大 D．R1消耗的功率增大 答案：C 解析：由题图可知，R2与R1串联，再与L并联，S闭合后，当温度升高时，R2的电阻变大，外电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律有I＝，可知干路中的总电流I减小，根据U外＝E－Ir，可知路端电压U外增大，即灯泡L两端的电压增大，根据IL＝，可知流过灯泡的电流IL增大，灯泡变亮，故B错误；根据I＝IL＋I1，可知流过R1的电流I1减小，根据U1＝I1R1，可知R1两端的电压U1减小，根据U外＝U1＋U2，可知R2两端的电压U2增大，即电容器两端的电压增大，根据Q＝U2C，可知电容器所带的电荷量增大，故A错误；根据E＝，可知电容器C两板间的电场强度增大，故C正确；根据P1＝R1，可知R1消耗的功率减小，故D错误。故选C。 4．如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某灯泡L的U-I图线的一部分，用该电源和灯泡L组成闭合电路时，灯泡L恰好能正常发光，则下列说法正确的是(　　) A．此电源的内阻为0.67 Ω B．电源内部消耗的功率为1.5 W C．灯泡L的额定电压为3 V，额定功率为6 W D．由于灯泡L的U-I图线是一条曲线，所以灯泡发光的过程欧姆定律不适用 答案：C 解析：由电源的U-I图线可读出电源电动势E＝4 V，直线A的斜率绝对值为电源的内阻，则r＝＝0.5 Ω，A错误；电源内部消耗的功率为Pr＝I2r＝2 W，B错误；灯泡与电源连接时，A、B的交点表示灯泡的工作状态，此时灯泡两端电压为U＝3 V，电流为I＝2 A，则灯泡的额定电压为3 V，额定功率为P＝UI＝6 W，C正确；灯泡是纯电阻元件，欧姆定律仍然适用，图像为曲线是由于灯泡电阻随温度的升高而增大，D错误。故选C。 5．如图所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，R1＝2 kΩ，R2＝4 kΩ，R3＝10 kΩ，R4是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小；当开关S闭合且没有光照时，电容器C不带电；当用强光照射R4且电路稳定时，R4的阻值为4 kΩ，下列说法正确的是(　　) A．在无光照时，R4阻值为5 kΩ B．有光照且电路稳定时，电容器C的上极板带正电 C．有光照且电路稳定后，断开开关S，通过R1、R2的电荷量之比为2∶3 D．与无光照射时比较，有光照时通过R4的电流增大，电源的路端电压减小，电源提供的总功率减小 答案：C 解析：在无光照时，电容器C不带电，可知电容器上、下极板间电压为零，则R1与R3两端的电压相等，R2与R4两端的电压相等，据串联电路分压原理可知，解得R4＝20 kΩ，A错误；有光照且电路稳定时，设路端电压为U，电源负极电势为0，则电容器C的上极板电势为φ1＝U，下极板电势为φ2＝U，由于φ1<φ2，则下极板电势较高，下极板带正电，B错误；在有光照时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，由P＝EI可知，电源提供的总功率变大，流过R1、R2支路的电流减小，故流过R3、R4支路的电流增大，D错误；有光照且电路稳定后，断开开关S，电容器通过四个电阻放电，且放电的两个支路并联，由q＝It，I＝可知，通过R1、R2的电荷量之比为q1∶q2＝I1∶I2＝(R2＋R4)∶(R1＋R3)＝(4 kΩ＋4 kΩ)∶(2 kΩ＋10 kΩ)＝2∶3，C正确。故选C。 6．为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置在强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在。如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中RB是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器RB所在处出现断针时，电流表的电流I，a、b两端的电压U将(　　 ) A．I变大，U变大 B．I变小，U变小 C．I变大，U变小 D．I变小，U变大 答案：C 解析：由题意知RB的电阻随断针的出现而减小，即外电路的总电阻R外减小，由闭合电路欧姆定律有I总＝可知I总增大，再由U＝E－I总r可知，外电压U减小。而由U1＝I总R1可知，U1增大，U2必减小，I2减小，由电流表的电流I＝I总－I2可知，电流表的电流必变大。故A、B、D错误，C正确。 7．(多选)在如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝5 Ω，R3＝3 Ω，电容器的电容C＝2×10-5 F。若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q。则(　　 ) A．I＝0.75 A B．I＝0.5 A C．q＝2×10-5 C D．q＝1×10-5 C 答案：AD 解析：开关S闭合时，I＝＝0.75 A，选项A正确，B错误；开关S闭合时UC＝UR并＝1.5 V，QC＝C·UC＝3×10-5 C，若将开关断开，则电容器上所带的电荷量通过R1、R3放掉，因I1∶I3＝＝1∶2，根据q＝It可知，通过R1的电荷量q＝＝1×10-5 C，选项C错误，D正确。 8．如图所示的U-I图像中，直线a、b分别为两个电源的路端电压与电流的关系，曲线c为小灯泡两端的电压与电流的关系，三条线交于Q点。若将小灯泡先后分别与这两电源直接相连组成闭合回路，则(　　) A．电源电动势 Ea<Eb B．电源内阻 ra<rb C．电源的输出功率Pa>Pb D．电源的总功率P总a>P总b 答案：D 解析：根据闭合电路的欧姆定律有U＝E－Ir，由题图可得电源电动势Ea>Eb，电源内阻ra>rb，故A、B错误；电源的输出功率P＝UI，由题图知小灯泡先后分别与这两电源直接相连组成闭合回路，路端电压U、电流I相同，则Pa＝Pb，故C错误；电源的总功率P总＝EI，因为Ea>Eb，电流I相等，则P总a>P总b，故D正确。故选D。 9．如图所示电路中，定值电阻R2＝r(r为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2＋r，在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是(　　 ) A．电源的输出功率变小 B．R2消耗的功率先变大后变小 C．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小 D．以上说法都不对 答案：C 解析：滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大。R2是定值电阻，由P2＝I2R2可判断P2增大，B项错误；由于R1减小，R外＝R1＋R2减小，故不能根据P＝I2R来判断其功率的变化。利用电源的输出功率随外电阻变化的关系曲线，如图所示，因为外电阻始终不小于内阻，故可判断电源输出功率增大，A项错误；考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分。当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大，故滑动变阻器消耗的功率先变大后变小，C项正确。 10．(14分)受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车。某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I变化的图像如图所示(纯电阻电路)。 (1)求该电池的电动势E和内阻r； (2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻R(纯电阻电路)； (3)由图像可以看出，同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻(纯电阻)R1、R2，试确定r、R1、R2三者间的关系。 答案：(1)2 V　0.5 Ω　(2)0.5 Ω　(3)r2＝R1R2 解析：(1)I1＝2 A时，Pm＝ I2＝4 A时，输出功率为零，此时电源被短路，即I2＝ 解得E＝2 V，r＝0.5 Ω。 (2)对于纯电阻电路、电源的输出功率P出＝I2R＝ 即当R＝r＝0.5 Ω时，电源的输出功率最大。 (3)由题知R2 整理得r2＝R1R2。 学生用书第96页 学科网（北京）股份有限公司 $