单元检测卷(四) 闭合电路欧姆定律与科学用电-【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）

单元检测卷(四)　闭合电路欧姆定律与科学用电 (时间：90分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(本题共12小题，共40分。第1～8小题只有一个选项正确，每小题3分，第9～12小题有多个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．下列是对电源电动势概念的认识，正确的是(　　 ) A．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 B．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同 C．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大 D．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 答案：B 解析： 电动势的大小由非静电力性质决定，与外电路及电池体积无关，故A错误，B正确；电动势在数值上等于搬运1 C电荷量把其他形式的能转化为电能的数值，C选项由于没确定多少电荷量，所以不正确；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量，而电压是电势差的大小，D错误。 2．某同学自己在家看电视，突然发现电视机冒了烟，他采取的措施正确的是(　　 ) A．马上跑到外面去喊人 B．立即断开电源，远离电视机，同时打开门窗 C．继续观察，看发生什么后果 D．心里害怕，自己走开了也不知怎么办才好 答案：B 解析：触电和用电设备发生故障时，首先是切断电源，避免由此引起的火灾，严禁用水扑灭，继续观察和外出喊人都会造成事故的发生。 3．如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向上滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为(　　 ) A．A灯和B灯都变亮 B．A灯变亮，B灯变暗 C．A灯和B灯都变暗 D．A灯变暗，B灯变亮 答案：B 解析：当滑动变阻器的滑动头向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，并联部分的总电阻变大，所以外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知总电流变小，则B灯消耗的功率变小，B灯变暗；由于电流减小，电源的内电压和B灯的电压变小，根据闭合电路欧姆定律可知，并联部分电路的电压变大，所以A灯消耗的功率变大， A灯变亮，故选项B正确。 4．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，电流表指针恰好满偏。当电阻箱阻值为R2时，电流表指针刚好半偏。若忽略电池内阻，则电流表内阻为(　　 ) A．－R1 B．R1－R2 C．R2－2R1 D．2(R2－R1) 答案：C 解析：设电流表满偏电流为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，故选项C正确。 5．下列说法正确的是(　　 ) A．电源电动势等于路端电压 B．外电阻越大，内电压越大 C．当外电压增大时，内电压一定减小 D．无论外电路如何变化，只要电源的内阻不变，则内电压一定不变 答案：C 解析：由E＝U外＋U内可知，A错误，C正确；由I＝和U内＝Ir得U内＝，显然外电阻越大，内电压越小，B、D错误。 6．如图所示为小灯泡的U -I图线，若将该小灯泡与一节电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.75 Ω的干电池组成闭合电路时，电源的总功率和小灯泡的实际电功率分别接近以下哪一组数据(　　 ) A．1.5 W　1.0 W B．0.75 W　0.5 W C．0.75 W　0.75 W D．1.5 W　0.75 W 答案：D 解析：电源的外电压与电流的关系为U＝E－Ir＝1.5－0.75I，作电源的外电压与电流的关系图线，交点所对应的电压U＝0.75 V，电流I＝1 A，则灯泡的实际功率P＝UI＝0.75 W，电源的总功率P总＝EI＝1.5 W，故D正确，A、B、C错误。 7．如图所示，黑箱中有三个接线柱a、b、c，内接一个定值电阻和一个二极管。利用多用电表的欧姆挡进行测量，红、黑表笔接不同点时，两点间阻值如表中所示。黑箱内电路连接方式可能为(　　) 连接 方式 红a 黑b 红b 黑a 红b 黑c 红c 黑b 红c 黑a 红a 黑c 阻值/Ω ∞ 80 300 300 380 ∞ 答案：A 解析：欧姆挡内部结构大致如图所示，红表笔与电流计正接线柱对应，黑表笔与电流计负接线柱对应，电源正极与电流计正接线柱连接，当黑表笔连接二极管正极、红表笔连接二极管负极时，二极管处于导通状态，测量出的二极管电阻较小。当黑表笔连接二极管负极、红表笔连接二极管正极时，二极管处于截止状态，测量出的二极管电阻接近无限大。由题表可知红b黑c或红c黑b时测得阻值均为300 Ω，说明b、c间接的是阻值为300 Ω的定值电阻。红a黑b时测得阻值为∞，红b黑a时测得阻值为80 Ω，说明a、b间接的是二极管，a端接二极管正极，二极管导通电阻为80 Ω，故选A。 8．如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300 μA，电阻rg＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是(　　 ) A．30 kΩ～80 kΩ B．3 kΩ～8 kΩ C．300 Ω～800 Ω D．30 Ω～80 Ω 答案：B 解析：欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总，根据闭合电路欧姆定律，满偏时，Ig＝；半偏时；联立解得R中＝R总＝＝5 000 Ω＝5 kΩ。 9．如图所示的电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则(　　 ) A．电源的功率变小 B．电容器贮存的电荷量变小 C．电源内部消耗的功率变大 D．电阻R消耗的电功率变小 答案：BC 解析：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小。电源功率P总＝I总E增大，A错误；Q＝CU减小，B正确；电源内部消耗功率P内＝r增大，C正确；电阻R1消耗的功率增大，R上消耗的功率无法确定。 10．如图所示的电路中，电表都为理想电表，闭合开关并待所有电表读数稳定后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动一段距离后，发现电路中电表示数都有明显的变化，三个电流表和电压表读数变化量的绝对值依次为ΔI1、ΔI2、ΔI3和ΔU。已知电源内阻r的阻值小于定值电阻R的阻值，下列说法正确的是(　　 ) A．R消耗的功率将变小 B．电流表A3的示数减小 C．> D．＝r 答案：BD 解析：当滑动变阻器滑片向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A3的示数减小。根据闭合电路欧姆定律可知，外电路电压增加，即并联部分电压增大，所以电压表V的示数和电流表A2的示数都变大，再根据P＝可知，R消耗的功率将变大，故选项A错误、B正确；根据闭合电路欧姆定律U＝E－I3r可知，＝r，由部分电路的欧姆定律可知＝R，据题R>r，故选项D正确，C错误。 11．如图所示，电灯L标有“4 V　1 W”的字样，滑动变阻器R总电阻为50 Ω，当滑片P滑至某位置时，L恰好正常发光，此时电流表示数为0.45 A，由于外电路某处发生故障，电灯L突然熄灭，此时电流表示数为0.5 A，电压表示数为10 V。若导线完好，电路中各处接触良好，电表均为理想电表，则下列判断正确的是(　　 ) A．发生的故障是断路 B．发生的故障是短路 C．电源的电动势为12.5 V、内阻为0.5 Ω D．发生故障前，滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω 答案：AD 解析：电灯熄灭之后电流表示数增大，说明路端电压增大，则外电阻增大，又此时电压表有示数，故发生的故障应是电灯断路，A正确，B错误。电流表示数为0.5 A，电压表示数为10 V，则R0＝＝20 Ω，电灯正常发光I＝＝0.25 A，滑动变阻器接入电路的阻值R＝ Ω＝20 Ω，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，可得E＝10＋0.5r，E＝9＋(0.45＋0.25)r，计算可得E＝12.5 V、r＝5 Ω，C错误，D正确。 12．如图所示，一直流电动机与阻值R＝9 Ω的电阻串联在电源上，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压U＝10 V，已知电动机线圈电阻RM＝1 Ω，则下列说法中正确的是(　　) A．通过电动机的电流为10 A B．电动机的输入功率为20 W C．电动机的热功率为4 W D．电动机的输出功率为16 W 答案：BCD 解析：由E＝30 V，电动机两端电压U＝10 V可得R和电源内阻上分担电压为20 V，则I＝ A＝2 A，故A错误；电动机输入功率P＝UI＝10 V×2 A＝20 W，故B正确；由P热＝I2RM＝4×1 W＝4 W，故C正确；P输出＝P－P热＝20 W－4 W＝16 W，故D正确。 二、非选择题(本题共5小题，共60分) 13．(8分)一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω。 若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流，表盘示数仍如图所示，则被测电流为________mA。若用直流15 V挡测量电压，则读数为________V。 答案：×100　重新欧姆调零　2.1×103(或2.1 k)　0.4　6 解析：表头指针偏转角度小，说明测量电阻的阻值偏大，应选择大倍率的挡×100挡，换挡后必须重新欧姆调零，由图中刻度读出被测量电阻的阻值为2.1×103 Ω。 电流为 mA×4＝0.4 mA，电压为 V×100＝6 V。 14．(10分)某实验小组做“测定电池的电动势和内阻”的实验电路如图(a)所示： (1)电流表示数如图(b)所示，则电流为______A。 (2)根据实验数据获得U-I图像如图(c)所示，则电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。 答案：(1)0.25±0.01　(2)1.43±0.01　0.75±0.03 解析：(1)导线接在电流表0.6 A的接线柱上，因此电流表示数为0.25 A。 (2)由题图知，电源电动势E＝1.43 V，内阻r＝，代入图中数据，解得r≈0.75 Ω。 15．(12分)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E。 (1)先直接用多用电表测定该电池电动势，在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图1所示，其示数为________V。 (2)然后，用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路(图2)，测定该电池电动势。 ①根据电路图，在图3中用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路。 ②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表V相应示数U。该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的与的值。请用表中数据在坐标纸上(图4)描点，并作出 -图线。 R(Ω) 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 U(V) 8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.9 (×10-2Ω-1) 0.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00 (V-1) 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.34 ③从图线中可求得E＝________V。 答案：见解析 解析：(1)读出示数为：9.4 V。 (2)①连线如图所示。 ②作图线如图所示 ③由闭合电路欧姆定律得E＝U＋(r＋R0) 变形得，从上式看出在 -图像中，纵轴的截距即为，由图像得出截距为0.1，所以E＝10.0 V(9.5 V～11.1 V内均正确)。 16．(14分)如图所示电路，变阻器R1最大值为4 Ω，此时它的有效阻值为2 Ω，定值电阻R2＝6 Ω，电源内阻r＝1 Ω。当开关S闭合时，电源的总功率为16 W，输出功率为12 W，这时灯正常发光。求： (1)电灯的电阻； (2)当开关S断开时，要使电灯仍正常发光，R1的滑片应移至什么位置？并求出此时电源的输出功率及电源的效率。 答案：(1)4 Ω　(2)3 Ω　7 W　87.5% 解析：(1)电源内部的热功率P内＝P总－P出＝I2r。 则干路中的电流I＝ ＝ A＝2 A， 又P总＝EI，E＝ V＝8 V 路端电压U＝E－Ir＝(8－2×1) V＝6 V，通过R2的电流I2＝＝1 A 则通过灯的电流I1＝I－I2＝1 A， 由I1＝得RL＝ Ω－2 Ω＝4 Ω。 (2)S断开时，使灯正常发光则：I1＝ R1′＝ Ω－4 Ω－1 Ω＝3 Ω P出′＝(RL＋R1′)＝12×(4＋3) W＝7 W P总′＝I1E＝1×8 W＝8 W 电源效率η＝×100%＝×100%＝87.5%。 17．(16分)如图甲所示，定值电阻R0的阻值为3 Ω，R为滑动变阻器，当其滑片由右端b移动到左端a的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出P和干路电流I的关系图像如图乙所示。已知所有电表均为理想电表，求： (1)滑动变阻器的最大阻值Rm； (2)电源的电动势E和内阻r； (3)滑动变阻器消耗的最大功率Pm。 答案：(1)50 Ω　(2)12 V　7 Ω　(3)3.6 W 解析：(1)由题图乙可知，当滑片在b端时，电路中电阻最大，电路中的电流最小，且Ib＝0.2 A，Pb＝2 W，由Pb＝Rm，解得滑动变阻器的最大阻值为Rm＝50 Ω。 (2)设电源电动势为E，内阻为r，当滑片在b端时，由闭合电路欧姆定律有Ib＝，当电流I＝0.4 A时，路端电压U＝ V＋0.4×3 V＝9.2 V，由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，代入数据可解得E＝12 V，r＝7 Ω。 (3)滑动变阻器消耗的功率P＝I2R＝，可知当R＝R0＋r时滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率Pm＝＝3.6 W。 学生用书第113页 学科网（北京）股份有限公司 $