第八周 闭合电路的欧姆定律 电路中的能量转化（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

第八周　闭合电路的欧姆定律　电路中的能量转化 一、选择题 1.锂电池体积小、容量大、电压稳定,在手机中广泛应用。它主要依靠锂离子在正极(含锂化合物)和负极(碳材料)之间移动来工作,其原理如图所示。若某款手机锂电池的电动势为3.7 V,电池容量为4 000 mA·h,正常通话电流为400 mA,则 (　 ) A.正常通话时,电池输出的功率为1.48 W B.电池充满电后,手机能正常通话2.7 h C.图示状态是电池放电状态 D.负极积累的锂离子越多,电池存储的电能越少 2.带有两接线柱的A、B、C三个立方体金属块,其棱长相等,两接线柱分别位于相对的两侧面中心,各自接入电路后进行测量(导体两端均用片状电极接入电路),在同一U⁃I坐标系中分别描出三个金属块两端的电压U和通过的电流I对应的坐标点,发现三点在同一直线上,但未过坐标原点,如图甲所示,现将A、B、C按图乙方式连接到同一恒定电源上,下列说法正确的是 (　 ) A.C的电阻率最大 B.A、B、C的电阻率一样大 C.图乙中,A两端的电压大于B两端的电压 D.图乙中,A、B消耗的总电功率大于C消耗的电功率 3.太阳帆助力中国航天科技,如图为人造地球卫星的太阳帆,某一小块太阳能电池板的开路电压U=0.8 V,短路电流I=5×10-2 A,则下列说法正确的是 (　 ) A.太阳能属于不可再生能源 B.电池板的电动势大于0.8 V C.电池板的电动势小于0.8 V D.电池板的内阻为16 Ω 4.根据闭合电路欧姆定律,有多种方法可以测定电池的电动势和内阻,如图是根据某次实验的测量数据作的U⁃I图像,根据图像可以得出 (　 ) A.直线与U坐标轴的交点值表示断路时的路端电压,约为1.49 V B.直线与I坐标轴的交点值表示短路时的电流,约为0.55 A C.U⁃I图像斜率的绝对值就是该电路的外电路的总电阻R外 D.由U⁃I图像可知,当电源两端短路时,电流会是无穷大 5.在测量电源的电动势和内阻实验中,某同学连接电路如图所示,闭合开关调节滑动变阻器,发现电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小,引起该现象的原因最可能是 (　 ) A.滑动变阻器总阻值太大 B.电源的内阻太小 C.电压表内阻太大 D.某根导线断路 6.在如图所示的电路结构中的Q点处,有一粒子源,能不断地向平行板电容器的中央处水平向左释放出速度为v的同种带电微粒,开关S闭合时,滑动变阻器的滑片P在图中所处的位置时,微粒恰能沿平行板电容器的中线运动,并能打在左边的挡板M上,现仍保持开关S闭合,并将滑片P往下移动一小段,则此后从Q点发出的带电微粒的运动将 (　 ) A.不发生偏转 B.向下偏转 C.向上偏转 D.无法确定 7.手控可调节亮度的手电筒其内部电路可简化为如图所示的电路图。其内需装4节5号干电池,每节干电池的内阻r=0.1 Ω。“5 V 5 W”的灯泡L(电阻固定不变)和滑动变阻器R串联,通过调节滑动变阻器的滑片P可调节手电筒的亮度,若灯泡L正常发光,则下列说法正确的是 (　 ) A.电源电动势为10 V B.滑动变阻器R接入电路的电阻为0.5 Ω C.通电5 min灯泡L消耗的电能为1 500 J D.电源的输出功率为5.5 W 8.(多选)某同学将一玩具车的太阳能电池板取下,并通过测量多组电池板的路端电压U及流过其电流I的数据描绘了电池板的U⁃I图像,如图甲所示,图像的横、纵截距分别为I0和U0。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路,电压表和电流表的示数分别为U1和I1,两电表均为理想电表,下列说法正确的是 (　 ) A.该电池板的内阻恒为 B.该电池板内阻消耗的功率为I1 C.该电池板的输出功率为U0I1 D.该电池板的效率为 9.(多选)光控开关是“太阳能路灯”实现自动控制的重要元件,其内部电路的简化原理图如图所示,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),忽略灯泡阻值由于亮度变化的影响。在黎明时分,闭合开关,环境光照稳定时,电容器两板间小液滴处于静止状态,则环境光照逐渐增强时 (　 ) A.L1灯、L2灯均逐渐变暗 B.L2灯的电压与电流的变化量之比不变 C.电源的输出功率一定是先变大后变小 D.小液滴向上运动,在接触极板前机械能增大 二、非选择题 10.(6分)某同学想结合如图所示电路图组装一个简易电阻表。现已知电源电动势E=1.5 V,内阻r=6 Ω,电流计量程为5 mA,内阻Rg=100 Ω。 (1)按照惯用标准,图甲中的A为　　　　(选填“红”或“黑”)表笔。(2分)  (2)实验室滑动变阻器有两种,一种最大阻值为100 Ω,另一种最大阻值为300 Ω,根据实验原理应该选择阻值为　　　　(选填“100 Ω”或“300 Ω”)的滑动变阻器。(2分)  (3)现对表盘进行电阻挡标度,则表头G表盘上“3 mA”处应标的数值为　　　　 Ω。(2分)  11.(10分)随着电动汽车的普及,充电桩数量迅猛增加;如图甲汽车充电时,充电桩相当于　　　　(填一电路元件);充电桩有较好的防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现　　　　(选填“短路”或“断路”)现象。图乙为充电桩给某电动汽车充电时充电功率P随充电时间t的变化图像。若充电过程的前18 min充电电流不变且功率均匀增加,充电第18 min时充电电压升至500 V,则充电第9 min时,充电电流为　　　　A,充电电压为　　　　V;若充电18 min至30 min的时间内,充电电压保持500 V不变,则该过程中充电电流逐渐　　　　(选填“变大”或“变小”)。  12.(14分)一款电热烘鞋器如图甲所示,它的简化电路图如图乙所示,已知R1、R2、R3、R4是阻值均为1 210 Ω的电热丝,电热丝的阻值随温度的变化忽略不计。求: (1)只闭合开关S1时,通过R1的电流;(保留两位小数)(4分) (2)只闭合开关S2时,通电10 min电热烘鞋器产生的热量;(4分) (3)电热烘鞋器的最大电功率。(6分) 13.(16分)图甲是同学们自制的调光小台灯,图乙是台灯的电路原理图。电源输出电压为3 V,R是用来调节亮度的变阻器,最大阻值为10 Ω。灯泡L标有“2.5 V,0.5 W”字样,忽略温度对电阻的影响。求: (1)灯泡L正常发光时的电阻;(4分) (2)灯泡L正常发光时,变阻器R工作10 min产生的热量;(6分) (3)电源输出电压降为2.7 V后,灯泡L的最小实际电功率。(6分) 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 第八周 1.选C　正常通话时,电池的总功率为P总=EI=3.7×0.4 W=1.48 W,由于存在一定的内阻,所以电池输出的功率小于1.48 W,故A错误;电池充满电后,手机能正常通话时间为t== h=10 h,故B错误;图示状态锂离子从电池负极移动到正极,即为电池内部的电流方向,故处于放电状态,故C正确;负极积累的锂离子越多,电池中充入的电荷量越多,存储的电能越多,故D错误。 2.选C　题图甲中A、B、C三点与原点O连线的斜率表示电阻值,则RA>RB>RC,由题意可知三个金属块长度L和横截面积S均相同,则根据电阻定律R=ρ,可知ρA>ρB>ρC,故A、B错误;题图乙中,A、B串联,电流相等,所以A两端的电压大于B两端的电压,故C正确;A、B消耗的总电功率为PAB=,C消耗的电功率为PC=,所以PAB<PC,故D错误。 3.选D　太阳能可以源源不断地从自然界获得,属于可再生能源,故A错误;由题意可知,开路电压即为电动势的值,所以电池板的电动势为E=U=0.8 V,故B、C错误;电池板的内阻为r== Ω=16 Ω,故D正确。 4.选A　由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,所以直线与U坐标轴的交点值表示断路电压,即I=0时的路端电压,约为1.49 V,故A正确;当U=0时,外电路短路,由题图可知,当电流约为0.55 A时,U=1.20 V,故B错误;由闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir,可知U⁃I图像斜率的绝对值是电源的内阻r,故C错误;由U⁃I图像可知,当电源两端短路时,电流为I短=,故D错误。 5.选B　若连接电压表的导线断路,则电压表示数为0,若干路上的导线断路,则电压表与电流表示数均为0,故D错误;电压表测量的是路端电压,根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,电流表示数从较小值增大至满偏过程中电压表示数变化很小,表明电源内阻太小,与电压表内阻、滑动变阻器的总阻值无关,故A、C错误,B正确。 6.选A　将滑片P往下移动一小段,滑动变阻器接入电路的阻值减小,其两端电压减小,由于二极管具有单向导电性,所以电容器不能放电,其两端电压不变,极板间电场强度不变,所以此后从Q点发出的带电微粒的运动将不发生偏转。 7.选C　1节5号干电池的电动势为1.5 V,其内需装4节5号干电池,电源电动势为6 V,故A错误;“5 V 5 W”的灯泡L正常发光,则电路中的电流I==1 A,滑动变阻器两端的电压UR=E-U-I·4r=0.6 V,滑动变阻器R接入电路的电阻为R==0.6 Ω,故B错误;通电5 min灯泡L消耗的电能W=Pt=5×60×5 J=1 500 J,故C正确;电源的输出功率P输出=EI-I2·4r=5.6 W,故D错误。 8.选BD　U⁃I图像的斜率表示内阻,该电池板的U⁃I图像为曲线,故内阻是变化的,A错误;该电池板内阻消耗的功率为P内=U内I1=I1,B正确;该电池板的输出功率为P出=U外I1=U1I1,C错误;该电池板的效率为η==,D正确。 9.选AB　光照逐渐增强时,光敏电阻阻值减小,总电阻减小,干路总电流增大,路端电压减小,结合串反并同可知,L1灯、L2灯均变暗,故A正确;L2灯是定值电阻,电压与电流的变化量之比为定值,故B正确;由于Rt的电阻减小,外电阻减小,因无法确定外电阻与电源内阻的关系,即无法确定电源的输出功率的变化,故C错误;由于光敏电阻Rt阻值减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,L1两端电压减小,电容器C两板间的电压减小,场强减小,电场力减小后小于重力,小液滴向下运动,电场力做负功,机械能减小,故D错误。 10.解析:(1)电阻表电流方向为红进黑出,因为与表笔A相连的是电源的负极,所以表笔A的颜色应是红色。 (2)电阻表的内阻为R内==300 Ω,根据实验原理应该选择阻值为300 Ω的滑动变阻器。 (3)电阻表的指针恰好指在电流刻度的3 mA处,则R=-R内=200 Ω。 答案:(1)红　(2)300 Ω　(3)200 11.解析:充电时,充电桩向外输出电能,所以相当于电源。生活用水是导体,充电桩有较好的防水保护功能,是为了防止线路过于潮湿出现短路现象,消除安全隐患。充电过程的前18 min充电电流不变且功率均匀增加,充电第18 min时充电电压升至500 V,则充电第9 min时的充电电流与第18 min时的充电电流相同,则有I== A=200 A。充电功率均匀增加,由题图乙可知,在18 min时间内,功率增加了40 kW,所以在9 min 时间内功率增加了20 kW,因此第9 min时 ,功率为P'=60 kW+20 kW=80 kW,则电压为U'== V=400 V。由题图乙可知,充电18 min至30 min的时间内,充电功率逐渐减小,充电电压保持500 V不变,根据I=可知,该过程中充电电流逐渐变小。 答案:电源　短路　200　400　变小 12.解析:(1)只闭合开关S1时,通过R1的电流 I1== A≈0.18 A。 (2)只闭合开关S2时,通电10 min电热烘鞋器产生的热量 Q=×2×t=×2×10×60 J=4.8×104 J。 (3)电热烘鞋器的最大电功率 Pmax=×4=×4 W=160 W。 答案:(1)0.18 A　(2)4.8×104 J　(3)160 W 13.解析:(1)设灯泡L正常发光时的电阻为R灯, 则P额=U额I额=,解得R灯=12.5 Ω。 (2)灯泡L正常发光时,电路中的电流为I==0.2 A 根据串联分压知识可知,变阻器两端的电压为 U=U0-U额=3 V-2.5 V=0.5 V 变阻器R工作10 min产生的热量Q=UIt,解得Q=60 J。 (3)电源电压降为U1=2.7 V后,根据P=I2R 可知,当电路中电流最小时,灯泡L的实际电功率最小,忽略温度对电阻的影响,则当变阻器的阻值最大时,电路中的电流最小,最小值为Imin== A=0.12 A 则灯泡L的最小实际电功率为P实=R灯 解得P实=0.18 W。 答案:(1)12.5 Ω　(2)60 J　(3)0.18 W $