第4章 单元过关检测(四)闭合电路欧姆定律与科学用电（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

单元过关检测(四) (分值：100分) 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，只有一项符合题目要求。 1．关于电流、电压、电阻和电动势，下列说法正确的是(　　) A．电荷定向移动的方向就是电流方向 B．由E＝可知，电源电动势与非静电力做的功W成正比，与所移动的电荷量q成反比 C．将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，电阻率也增大 D．在混联电路中，任意一个电阻增大而其他电阻不变时，电路的总电阻增大 解析：选D。规定正电荷定向移动的方向就是电流方向，故A错误；E＝是电动势的定义式，电源电动势由电源自身决定，与W、q无关，故B错误；将一根粗细均匀的电阻丝均匀拉长，其电阻增大，但电阻率由材料与温度决定，故C错误；在串、并联组合的电路中，任意一个电阻增大而其余电阻不变时，电路的总电阻增大，故D正确。 2．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源的电动势为12.6 V，内阻为0.05 Ω。车灯接通电动机未启动时，电流表示数为12 A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到52 A。电表为理想电表，车灯电阻恒定，下列说法正确的是(　　) A．电动机未启动时，车灯的功率为120 W B．电动机启动时，车灯的功率为120 W C．电动机启动时，电动机的输入功率为420 W D．电动机启动时，电动机的热功率可能为450 W 解析：选C。根据题意可知，电动机未启动时，车灯、电流表和电源串联，根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压U＝E－Ir＝12.6 V－12×0.05 V＝12 V，则车灯的功率P＝UI＝12×12 W＝144 W，故A错误；根据欧姆定律可知，车灯的电阻R＝＝ Ω＝1 Ω，电动机启动瞬间，车灯两端电压U′＝E－I′r＝12.6 V－52×0.05 V＝10 V，车灯的功率P′＝＝100 W，故B错误；电动机启动时电动机的输入功率P″＝U′I′－＝420 W，热功率一定小于420 W，故C正确，D错误。 3．图甲所示的节能路灯可通过光控开关实现自动控制，路灯的亮度可自动随周围环境亮度的改变而改变。图乙为其内部电路的简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻(光照强度增加时，其阻值减小)。现增加光照强度，则下列判断正确的是(　　) A．R0两端电压增大 B．B灯变暗，A灯变亮 C．电源路端电压不变 D．电源的总功率不变 解析：选A。由题意，增加光照强度，Rt减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I＝可知，干路电流I增大，由U＝E－Ir，可知路端电压减小，则A灯变暗，通过R0的电流I0＝I－IA，I增大，而IA减小，则I0增大，R0两端电压U0增大，而R0、B灯的电压之和等于路端电压，路端电压减小，则知B灯的电压减小，B灯变暗，故A正确，B、C错误；电源的总功率P＝EI，I增大，则P增大，故D错误。 4．如图，R是光敏电阻，当光照强度增大时，它的阻值减小，电压表和电流表均为理想电表，当外界的光照强度减弱时，下列说法正确的是　(　　) A.电流表的示数增大 B．电压表的示数增大 C．电源的总功率增大 D．电源的输出功率减小 解析：选B。当外界的光照强度减弱时，R阻值变大，则电路总电阻变大，总电流减小，电流表示数减小，因R0及电源内阻上的电压减小，可知电阻R上电压变大，即电压表示数增大，故A错误，B正确；因总电流I减小，电源的总功率P＝IE减小，故C错误；因外电阻和电源内阻的关系不确定，则不能判断电源的输出功率的增减情况，故D错误。 5．在图甲所示的电路中，R1是可变电阻，R2是定值电阻、阻值为2 Ω。实验时调节R1的阻值，得到各组电压表和电流表数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出U－I图像如图乙所示。电压表和电流表皆看作理想电表。下列说法正确的是(　　) A．该电源电动势为3 V B．该电源的内阻为5 Ω C．当R1＝1 Ω时，电源输出功率最大 D．滑片从左往右移的过程中，电源的效率一直在增大 解析：选C。由闭合电路的欧姆定律U＝E－I(R2＋r)，结合图像可知2＝E－0.1×(2＋r)，1＝E－0.3×(2＋r)，解得E＝2.5 V，r＝3 Ω，故A、B错误；当外电阻等于内阻时电源输出功率最大，此时R1＝r－R2＝1 Ω，故C正确；滑片从左往右移的过程中，R1减小，外电路总电阻减小，根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知，电源的效率一直在减小，故D错误。 6．如图所示的闭合电路中，R1、R2为定值电阻。当滑动变阻器R0的滑动触头P向上滑动时，理想电压表与电流表的示数分别为U、I，其变化量的绝对值分别为ΔU、ΔI。下列说法正确的是(　　) A．U不变　　　　　　B．I增大 C．＝R1 D．R2的功率增大 解析：选D。当变阻器R0的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值增大，则电路总电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即U增大，I减小，A、B错误；根据U＝E－Ir可知＝r，C错误；路端电压增大，总电流减小，R1两端电压减小，可知R2两端电压增大，则R2的功率增大，D正确。 7. 如图所示的电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上的电荷量为(　　) A．CE B．CE C．CE D．CE 解析：选C。由电路的串、并联规律可知，电阻3R两端的电压为，电阻R两端的电压为，则电容器两极板间电势差ΔU＝，则Q＝CΔU＝，C正确。 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，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8．如图，为灵敏电流计，为理想电压表，r＜R1，R2为定值电阻，R3是一根盐水柱(封于橡皮管内，与电路导通)，平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。在握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中(忽略人身体及温度对电阻的影响)(　　) A．流过R1的电流减小 B．电容器中的电荷量减小 C．电源的输出功率增大 D．增大 解析：选AD。握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中，盐水柱的横截面积减小，长度增大，根据R＝ρ可知，R3增大，根据串反并同规律可知，流过R1的电流减小，R3两端电压增大，即电容器两极板间的电压增大，根据Q＝CU可知，电容器中的电荷量增大，故A正确，B错误；因r＜R1，所以外电阻大于r，由于R3增大，则外电阻增大，电源的输出功率减小，故C错误；等于R2与R3并联的总电阻，由于R3增大，所以R2与R3并联的总电阻增大，也增大，故D正确。 9．如图为一个直流电动机M的工作电路，已知电源的电动势E＝12 V，电源的内阻r＝1.0 Ω，电路中的定值电阻R0＝1.5 Ω，不计电流表内阻。闭合开关S后，发现电动机不转动，此时电流表的示数I1＝4.0 A；排除故障后再次闭合开关S，电动机正常工作，此时电流表的示数I2＝2.0 A，下列说法正确的是(　　) A．电动机的内阻RM＝0.5 Ω B．电动机正常工作时，电动机两端的电压U2＝2.0 V　 C.电动机正常工作时，电动机的输出功率P出＝14 W D．电动机正常工作时，电源的效率约为η＝83.3% 解析：选AD。电动机不转动时，电动机为纯电阻，根据闭合电路欧姆定律有E＝I1(RM＋R0＋r)，解得电动机的内阻RM＝0.5 Ω，故A正确；电动机正常工作时，电动机两端的电压U2＝E－I2(R0＋r)＝7 V，故B错误；电动机的输入功率P入＝U2I2＝14 W，电动机的热功率P热＝IRM＝2 W，则电动机的输出功率P出＝P入－P热＝12 W，故C错误；电动机正常工作时，电源的输出功率P1＝P入＋IR0＝20 W，电源的总功率P总＝I2E＝24 W，电源的效率η＝×100%≈83.3%，故D正确。 10．在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示，则下列判断正确的是(　　) A．当R＝r时，电源有最大的输出功率 B．当R＝r时，电源的效率η＝50% C．电源的输出功率P随外电阻R的增大而增大 D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大 解析：选ABD。由题图看出，电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小，当R＝r时，电源有最大的输出功率，故A正确，C错误；当R＝r时，路端电压与电源的内电压相等，则U＝0.5E，电源的效率η＝×100%＝50%，故B正确；电源的效率η＝×100%＝×100%＝×100%，可知R增大时，电源的效率增大，故D正确。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(8分)小明同学练习使用多用电表测电阻。 (1)如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻的测量： ①旋动____________(选填“S”或“T”)，使指针对准电流的“0”刻线。 ②将K旋转到电阻挡“×10”的位置。 ③将红、黑表笔短接，旋动______________(选填“S”或“T”)，使指针对准电阻挡的“0”刻线。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按____________的顺序进行操作，再完成读数测量。 A．将K旋转到电阻挡“×100”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×1”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零 (2)正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为____________Ω。 解析：(1)①机械调零应旋动S，使得指针对准电流的“0”刻线；③欧姆调零应将红、黑表笔短接，旋动T，让表盘指针指在最右端“0”刻度处；④当两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大，说明待测电阻较小，为了得到比较准确的测量结果，必须让指针指在中间刻度附近，所以要将倍率调小，所以将K旋转到电阻挡“×1”的位置，将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零，再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，故正确顺序为BDC。 (2)所测电阻阻值为19.0×1 Ω＝19.0 Ω。 答案：(1)①S　③T　④BDC　(2)19.0 12．(10分)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程为0～1.5 V，内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程为0～0.6 A，内阻未知)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。 (1)考虑电流表内阻影响 ①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝__________Ω(保留2位有效数字)。 ②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U＋__________(用I、r和RA表示)。 ③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U－I图像，则待测干电池电动势E＝__________V(保留3位有效数字)、内阻r＝__________Ω(保留1位小数)。 (2)考虑电压表内阻影响 该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是__________(单选，填正确答案标号)。 A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 解析：(1)①由题图2可知，电压表读数U＝0.60 V，电流表读数I＝0.58 A，根据欧姆定律可得电流表内阻RA＝＝ Ω≈1.0 Ω。 ②由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势表达式为E＝U＋I(r＋RA)。 ③根据E＝U＋I(r＋RA)变形为U＝－(r＋RA)I＋E，根据图像可知，纵截距b＝E＝1.40 V，斜率的绝对值|k|＝r＋RA＝ Ω＝2.0 Ω，所以待测干电池电动势E＝1.40 V，内阻r＝1.0 Ω。 (2)由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。 答案：(1)①1.0　②I(r＋RA)　③1.40　1.0　(2)D 13. (10分)如图，电源电动势为11 V，内阻为1 Ω，电阻R1为1 Ω，R2为12 Ω。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压U为6 V，线圈电阻RM为0.5 Ω。求： (1)电动机正常工作时通过电源的电流I；(4分) (2)电动机正常工作时产生的机械功率大小。(6分) 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律有 E＝U＋I(R1＋r) 解得此时通过电源的电流I＝2.5 A。 (2)设流过R2的电流为I2，则有 I2＝＝0.5 A 设流过电动机的电流为IM，则有 IM＝I－I2＝2 A 电动机的输入功率 P入＝UIM＝12 W 电动机的发热功率 P热＝IRM＝2 W 电动机的机械功率 P机＝P入－P热＝10 W。 答案：(1)2.5 A　(2)10 W 14．(12分)“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示，其中太阳能电池电动势E＝120 V，电动机线圈电阻rM＝1.6 Ω，电热丝定值电阻R＝4 Ω。当火星车正常行驶时，电动机两端电压UM＝80 V，电热丝R消耗功率P＝100 W。求： (1)火星车正常行驶时，通过电热丝的电流I；(4分) (2)太阳能电池的内阻r；(4分) (3)火星车正常行驶时，电动机的效率η。(4分)　 解析：(1)根据P＝I2R，代入数据解得 I＝5 A。 (2)根据闭合电路欧姆定律可得 E＝Ir＋IR＋UM 代入数据解得 r＝4 Ω。 (3)火星车正常行驶时，电动机的效率 η＝×100%＝90%。 答案：(1)5 A　(2)4 Ω　(3)90% 15．(14分)一电路如图所示，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，平行板电容器的电容C＝3 pF，电压表为理想电压表。已知开关S断开时，电压表的示数U1＝24 V；开关S闭合时，电压表的示数U2＝21 V。求： (1)开关S断开时，电源的输出功率P；(3分) (2)电源的电动势E和内阻r；(5分) (3)开关S由断开到闭合，流过R4的总电荷量Q。(6分) 解析：(1)开关S断开时，电源的输出功率 P＝ 代入数据得P＝48 W。 (2)开关S断开时，有 U1＝·(R2＋R3) 开关S闭合时，有 U2＝· 联立方程组解得 E＝28 V，r＝2 Ω。 (3)开关S断开时，电容器两端的电压 UC1＝·U1 开关S闭合时，电容器两端的电压 UC2＝·U2 开关S由断开到闭合，流过R4的总电荷量 Q＝C(UC1－UC2) 代入数据得 Q＝6×10－12 C。 答案：(1)48 W　(2)28 V　2 Ω　(3)6×10－12 C 学科网（北京）股份有限公司 $