第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电（单元自测·素养提升练）物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 聚焦闭合电路欧姆定律与科学用电单元复习，通过选择、实验、计算三类题型，融合物理观念与科学思维，适配素养提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/40|滑动变阻器、热敏电阻、欧姆表原理等|结合二极管、复合门电路，考查电路动态分析（科学推理）| |非选择题|2/18|多用电表读数、电池电动势测定|含仪器操作与误差分析，培养科学探究能力| |计算题|3/42|闭合电路功率、电动机输出功率等|结合新能源汽车测试情境，综合应用电路规律（物理观念）|

第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 章节复习 （分层作业-素养提升练）（解析版） 姓名： 准考证号： 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。 2．答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。 3．非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4．可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s2。 选择题部分 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分) 1．由滑动变阻器R、热敏电阻R0（阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大）、理想二极管D、电容器等组成的电路如图所示，闭合开关后，有一个带电液滴静止于电容器两极板之间，电容器下极板接地。下列说法正确的是（　　） A．把滑动变阻器R的滑片P向上移动，液滴将会向下运动 B．把电容器的上极板向上移动，液滴将静止不动 C．把热敏电阻的温度降低，液滴将会向下运动 D．把开关断开，液滴将会静止 【答案】B 【详解】A．当变阻器的滑片向上移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则总电流增大，内电压及R0两端的电压增大，则滑动变阻器两端的电压减小，电容器电压减小，根据 Q=CU 可知，电容器电荷量减小，电容器放电，电流反向流向二极管，由于二极管单向导通，故不能放电，电容器电荷量不变，则板间电压U不变，根据 可知，E不变，液滴不动，故A错误； B．电容器的上极板向上移动，d增大；则电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差增大，由于 电容的决定式为 场强为 联立可得 由于极板上的电量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以电场强度E不变，液滴仍然静止，故B正确； C．热敏电阻降温时，热敏电阻阻值增大，则由闭合电路欧姆定律可知，滑动变阻器两端的电压减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，所以电容器两端的电势差不变，液滴仍然静止，故C错误； D．开关K断开时，电容器直接接在电源两端，电压增大，电场强度增大，电场力增大，则液滴向上运动，故D错误。 故选B。 2．如图是一个三输入端三个门电路组成的复合门电路，当C端输入“0”时，A、B端输入为何值时输出端Y输出为“1”（  　　） A．0　0 B．0　1 C．1　0 D．1　1 【答案】D 【详解】当C为0时，进过非门信号为1，要使Y=1，则A、B进过与门输出也为1，即A、B都应为1。 故选D。 3．如图所示为欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为，内阻，调零电阻最大值，串联的定值电阻，电源电动势，内阻。当内置电源用久后，电动势变为0.9V，内阻变为，若调零后测得某电阻的读数为，则该电阻的真实值约为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】电动势为1.5V时，欧姆调零后欧姆表的内阻为 当内置电源用久后，电动势变为0.9V，则欧姆调零后欧姆表的内阻为 若调零后测得某电阻的读数为，根据闭合电路欧姆定律可得 代入数据可得 解得该电阻的真实值为 故选B。 4．用电阻R=4Ω的均匀电阻丝制成一个圆环，并把它接到如图所示的电路中，图中导线的P端能沿圆环移动，并保持良好接触。已知R0=3Ω，电源内阻忽略不计。则P从圆环的最高点移动至最低点的过程中圆环的电功率（　　） A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】C 【详解】圆环上下并联后的电阻为 可得当P端处于中点时，即时，并联电阻最大，为 圆环的电功率为 根据数学知识可知，当与越接近时，圆环的电功率越大；由于 可知P从圆环的最高点移动至最低点的过程中圆环的电功率先增大后减小。 故选C。 5．如图所示的电路，闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后再次闭合开关，电流表示数仍为零，电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为（　　）    A．L1断路、L2断路 B．L1断路、L2通路 C．L1通路、L2断路 D．L1短路、L2断路 【答案】B 【详解】由图可知两只灯泡串联，电压表测量L2两端的电压，闭合开关，两只灯泡都不亮，电流表无示数，说明电路中有断路故障；电压表无示数，说明电压表两接线柱到电源的正负极之间有开路，即可能是灯L1断路，也可能是L1、L2同时断路；将电灯L1、L2的位置对调，闭合开关，电流表无示数，说明电路中仍然有断路故障；电压表有示数，说明此时电压表两接线柱到电源的正负极之间是通路，所以灯L2、电流表、开关都是完好的，则故障是灯L1断路。 故选B。 6．2023年2月，研究中心对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试。测试过程中系统输出的图像如图所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列关于该蓄电池的说法正确的是（　　） A．电动势为10V B．内阻为1Ω C．最大输出功率为70W D．短路电流为24A 【答案】D 【详解】AB．电源的输出功率为 变形得 结合图像可得 ， 故AB错误； C．结合上述有 可知当 最大输出功率为 故C错误； D．该蓄电池的短路电流为 故D正确。 故选D。 7．如图所示的电路，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略，R1、R2、R3为定值电阻，R4为滑动变阻器，A1、A2为理想电流表，V1、V2、V3为理想电压表。闭合开关后，I1、I2分别表示两个电流表的示数，U1、U2、U3分别表示三个电压表的示数。现将滑动变阻器R4的滑片稍向上滑动一些，ΔI1、ΔI2分别表示两个电流表示数变化的大小，ΔU1、ΔU2、ΔU3分别表示三个电压表示数变化的大小。下列说法正确的是（  ） A．U2变小 B．变小 C．ΔU2小于ΔU3 D．大于 【答案】C 【详解】A．滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器R4接入电路的电阻变大，总电阻变大，总电流减小，内阻和R1上的电压减小，则U2变大，选项A错误。 B．由欧姆定律可知 =R3+R4R4接入电路的阻值变大，所以变大，选项B错误。 C．电压表V2的示数等于电阻R3和R4两端的电压之和，R4接入电路阻值变大，电压表V2的示数变大，由于总电流变小，但是流过R2的电流变大，所以流过电阻R3的电流变小，电阻R3两端的电压变小，所以ΔU3大于ΔU2，选项C正确。 D．由闭合电路欧姆定律分析可知 U1=E-I1r 则 =r U2=E-I2(r+R1) =r+R1 所以小于，选项D错误。 故选C。 8．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在一定光照强度下的U−I图线，图线b是一只某型号的定值电阻R的U−I图线。现将该电池与电阻R串联成一个闭合电路，下列说法中正确的是（　　） A．此时该硅光电池的内阻为 B．定值电阻R的阻值为 C．此时电源的总功率为 D．此时硅光电池的内阻消耗的热功率 【答案】B 【详解】AB．由图像可知，该硅光电池的电动势 根据两图线交点所对应数据知，电阻R两端的电压为U1，流过R的电流为I1，则电池的内阻 定值电阻R的阻值，故A错误；B正确； C．此时电源的总功率，故C错误； D．此时硅光电池的内阻消耗的热功率为，故D错误。 故选B。 9．某同学将一电路中电源的总功率、输出功率和电源内部发热功率随电流I变化的图线画在了同一坐标上，如图所示．则该电路　　 A．电源的电动势，内电阻 B．电流为1A时，外电阻为 C．b表示电源的输出功率，最大值为9W D．外电阻为时，电源输出功率为 【答案】B 【分析】三种功率与电流的关系是：直流电源的总功率，内部的发热功率，输出功率，根据数学知识选择图线．根据图线a斜率求解电源的电动势．由图读出电流时，发热功率，求出电源的内阻．当电流为1A时，结合欧姆定律求出外电阻． 【详解】根据直流电源的总功率，内部的发热功率，输出功率，可知反映变化的图线是b，反映变化的是图线a，反映变化的是图线c．图线a的斜率等于电源的电动势，由得到，内部的发热功率，内阻为，电源的最大输出功率，故A、C错误；当电流为1A时，由，代入得到，故B正确．外电阻为，等于内阻时，电源输出功率最大为故D错误． 故选B． 【点睛】本题首先考查读图能力，物理上往往根据解析式来理解图象的物理意义 10．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向下端移动时，发现电压表、示数变化的绝对值分别为和，下列说法正确的是（　　） A．示数减小 B．示数增大 C．A示数减小 D． 【答案】A 【详解】ABC．滑动变阻器向下移动时，连入电路的阻值变小，故外电路的总电阻变小，根据闭合电路的欧姆定律，总电流变大，所以路端电压变小，所以示数减小，内阻和所占电压增大，所以并联部分电压减小，即示数减小，根据欧姆定律可知，通过的电流减小，而总电流增大，所以通过滑动变阻器的电流增大，即A示数增大。故A正确，BC错误； D．根据闭合电路欧姆定律可得， 电压表、示数变化的绝对值分别为和，则有， 则有，故D错误。 故选A。 非选择题部分 二、非选择题(本题共2小题，每小题8分，共18分) 11．请正确读出下列实验中所用仪器的示数。 （1）多用电表的选择开关打到“”挡，表盘指针如图甲所示，则该阻值为______； （2）电压表所选的量程为，指针位置如图乙所示，则测量的电压值为______V； （3）螺旋测微器的固定刻度和可动刻度位置如图丙所示，则被测物体的长度为______mm。 【答案】 /5.798/5.799/5.801/5.802 【详解】（1）[1]多用电表测电阻的阻值为 （2）[2]电压表所选的量程为，分度值为，则所测量的电压值为 （3）[3]由图丙所示，根据螺旋测微器读数规则，可得被测物体的长度为 12．在“测定电池的电动势和内阻”实验中： （1）用如图甲所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图乙所示，则该电池的电动势________V（保留3位有效数字），内阻_______Ω（保留2位有效数字）。 （2）考虑电流表、电压表内阻带来的影响，该实验方案电动势测量值___________真实值，内阻测量值___________真实值（均填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）若已知电压表内阻为1000Ω，电流表内阻为0.2Ω，则电池内阻的真实值为___________Ω（保留2位有效数字）。 【答案】 1.46（1.45~1.47） 0.64（0.63~0.67） 等于 大于 0.44（0.43~0.47） 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律 可得 可知电源的U-I图线为直线；将题干中得图线延长与横纵轴分别相交，如图所示 可知图象与纵轴交点即为电动势，即 E=1.46V（1.45~1.47） 图象斜率的绝对值为电源内阻，即 （0.63~0.67） （2）[3][4]电流表外接法测电源的电动势和内阻时，电流的测量值准确，因电流表的分压导致路端电压的测量值偏小，作出测量值图像为①，真实图像为②，如图所示 则可得电动势测量值等于真实值，内阻测量值大于真实值； （3）[5]外接法的内阻测量值为 则 （0.43~0.47） 三、计算题（本大题共3小题，第13题12分、第14题14分、第15题16分，共42分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分） 13．如图所示的电路中，定值电阻、，A为标称为（3V、3W）的小灯泡。已知电源的电动势为，断开电键K小灯泡A正常发光，假设灯丝的电阻不随温度的变化而变化。求 (1)灯泡A的电阻是多少？ (2)电源的内阻是多少 (3)闭合电键，灯泡A消耗的实际功率是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）小灯泡的额定电流为 灯泡A的电阻为 （2）断开电键K时，小灯泡A正常发光，根据闭合电路的欧姆定律得 解得 （3）闭合电键K时，设外电路总电阻为，则有 根据闭合电路欧姆定律可得 灯泡两端的电压为 灯泡的实际功率为 14．如图所示，电源电动势，内阻，标有“8V，16W”的灯泡L恰好能正常发光，电动机M绕线的电阻，求： (1)流过电源的电流I； (2)流过灯泡的电流和电动机的电流； (3)电动机消耗的总功率； (4)电动机的输出功率。 【答案】(1)4A (2)2A，2A (3)16W (4)12W 【详解】（1）由电路图以及题意可知，电源的路端电压为8V，根据闭合电路欧姆定律有 解得 （2）对灯泡有 解得 结合电路图，有 （3）电动机两端的电压，由电路图可知，电动机两端电压为8V，由之前的分析可知，电动机的电流为2A，有 （4）电动机的热功率为 由能量守恒有 15．如图甲所示的电路中，只闭合干路开关，滑动变阻器的滑片从a端移动到b端的过程中两电压表的示数随电流表A的示数Ⅰ变化的关系如图乙所示，电容器的电容，求： （1）电源内阻r及电阻的值； （2）将滑动变阻器的滑片置于中间，先将单刀双掷开关拨到1端，稳定后再拨到2端，电路再度稳定，此过程流过电阻的电荷量。 【答案】（1），  ； （2） 【详解】（1）由电路分析可知图的斜率为 图的斜率为 解得 （2）当时，，则 当时，，则 解得 电源电动势 开关接到1端时，则有 电容器的电荷量为 开关接到2端时，则有 电容器的电荷量为 因开关从1接到2时，电容器的极性发生改变，所以流过电阻的电荷量为 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第4章闭合电路欧姆定律与科学用电章节复习 (分层作业-素养提升练)（解析版) 姓名： 准考证号： 本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。 考生注意： 1.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规 定的位置上。 2.答题时，请按照答题纸上“注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的 作答一律无效。 3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B 铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。 4.可能用到的相关参数：重力加速度g取10n/s2。 选择题部分 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的， 不选、多选、错选均不得分) 1.由滑动变阻器R、热敏电阻R,(阻值随温度的升高而减小，随温度的降低而增大)、理想二极管D、电 容器等组成的电路如图所示，闭合开关后，有一个带电液滴静止于电容器两极板之间，电容器下极板接地。 下列说法正确的是() A.把滑动变阻器R的滑片P向上移动，液滴将会向下运动 B.把电容器的上极板向上移动，液滴将静止不动 C.把热敏电阻的温度降低，液滴将会向下运动 D.把开关断开，液滴将会静止 2.如图是一个三输入端三个门电路组成的复合门电路，当C端输入“0时，A、B端输入为何值时输出端 1/7 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 Y输出为“1”( A.00 B.01 C.10 D.11 3.如图所示为欧姻表的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA,内阻R。=1002,调零电阻最大 值R=50k2,串联的定值电阻R,=502,电源电动势E=1.5V,内阻r=12。当内置电源用久后，电动 势变为0.9V,内阻变为1.32，若调零后测得某电阻的读数为150002，则该电阻的真实值约为() A.80002 B.90002 c.100002 D.110002 4.用电阻R=4Q的均匀电阻丝制成一个圆环，并把它接到如图所示的电路中，图中导线的P端能沿圆环移 动，并保持良好接触。己知R=3Q,电源内阻忽略不计。则P从圆环的最高点移动至最低点的过程中圆环 的电功率() Ro A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 5.如图所示的电路，闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数均为零。现将两灯泡位置互换后再 次闭合开关，电流表示数仍为零，电压表指针明显偏转。根据以上信息判断该电路故障可能为() A L L 217 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 A.4断路、L2断路 B.L41断路、L2通路 C.4通路、L2断路 D.L1短路、L2断路 6.2023年2月，研究中心对某品牌最新款新能源汽车内的直流蓄电池进行测试。测试过程中系统输出的 P 1 下图像如图所示，其中P为直流电源的输出功率、I为总电流，下列关于该蓄电池的说法正确的是( ↑Fw.A3) /A1 1 -0.5 24 A.电动势为10V B.内阻为12 C.最大输出功率为70W D.短路电流为24A 7.如图所示的电路，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略，R1、R、R,为定值电阻，R为滑动变阻器， A、A2为理想电流表，V1、V2、V3为理想电压表。闭合开关后，I、分别表示两个电流表的示数，U U、分别表示三个电压表的示数。现将滑动变阻器R4的滑片稍向上滑动一些，△、△分别表示两个电 流表示数变化的大小，△U、△U、△U分别表示三个电压表示数变化的大小。下列说法正确的是() R R3 A.U变小 U2成小 B.12 △U1 △U2 C.△U3小于△U D.A1大于4 8.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线α是该电池在一定光照强度下的 -图线，图线b是一只某型号的定值电阻R的U-I图线。现将该电池与电阻R串联成一个闭合电路，下 列说法中正确的是() 3/7 学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 U ◆UU/V U a U b 0(0,0) 1237A U3 A.此时该硅光电池的内阻为 B.定值电阻R的阻值为 C.此时电源的总功率为U1I1 D.此时硅光电池的内阻消耗的热功率P,=U2I1-U1I2 9.某同学将一电路中电源的总功率PE、输出功率P和电源内部发热功率P,随电流I变化的图线画在了同 一坐标上，如图所示，则该电路 个P/W 9 0 A.电源的电动势E=3V,内电阻r=32 B.电流为1A时，外电阻为22 C.b表示电源的输出功率，最大值为9w D.外电阻为12时，电源输出功率为4.5W 10.如图所示，当滑动变阻器的滑片P向下端移动时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为△U1 和△U2,下列说法正确的是() R E R2 R3 A A.V示数减小B.V示数增大 C.A示数减小 D.△U1=△U2 4/7 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 非选择题部分 二、非选择题（本题共2小题，每小题8分，共18分） 11.请正确读出下列实验中所用仪器的示数。 (1)多用电表的选择开关打到“×10”挡，表盘指针如图甲所示，则该阻值为 2: (2)电压表所选的量程为0~3.0V,指针位置如图乙所示，则测量的电压值为V: (3)螺旋测微器的固定刻度和可动刻度位置如图丙所示，则被测物体的长度为 mm. 25V 35 -n 10 咖 30 21 0 图甲 图乙 图丙 12.在“测定电池的电动势和内阻”实验中： AU八V 1.50 1.40 1.30 R 1.20 S-(A 1.10 .000.100.200.300.400.500.60 甲 乙 (1)用如图甲所示的电路图测量，得到的一条实验数据拟合线如图乙所示，则该电池的电动势E= V(保留3位有效数字)，内阻r=■ Ω（保留2位有效数字）。 (2)考虑电流表、电压表内阻带来的影响，该实验方案电动势测量值 真实值，内阻测量值 真实值（均填“大于”“小于”或“等于”）。 (3)若已知电压表内阻为10002，电流表内阻为0.2Ω，则电池内阻的真实值为 Ω（保留2位 有效数字)。 三、计算题（本大题共3小题，第13题12分、第14题14分、第15题16分，共42分，解答过程请写出 必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分) 5/7 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 13.如图所示的电路中，定值电阻R1=82、R2=1.52,A为标称为(3V、3W)的小灯泡。已知电源的电 动势为E=12V,断开电键K小灯泡A正常发光，假设灯丝的电阻不随温度的变化而变化。求 R R (1)灯泡A的电阻是多少？ (2)电源的内阻是多少 (3)闭合电键，灯泡A消耗的实际功率是多少？ 14.如图所示，电源电动势E=12V,内阻r=12,标有“8V,16W"的灯泡L恰好能正常发光，电动机M 绕线的电阻R,=12,求： S E L (1)流过电源的电流1； (2)流过灯泡的电流I和电动机的电流IM: (3)电动机消耗的总功率P； (4)电动机的输出功率P出。 6/7 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 15.如图甲所示的电路中，只闭合干路开关，滑动变阻器的滑片从α端移动到b端的过程中两电压表 V1、V2的示数U1、U2随电流表A的示数I变化的关系如图乙所示，电容器的电容C=2μF,求： (1)电源内阻r及电阻R2的值： (2)将滑动变阻器的滑片置于中间，先将单刀双掷开关拨到1端，稳定后再拨到2端，电路再度稳定，此 过程流过电阻R3的电荷量。 R UU八V 1 9 U R R2 6 41… A 1 3 甲 乙 7/7