12.2 闭合电路的欧姆定律 课后习题 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

12.2闭合电路的欧姆定律 一、单选题 1．关于电源和电流，以下说法正确的是（     ） A．电源是将其它形式的能转化为电能的装置 B．3号干电池的体积比5号干电池的体积大，电动势也更大 C．单位时间内通过导体横截面的电荷量越少，导体中的电流越大 D．导体中的电流一定是由自由电子的定向移动形成的 2．有一电池，外电路断开时的端电压为，外电路接上阻值为的负载电阻后的端电压降为，则可以确定电池的电动势E和内阻r为（     ） A．， B．， C．， D．， 3．闭合电路由内电路和外电路组成，下列说法中正确的是（　　） A．外电路对电流的阻碍作用叫做外电阻，内电路对电流的阻碍作用叫做内电阻 B．外电压是外电路中所有用电器两端的电压，内电压是电源正、负两极间的电压 C．因为外电阻一定大于内电阻，所以外电压一定大于内电压 D．内电压和外电压之和为定值，即电源电动势 4．在如图所示的电路中，电源电动势和内阻恒定不变，电阻、和为定值电阻，为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑片向下滑动时，以下说法正确的是（     ） A．电流表A读数变大 B．电压表V读数变小 C．电阻两端的电压变小 D．流过的电流变小 5．如图所示，电源的电动势E=4 V，内阻r=1 Ω，R1为2 Ω，R2为滑动变阻器，可调阻值范围为0∼5 Ω，下列说法正确的是（     ） A．当R2为2 Ω时，R1消耗的功率最大 B．当R2为3 Ω时，电源的内阻消耗功率最大 C．当R2为3 Ω时，R2消耗的功率最大 D．当R2为2 Ω时，电源的输出功率最大 6．以下内容为某同学对电学中一些概念及公式的理解，其中不正确的是（     ） A．根据，对于同种材料，温度一定时，电阻与导体的长度成正比，与横截面积成反比 B．根据，电容与电容器所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C．无论是否纯电阻电路，W=UIt都适用于计算电功，Q=I2Rt都适用于计算电热 D．根据电动势可知，电动势E的大小等于W和q的比值，但与W和q的大小无关，由电源本身决定 7．如图所示的电路中，电源电动势为2V，内阻，电阻 ，电阻，电阻，滑动变阻器接入电路的阻值为，电容器的电容 ，电阻与电容器间的导线记为d，单刀双掷开关S与触点1连接，下列说法正确的是（     ） A．如果仅将的滑片向上滑动，消耗的功率减少 B．如果仅将的滑片向上滑动，电源的输出功率减少 C．如果仅将的滑片向上滑动，电容器两极板间的电势差减小 D．若仅将开关S由触点1拨向触点2，流过导线d的横截面的电荷量为 8．如图甲所示，电动势为 E、内阻为 r 的电源与 R＝8Ω的定值电阻、滑动变阻器 RP、开关 S 串联组成回路，已知滑动变阻器消耗的功率 P 与其接入电路的有效阻值 RP 的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电源的电动势 E＝4V，内阻 r＝2Ω B．图乙中 Rx＝20Ω C．滑动变阻器的滑片向左移动时，R 消耗的功率先增大后减小 D．调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.8W 9．在如图所示的电路中，由于某一电阻发生了短路或断路，使得A灯变暗，B灯变亮，则故障原因可能是（     ） A．或短路 B．或断路 C．或断路 D．或短路 10．如图所示电路中，电源的内电阻不能忽略。已知定值电阻=10Ω，=8Ω。当开关S接到位置1时，电压表V的示数为2.0V；当开关S接到位置2时，电压表V的示数可能为（     ） A．2.2V B．1.4V C．1.6V D．1.8V 11．一手持风扇内安装有直流电动机，其线圈电阻为，额定电压为，额定电流为。将它与内电阻为的直流电源连接，电动机恰好正常工作，则（　　） A．电源的输出功率为 B．电源的总功率为 C．电动机消耗的热功率为 D．电动机输出的机械功率为 12．如图所示，直线A为某电源的图线，曲线B为某小灯泡L的图线的一部分，用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光，则下列说法中正确的是（　　） A．灯泡L的额定功率为2W B．此时灯泡L的电阻大于1Ω C．此时电源内阻的热功率为4W D．若将灯泡L换成阻值恒为0.5Ω的纯电阻，电源的效率将降低 二、多选题 13．用E表示电源电动势，U表示外电压，表示内电压，R表示外电路总电阻，r表示电源内电阻，I表示干路电流，则下列各式中正确的是（     ） A． B． C． D． 14．某公司对生产的一批白炽灯泡进行测试。其中一个白炽灯泡L的伏安特性曲线如图所示，其额定电压为30 V。现将其接到电动势，内阻的电源两端。则下列说法正确的是（     ） A．此时白炽灯泡的功率约为8 W B．此时电源效率为50% C．若将其接到电动势，内阻的电源两端，灯泡能保持额定功率工作 D．若将其接到电动势，内阻的电源两端，灯泡能保持额定功率工作 15．某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，此时（     ） A．车灯的电流变小 B．路端电压变大 C．电路的总电流变大 D．电源的总功率变小 16．电阻不变的三盏电灯A、B、C连接在如图所示的电路中，闭合电键S后，三盏灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器R的滑片，则可判断（     ） A．三盏灯的电阻大小是 B．三盏灯的电阻大小是 C．A、C两盏灯变亮，B灯变暗 D．A、B两灯变亮，C灯变暗 17．如图所示，电源电动势为，为定值电阻，A、B为平行板电容器的两极板，B板接地。闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是（　　） A．A、B间电势差为，且A板带正电 B．只将A板左移，稳定后电容器所带的电荷量减少 C．只将A板下移，稳定后两极板间电场强度变小 D．只在A、B间插入绝缘介质，稳定后A板电势升高 18．在闭合电路中，下列叙述正确的是（　　） A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比 B．当外电路断开时，路端电压等于零 C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大 D．当外电阻增大时，路端电压也增大 三、实验题 19．(1)多用电表是电学实验常用的测量仪表，多用电表有红黑两只表笔，无论测量直流电压还是测量电阻，都是电流从红表笔流入电表、从黑表笔流出电表；在测量直流电压，红表笔电势__________（选填“高于”或“低于”）黑表笔电势；在测量电阻时红表笔电势__________（选填“高于”或“低于”）黑表笔电势。 (2)某同学用毫安表、滑动变阻器、一节干电池和两只表笔组成了一个简单的欧姆表，如下图所示。所用毫安表满偏电流，干电池电动势，欧姆表表盘中央刻度称为中值电阻，这个欧姆表的中值电阻为__________，利用这只欧姆表测量电阻时，指针指在电流表刻度的6mA刻度线，则__________。 20．图a为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位分别为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×100 Ω挡。 (1)图a中的A端与________（选填“红”或“黑”）色表笔相连接。 (2)关于R6的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）。 A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置 C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝__________Ω。 (4)某次测量时该多用电表指针位置如图b所示。若此时B端是与“1”连接的，则多用电表读数为________；若此时B端是与“3”连接的，则读数为________；若此时B端是与“5”连接的，则读数为________。（结果均保留三位有效数字） (5)用多用电表欧姆挡判断发光二极管的正负极，选用×100挡时，变换表笔与二极管两极的连接方式，发现电表指针均不偏转。选用________挡（选填“×10”或“×1 k”）重新测试，指针仍不偏转，更换二极管极性后，发现指针偏转，此时与多用电表红色表笔相连的是二极管________（选填“正极”或“负极”）。 四、解答题 21．欧姆表是依据闭合电路欧姆定律、在电流表基础上改装而成、以指针偏转角度指示待测量电阻的阻值的电学测量仪表，如图所示是一个简单的欧姆表电路。已知电流表指针偏转角度与所通过的电流成正比，图中所用电源电动势为、内阻为，电流表内阻，满偏电流。 (1)欧姆表使用前需要先进行欧姆调零，即把图中的红黑表笔直接接触，然后调节图中的使得电流表满偏，求此时的值； (2)用上述已经调零的欧姆表测量某未知电阻时，发现电流表指针指在2.5 mA处，此处对应的欧姆表刻度应该为多少欧姆？ 22．目前使用新能源的车辆越来越多，它的基本原理就是把风能、太阳能等非化石燃料转化成电能储存起来，然后给各种电动车辆的电池充电，电池再驱动电动机工作，从而带动车辆行驶。下图为某电动机工作的简化电路。如图所示，开关S闭合，电源的电动势E=14 V，内阻r=0.2 Ω，电阻R2=R3=2 Ω，R1=1.8 Ω，线圈的电阻R=1 Ω、规格为“6 V  12 W”的电动机正常工作。求： (1)通过电源的电流I； (2)电动机的输出功率； (3)电阻R4的阻值。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《12.2闭合电路的欧姆定律》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C A B C B D A B D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 答案 A D ABD AD AC BD AB AD 1．A 【详解】A．电源通过非静电力做功，将化学能、机械能等其他形式的能转化为电能，是电能的提供装置，故A正确； B．3号和5号锌锰干电池的电动势均为1.5V，体积差异仅影响电池容量，电动势大小与电池体积无关，故B错误； C．根据电流的定义式，单位时间内通过导体横截面的电荷量越少，说明导体中的电流越小，故C错误； D．定向移动的载流子可以是自由电子，也可以是正、负离子（如电解质溶液导电），电流并非一定由自由电子定向移动形成，故D错误。 故选A。 2．C 【详解】外电路断开时，路端电压等于电池的电动势，因此， 根据闭合电路欧姆定律的分压规律，路端电压满足 代入已知、、，得 ，解得 故选C。 3．A 【详解】A．根据闭合电路的基本定义，外电路对电流的阻碍作用称为外电阻，内电路（电源内部）对电流的阻碍作用称为内电阻，该描述符合教材基础概念，A正确； B．外电压是外电路的总电压（也就是电源正负极间的开路/路端电压）；内电压是电流通过电源内阻时，在内电阻上的分压，并非正负极间的电压，B错误； C．根据闭合电路欧姆定律的分压关系外电压大于内电压的前提是外电阻大于内电阻，但外电阻并没有“一定大于内电阻”的要求，比如电源短路时外电阻趋近于0，此时外电压远小于内电压，C错误； D．根据闭合电路欧姆定律内电压与外电压之和等于电源电动势，只有对于确定的电源，内电压与外电压之和才为定值，D错误。 故选A。 4．B 【详解】AB．滑片向下滑动时，变小，回路总电阻随之变小，总电流变大，、并联部分电压变小，电流表示数变小，电压表示数变小，故A错误，B正确； C．电阻两端电压变大，故C错误； D．设流过的电流为，由可得增大，故D错误。 故选B。 5．C 【详解】A．是定值电阻，功率，功率最大，需要回路电流I最大 根据，知当时总电阻最小、电流最大，最大，故A错误； B．内阻功率，r不变，同样电流最大时最大，即时，最大，故B错误； C．把和电源内阻r合在一起看成等效内阻，即 电源输出功率为 故当外电阻等于内阻时，即时，等效电源的输出功率最大，即消耗的功率最大，在可调范围内,故C正确。 D．由前面分析可知，当外电路总电阻时，电源输出功率最大，此时，令，即，，不可能。当外电阻时，越小，输出功率越大，所以当时外阻最小，输出功率最大，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．是电阻的决定式，同种材料温度一定时电阻率为定值，因此电阻与导体长度成正比，与横截面积成反比，故A正确； B．是电容的比值定义式，电容由电容器本身的结构（极板正对面积、极板间距、电介质）决定，与所带电荷量、极板间电压无关，不能说电容与电荷量成正比、与电压成反比，故B错误； C．是电功的定义式，适用于所有电路的电功计算；是焦耳定律的表达式，适用于所有电路的电热计算，故C正确； D．是电动势的比值定义式，电动势反映电源把其他形式能转化为电能的本领，大小由电源本身决定，与非静电力做功、移送电荷量无关，故D正确。 由于本题选错误的，故选B。 7．D 【详解】AC．开关接触点1时，电容器在直流稳态相当于断路，主回路中，和串联，闭合电路欧姆定律给出 滑片上移使接入电路的减小，故增大；由知消耗的功率增大。稳态时中无电流，电容器两端电压等于两端电压，即 所以滑片上移时电容器两端的电势差增大，故AC错误； B．设外电阻为 闭合电路欧姆定律给出 由 代入前式得 将上式改写为 电源输出功率最大时满足 本题初始外电阻为，滑片上移后外电阻减小但仍不小于，而内阻为，所以外电阻向内阻靠近，输出功率增大，故B错误； D．开关接触点1时，主回路电流为 因此两端电压为 两端电压为 电容器稳定充电时中无电流，接触点1时左极板电势高于右极板，左极板带正电，电荷量大小为 换接到接触点2后，右极板接到底端；稳定后左极板电势低于右极板，电荷量大小为 左极板电荷由变为，所以通过导线横截面的电荷量为，故D正确。 故选D。 8．A 【详解】A．把定值电阻和电源内阻等效为新电源，等效内阻 滑动变阻器消耗的功率为 根据等效电源结论，当滑动变阻器阻值等于等效内阻，即时，滑动变阻器消耗的功率最大，由图乙，最大功率对应，则电源内阻 最大功率 代入数据，则 解得电源的电动势，故A正确； B．滑动变阻器的阻值为4 Ω与阻值为时消耗的功率相等，则有 代入数据，即 解得，故B错误； C．当滑动变阻器的滑片向左移动时，其接入电路的电阻增大，电路中电流减小，所以上消耗的功率减小，故C错误； D．当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，本题，外电路总电阻 外阻越接近内阻，输出功率越大。当，外阻最小为8Ω，输出功率最大，最大功率为，故D错误。 故选A。 9．B 【详解】A．R2短路时，B灯熄灭，与题不符，故A错误； B．R2断路时，外电阻增大，干路电流减小，A灯变暗。干路电流减小，电源的内电压、A灯和R4的电压都减小，R3的电压增大，通过R3的电流增大，R1的电压减小，则B灯电压增大，B灯变亮，与题意相符； R3断路时，外电阻增大，干路电流减小，A灯变暗。电源的内电压、A灯和R4的电压都减小，R1的电压减小，则B灯电压增大，B灯变亮，与题意相符；故B正确； C．R4断路，AB灯都会熄灭，与题不符，故C错误； D．R4短路，外电路总电阻减小，电流变大，A灯变亮，与题不符，故D错误。 故选B。 10．D 【详解】由闭合电路欧姆定律知，开关接到位置1时 开关接位置2时 联立解得，故ABC错误，D正确。 故选D。 11．A 【详解】A．电源的输出功率为，故A正确； B．电源的总功率为，故B错误； C．电动机消耗的热功率为，C错误； D．电动机输出的机械功率为，故D错误。 故选A。 12．D 【详解】A．由图像交点可知，灯泡L的额定电压为2V，额定功率为，故A错误； BC．根据闭合电路欧姆定律可得 可得此电源的电动势为，内阻为 此时灯泡L的电阻为 此时电源内阻的热功率为，故BC错误； D．电源的效率为 可知外接电阻R减小，电源效率降低，故D正确。 故选D。 13．ABD 【详解】B．根据闭合回路的欧姆定律可得 可得，故B正确； C．电源内阻可视为纯电阻，根据欧姆定律得内电压 根据闭合回路的欧姆定律可得，故C错误； AD．根据闭合回路的欧姆定律可得 内电压 路端电压，故A正确，D正确。 故选ABD。 14．AD 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有，代入数据得 在题图中画出电源的图像，如图所示 电源的图像与白炽灯泡的伏安特性曲线的交点对应的电压和电流即为灯泡的实际电压、电流，分别为， 则灯泡消耗的实际功率为 电源效率为，故A正确，B错误； CD要使灯泡正常工作，则灯泡两端的电压必须为，即电源的图像必过曲线上电压为的点，在题图中画出此时电源的图像如图所示 由图可知电源的内阻，故C错误，D正确。 故选AD。 15．AC 【详解】A．开关闭合，电机工作，车灯突然变暗，表明经过车灯的电流变小，A正确； B．由于经过车灯的电流变小，则车灯两端电压减小，而车灯两端电压即为路端电压，则路端电压减小，B错误； C．根据 可知，路端电压减小，干路电流增大，C正确； D．根据可知，干路电流增大，电源的总功率变大，D错误。 故选AC。 16．BD 【详解】AB．三灯均为定值电阻，由电功率公式及欧姆定律可得 灯两端电压大于灯两端电压，功率相同时灯的电阻较大。灯中的电流等于灯和变阻器中的电流之和，功率相同时灯的电阻较大。因此，故A错误，B正确； CD．滑片上移使变阻器接入电路的电阻增大，它与灯并联部分的等效电阻增大，外电路总电阻也增大。设干路电流为、路端电压为、外电路总电阻为，由闭合电路欧姆定律 知干路电流减小；由知路端电压增大，灯变亮。干路电流减小而灯电流增大，由并联电路的电流关系知灯电流减小，灯变暗；灯两端电压等于路端电压减去灯两端电压，故灯变亮，故C错误，D正确。 故选BD。 17．AB 【详解】A．电路稳定后，电容器支路无电流，电阻两端无电压；电源正极接板，板接地，两板间电势差为，且板带正电，故A正确； B．设两板正对面积为、板间距为，电介质的介电常数为、静电力常量为，平行板电容器满足。仅将板左移，减小，电容减小；由电容定义式可知，两板电压不变时电荷量减小，故B正确； C．仅将板下移，板间距减小，而两板电压不变；由匀强电场的关系，可知场强增大，故C错误； D．仅在两板间插入绝缘介质，介电常数增大，电容增大；但板接地、板仍接电源正极，稳定后板电势保持为，故D错误。 故选AB。 18．AD 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律，得闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和（整个电路的电阻）成反比，A正确； B．根据闭合电路欧姆定律U=E﹣Ir可知，当外电路断开时，电流I=0，路端电压U=E，故B错误； C．当外电路短路时，R=0，短路电流为 电源内阻r＞0，则电路中的电流不是无穷大，故C错误； D．当外电阻增大时，根据可知电路中电流减小，根据可知路端电压增大，故D正确。 故选AD。 19．(1) 高于 低于 (2) 150 100 【详解】（1）[1]测量直流电压时，电流从红表笔流入电表，根据电流在电路中从高电势流向低电势，所以红表笔电势高于黑表笔电势，在测量直流电压，红表笔电势高于黑表笔电势。 [2]测量电阻时，多用电表内部有电源，此时电流从黑表笔流出电表，黑表笔接内部电源正极，电势高，所以红表笔电势低于黑表笔电势。 （2）[1]欧姆表调零时，指针指向欧姆表零刻度，此时欧姆表的内阻 当欧姆表指针指在中央刻度时，电流为满偏电流的一半，即 解得 [2]根据闭合电路欧姆定律 变形可得 20．(1)黑 (2)B (3) 160 880 (4) 1.47mA/1.48mA/1.46mA 1.10kΩ 2.94V/2.95V/2.93V (5) ×1k 负极 【详解】（1）当B端与“3”连接时，内部电源与外部电路形成闭合回路，电流从A端流出，故A端与黑色表笔相连接。 （2）A．在使用多用电表之前，调整表头螺丝使电表指针指在表盘左端电流“0”位置，故A错误； B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置，故B正确； C．使用电流挡时，电阻不在闭合电路中，调节无效，故C错误； 故选B。 （3）[1]当B端与“2”连接时，表头与、组成的串联电路并联，此时为量程1mA的电流挡，当表头满偏时，由并联分流规律可得 则。 [2]当B端与“4”连接时，表头与、组成的串联电路并联后再与串联，此时为量程1V的电压挡，表头与、组成的串联电路并联总电阻为 当表头满偏时，表头两端电压为 则两端电压为 由串联分压规律可得的电阻为。 （4）[1]若此时B端是与“1”连接的，多用电表作为直流电流表使用，量程为，分度值为，则读数为。 [2]若此时B端是与“3”连接的，多用电表作为欧姆表使用，读数为。 [3]若此时B端是与“5”连接的，多用电表作为直流电压表使用，量程为，分度值为，则读数为。 （5）[1]变换表笔与二极管两极的连接方式，指针均不偏转，说明被测电阻较大，欧姆挡所选挡位倍率偏小，所以应换倍率较大的“×1k”挡重新测试。 [2]重新测试时，更换二极管极性后，指针才偏转，则这时测二极管正向电阻，根据多用电表中电流“红进黑出”原则，以及二极管的单向导电性，可知此时与红色表笔相连的是二极管负极。 21．(1) (2) 【详解】（1）欧姆调零时，电流表满偏，由闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 （2）测量某未知电阻时，电流表指针指在2.5mA处，由闭合电路欧姆定律有 解得未知电阻阻值为 故2.5mA处的刻度应该为。 22．(1) (2) (3) 【详解】（1）电动机正常工作时两端电压等于额定电压，故电源路端电压为。闭合电路中电源电流为，由闭合电路欧姆定律得 代入数据得 （2）电动机正常工作时，额定电压和额定功率分别为，。由电功率公式可得，所以 代入数据得 线圈电阻产生的热功率由焦耳定律得，根据能量转化关系，所以 （3）设通过的电流为，通过和的电流分别为，，两端电压为。由节点电流关系得 代入前两问结果得。由欧姆定律，两端电压为，故并联部分两端电压为 代入得 因和并联，两者两端电压均为。由欧姆定律得，且节点电流满足 代入得，。由欧姆定律得 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $