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

12.2闭合电路欧姆定律同步练习 一、单选题 1．关于电源，下列说法中正确的是（     ） A．电源的电动势和电压单位相同，因此电动势就是电压 B．电源是通过非静电力做功把电势能转化为其他形式的能的装置 C．电源的电动势表明，电源的电动势大小与非静电力做的功成正比 D．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能增加 2．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是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U—I图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的效率为（     ） A． B． C． D． 3．如图所示，U-I图像中的甲、乙两条图线分别表示某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系和某一电源的路端电压随干路电流的变化关系。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（     ） A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.5 Ω B．乙反映电源的U-I关系，其内阻r=3.0 Ω C．通过定值电阻R的电流大小为1.2 A D．电源内阻r消耗的热功率为6.75W 4．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，L为小灯泡，C为电容器，电压表与电流表都是理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时，电压表V2示数变化量的绝对值为，电流表A示数变化量的绝对值为，小灯泡不会烧坏，则下列说法正确的是（     ） A．电流表A示数增大 B．电压表V2示数增大 C．电容器电荷量增大 D． 5．图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线，则下列说法正确的是（     ） A．电源的内阻为 B．电源电动势为1V C．此电源的短路电流为0.3A D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为 6．如图所示电路图，电源电动势为，内阻为，为定值电阻，为滑动变阻器，带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S，在滑片P向下滑动的过程中，三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程，下列说法正确的是（   ） A．电流表A的示数变大 B．电压表的示数变小 C． D．液滴将向下运动 7．如图所示，电源电动势为，内阻为，滑动变阻器为，为电动机，电动机线圈的电阻为 开关闭合后，电动机开始转动，稳定后回路中的电流大小为则（     ） A．电流大小 B．电动机两端的电压 C．当时，电源的输出功率最大 D．当时，电源的输出功率最大 8．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 二、多选题 9．如图所示的电路中，电源的输出电压恒定，闭合开关，灯泡正常发光。一段时间后因电路故障，灯泡变亮。已知电路中只有一处故障，且只发生在R1、R2、R3或R4上，则该故障可能是（     ） A．R2断路 B．R3断路 C．R4短路 D．R1断路 10．锂离子电池主要依靠锂离子（Li+）在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池的内部结构。该过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V，则下列说法错误的是（     ） A．该电池单位时间，一定将3.7J的化学能转化为电能 B．电源内部每移动一个锂离子，需要消耗化学能3.7eV C．“毫安•时”（mA•h）是电池储存能量的单位 D．锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能 11．如图所示，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（     ） A．当时，功率最大 B．当时，电源的输出功率最大 C．当时，功率最大 D．当时，功率最大 12．某温度报警器简易原理图如图所示，M为温度传感器，其阻值随着温度的升高而增大，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片P调整至合适位置，电源两端电压恒定不变，电表均为理想电表。当温度降低到一定程度时，电表示数增大导致指针偏转到某区域，从而触发报警。下列说法正确的是（     ） A．触发报警的电表应为电流表 B．触发报警的电表应为电压表 C．若将滑片P向右移动少许，则温度需要更高才能触发报警 D．若将滑片P向左移动少许，则温度需要更高才能触发报警 13．如图所示，，，，滑动变阻器的阻值范围为，为变阻器接入电路中的有效阻值，下列说法正确的是（     ） A．当时，的电功率最大 B．当时，的电功率最大 C．电源的最大输出功率是 D．的最大功率是 14．如图所示，电源电动势为，内阻为，为滑动变阻器，、为定值电阻，电路中电表均为理想电表，开关断开。则下列说法正确的是（     ） A．闭合开关，、的示数都变大 B．闭合开关，的示数变小 C．若的滑片向下移动，、的示数都变小 D．若的滑片向下移动，和的示数变化量之比不变 三、实验题 15．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。 (1)如图1所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是 。（选填选项前面的字母） A．接的是红表笔，接的是黑表笔 B．当接1，是电压表 C．当接2，是欧姆表 D．当接3，是电流表 (2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为“直流”挡，则示数为__________；若所选挡位为“直流”挡，则示数为__________。 (3)用表盘为图所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后，如果再直接测量一个阻值约的电阻，发现指针偏角__________（填“很大”或“很小”）。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：__________。 A、调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B、把选择开关旋转到“”位置 C、把选择开关旋转到“”位置 D、将红表笔和黑表笔接触 (4)黑盒中有一个二极管，还有两个阻值均为的电阻，它们与黑盒的接线柱1、2、3接成电路，用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表所示，那么黑箱中的线路可能是 。 黑表笔触点 1 1 2 红表笔触点 2 3 1 表头读数 0 A． B． C． D． 16．如图所示，黑箱中有A、B、C三个接线柱，已知黑箱中最多只有2个电学元件，可能有电源、定值电阻或二极管，已知常用的硅二极管在正向导通情况下电阻约为。用 多用电表对黑箱进行如下检测： ①将选择开关调到欧姆挡合适倍率，进行欧姆调零 ②将选择开关调到直流电压挡位，两表笔分别检测任意两个接线柱，均无示数 ③将选择开关置于OFF挡 ④用两表笔进行检测，红黑表笔的位置和测量结果如下表 黑表笔 A B A C B C 红表笔 B A C A C B 测得阻值/ 25.2k 275 975 25.9k (1)正确的实验操作顺序为_____（填步骤前序号）。 (2)当欧姆表使用时，黑表笔电势_____（填“高”或“低”）。 (3)步骤②说明黑箱内不含有_____（填“电源”“定值电阻”或“二极管”）。 (4)步骤①中选择倍率，测量或间的阻值均如图所示，其读数为_____Ω。 (5)在图中画出可能的电学元件的连接图。 四、解答题 17．如图所示，直流电源电动势为E=5 V、内阻r=1 Ω，定值电阻R1=2 Ω，可变电阻R2的阻值范围为0~6 Ω。闭合开关S，调节可变电阻R2接入电路的阻值，求解以下问题 (1)当R2为多大时，电源的输出功率可达最大，最大值多大？ (2)当R2为多大时，R1的功率达到最大，最大功率多大？ (3)当R2为多大时，R2的功率达到最大，最大功率多大？ 18．如图所示，电源的电动势，内阻，两个定值电阻均为，平行板电容器的电容，初始状态开关断开，电路稳定后，求： (1)电容器所带电荷量 (2)开关闭合至电路再次稳定，此过程流过电流表的电荷量 19．如图甲所示，M为一电动机，定值电阻，各电表均可视为理想电表。闭合开关K，滑动变阻器R的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，两电压表和的示数随电流表A示数的变化情况如图乙所示。已知电流表A的示数小于0.4A时，电动机不转动，此时电路可视为纯电阻电路，所有电表均视为理想电表。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)电源的电动势和内阻； (3)滑动变阻器的触头在最左端时，电动机的输出功率。 20．如图所示，电源电动势E=3V，内阻不计，R1、R2、R3为定值电阻，阻值分别为、、 ，R4、R5为电阻箱，最大阻值均为，右侧竖直放置一个电容为的理想平行板电容器，电容器板长0.2m，板间距为0.125m。一带负电粒子以0.8m/s的速度沿平行板中线进入，恰好匀速通过，不计空气阻力，此时R4、R5阻值分别为、。取g=10m/s2，试求： (1)带电粒子匀速穿过电容器时，求该粒子的比荷和电容器的电荷量； (2)欲使粒子向上偏转但又刚好不打到电容器的上板，则R4阻值应调到多少？（保留2位有效数字） 21．如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r（具体值未知）的电池，合上开关，在变阻器的滑片C从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示，电表对电路的影响不计。（Ⅰ图为输出功率与路端电压关系曲线；Ⅱ图为路端电压与总电流关系图线；Ⅲ图为电源的输出效率与外电阻的关系图线） (1)求E、r； (2)求滑动变阻器的总阻值； (3)写出图Ⅰ、Ⅱ中a、b、c三点的坐标（不要求计算过程）。 22．如图所示，三个定值电阻的阻值分别为、、，直流电源的内阻，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为，板长为。质量为、带电量为的小球以初速度沿水平方向从电容器下板左侧边缘点进入电容器，恰好从电容器上板右侧边缘离开电容器，此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为，忽略空气阻力。求： (1)小球的电性及两极板间电场的电场强度的大小E； (2)电源的电动势； (3)在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值。 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.2闭合电路欧姆定律同步练习 一、单选题 1．关于电源，下列说法中正确的是（     ） A．电源的电动势和电压单位相同，因此电动势就是电压 B．电源是通过非静电力做功把电势能转化为其他形式的能的装置 C．电源的电动势表明，电源的电动势大小与非静电力做的功成正比 D．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能增加 【答案】D 【解析】A．电源的电动势和电压单位相同，但是电动势与电压是不同的物理概念，故A错误； B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，故B错误； C．电源电动势的定义式是 但电源的电动势由电源本身性质决定，与非静电力做的功无关，故C错误； D．电源把正电荷从负极搬运到正极的过程中，非静电力做功使电荷的电势能增加，故D正确。 故选D。 2．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是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常数），图线b是某电阻R的U—I图像。当它们组成闭合回路时，硅光电池的效率为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】图线与图线的交点即为电池与电阻组成闭合回路时的工作点，此时路端电压为、电流为 图线与纵轴的交点为该硅光电池的电动势，电池的总功率为，输出功率为 故硅光电池的效率，故D正确。 故选D。 3．如图所示，U-I图像中的甲、乙两条图线分别表示某一定值电阻R两端的电压与通过该电阻的电流关系和某一电源的路端电压随干路电流的变化关系。若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，下列分析中正确的是（     ） A．甲反映定值电阻R的U-I关系，R=1.5 Ω B．乙反映电源的U-I关系，其内阻r=3.0 Ω C．通过定值电阻R的电流大小为1.2 A D．电源内阻r消耗的热功率为6.75W 【答案】C 【解析】A．甲反映定值电阻R的U-I关系，根据图像，故A错误； B．乙反映电源的U-I关系，根据图像，故B错误； CD．根据图乙知电源电动势 若将该电源与两个定值电阻R串联构成闭合回路，通过定值电阻R的电流大小 电源内阻r消耗的热功率为，故C正确，D错误。 故选C。 4．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，L为小灯泡，C为电容器，电压表与电流表都是理想电表。闭合开关S，使滑动变阻器的触头向下移动一小段距离时，电压表V2示数变化量的绝对值为，电流表A示数变化量的绝对值为，小灯泡不会烧坏，则下列说法正确的是（     ） A．电流表A示数增大 B．电压表V2示数增大 C．电容器电荷量增大 D． 【答案】A 【解析】AB．滑片下移使接入电路的滑动变阻器电阻减小。待电路重新稳定，电容器支路相当于断路，电源、定值电阻、滑动变阻器和小灯泡构成串联回路。闭合电路欧姆定律为，其中为回路电流、为路端电压。外电路总电阻减小，所以增大；由该式可知减小，故A正确，B错误； C．电容器与滑动变阻器和小灯泡所在部分并联，电容器电压为 电容器电荷量满足，因此增大时和均减小，故C错误； D．由闭合电路欧姆定律，两状态相减可得 所以 该比值为，不等于，故D错误。 故选A。 5．图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线，则下列说法正确的是（     ） A．电源的内阻为 B．电源电动势为1V C．此电源的短路电流为0.3A D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为 【答案】D 【解析】AB．根据闭合电路欧姆定律 ，电源的图线纵轴截距为电动势，图线斜率的绝对值为内阻， 从图甲可得，电源电动势为 取图线上两点（，）、（，） 电源的内阻为 ，故AB错误； C．短路时外电路电压，短路电流 远大于0.3A，图甲中时是路端电压为1.0V的工作点，不是短路状态，故C错误； D．电源和小灯泡组成闭合回路时，二者的完全相同，如图所示，将甲、乙两条图线画在同一坐标系中，交点就是回路的实际工作点。 电源的伏安关系可写为 ，代入数值可求得交点约为、附近，电路总功率，故D正确。 故选D。 6．如图所示电路图，电源电动势为，内阻为，为定值电阻，为滑动变阻器，带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S，在滑片P向下滑动的过程中，三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程，下列说法正确的是（   ） A．电流表A的示数变大 B．电压表的示数变小 C． D．液滴将向下运动 【答案】C 【解析】A．当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值将变大，根据闭合电路欧姆定律有 所以电路的电流即电流表A的示数变小，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有 所以随着电路电流的减小滑动变阻器两端的电压即电压表的示数增大，故B错误； C．根据欧姆定律可得 则有 根据闭合电路欧姆定律可得 则有 所以，故C正确； D．电容器并联在电源的两端，所以电容器两极板间的电势差等于电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得电源的路端电压为 当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电路中的电流变小，所以电源的路端电压变大。则根据可知，电容器两极板间的场强会变大。由于液滴原来静止时有 所以当电容器两极板间的场强变大时，液滴将向上运动，故D错误。 故选C。 7．如图所示，电源电动势为，内阻为，滑动变阻器为，为电动机，电动机线圈的电阻为 开关闭合后，电动机开始转动，稳定后回路中的电流大小为则（     ） A．电流大小 B．电动机两端的电压 C．当时，电源的输出功率最大 D．当时，电源的输出功率最大 【答案】D 【解析】A．由于电动机转动时不是纯电阻元件，存在反电动势，回路中的电流小于，故A错误； B．由于电动机转动时消耗的电能有一部分转化为机械能，所以两端电压大于，故B错误； C．若电路是纯电阻电路，当时，电源的输出功率有最大值，此时电路的电流为 但电动机属于非纯电阻负载，所以当时，外电路等效电阻大于电源内阻，回路中的电流小于，电源的输出功率没有达到最大，故C错误； D．电源的输出功率为 根据数学关系可知，当电流时，输出功率有最大值，故D正确。 故选D。 8．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 【答案】D 【解析】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。 二、多选题 9．如图所示的电路中，电源的输出电压恒定，闭合开关，灯泡正常发光。一段时间后因电路故障，灯泡变亮。已知电路中只有一处故障，且只发生在R1、R2、R3或R4上，则该故障可能是（     ） A．R2断路 B．R3断路 C．R4短路 D．R1断路 【答案】AC 【解析】A．电路为两条支路并联，下支路仅，上支路为灯泡与并联，再和与并联的部分串联。​断路后，灯泡所在的并联支路总电阻变大，整个上支路的总电阻随之变大。由于电源输出电压恒定，两条并联支路的分压都等于电源输出电压，上支路中灯泡侧并联部分的分压占比会提升，灯泡两端电压升高，灯泡变亮，故A正确； B．断路后，、​的并联总电阻变大，上支路总电阻变大，上支路电流减小；但灯泡侧的并联电阻没有变化，由可知，灯泡两端电压会降低，灯泡变暗，故B错误； C．短路后，会直接将​所在并联部分短路，相当于灯泡所在的上支路后续直接接在电源两端，灯泡电压会升高，灯泡变亮，故C正确； D．所在支路断路后，不会影响上支路的分压，上支路的电压始终等于电源输出电压，灯泡的亮度不会发生变化，故D错误。 故选AC。 10．锂离子电池主要依靠锂离子（Li+）在正极和负极之间移动来工作，下图为锂电池的内部结构。该过程中Li+从负极通过隔膜返回正极。已知该锂电池的电动势为3.7V，则下列说法错误的是（     ） A．该电池单位时间，一定将3.7J的化学能转化为电能 B．电源内部每移动一个锂离子，需要消耗化学能3.7eV C．“毫安•时”（mA•h）是电池储存能量的单位 D．锂离子电池放电时，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能 【答案】AC 【解析】AB．根据公式 可知，电源内部将一个锂离子由电源负极移动到正极，需要消耗化学能3.7eV，产生电能3.7eV，电动势的大小等于非静电力将单位电荷量的正电荷从负极移到正极时克服电场力所做的功，与时间无关，故A错误，B正确； C．根据可知，“毫安•时”（mA•h）是电量的单位，故C错误； D．电池放电时Li+从负极通过隔膜返回正极，电池内部静电力做负功，化学能转化为电能，故D正确。 本题选择错误选项，故选AC。 11．如图所示，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（     ） A．当时，功率最大 B．当时，电源的输出功率最大 C．当时，功率最大 D．当时，功率最大 【答案】AD 【解析】闭合开关后，电阻与串联，、和保持不变，；根据闭合电路欧姆定律有 A．根据电功率公式，定值电阻的功率为 由于不变，越小，分母越小，越大，因此当时，的功率最大，故A正确； B．设外电路总电阻为，电源的输出功率为 由可知，外电阻能够取到时，电源输出功率达到最大；若，应调节至，此时输出功率大于时的输出功率，因此题目所给条件不能保证时电源输出功率最大，故B错误； C．定值电阻的功率仍为 该功率随增大而减小，最大功率对应的条件是；条件不能保证，不能作为功率最大的条件，故C错误； D．可变电阻的功率为 当时，；当时，将上式改写为 由基本不等式有 等号成立的条件为，此时分母最小，解得 或趋于无穷大时，均趋于零，与中间某一阻值对应最大功率相符，故D正确。 故选AD。 12．某温度报警器简易原理图如图所示，M为温度传感器，其阻值随着温度的升高而增大，R0为定值电阻，滑动变阻器R的滑片P调整至合适位置，电源两端电压恒定不变，电表均为理想电表。当温度降低到一定程度时，电表示数增大导致指针偏转到某区域，从而触发报警。下列说法正确的是（     ） A．触发报警的电表应为电流表 B．触发报警的电表应为电压表 C．若将滑片P向右移动少许，则温度需要更高才能触发报警 D．若将滑片P向左移动少许，则温度需要更高才能触发报警 【答案】AD 【解析】AB．电源两端电压恒定不变，设为，温度降低时温度传感器阻值减小，电路总电阻减小，总电流即电流表示数增大，温度传感器和滑动变阻器并联后与定值电阻串联，根据闭合回路欧姆定律 可知，电压表读数减小，因此触发报警的电表为电流表，故A正确，B错误； C．若将滑片P向右移动少许，滑动变阻器接入电路的阻值增大，触发报警的电流保持不变，因此需要温度传感器的阻值更小，即温度更低时才能触发报警，故C错误； D．若将滑片P向左移动少许，滑动变阻器接入电路的阻值减小，触发报警的电流保持不变，因此需要温度传感器的阻值更大，即温度更高时才能触发报警，故D正确。 故选AD。 13．如图所示，，，，滑动变阻器的阻值范围为，为变阻器接入电路中的有效阻值，下列说法正确的是（     ） A．当时，的电功率最大 B．当时，的电功率最大 C．电源的最大输出功率是 D．的最大功率是 【答案】CD 【解析】A．当电流最大时，功率最大，阻值应为0，定值电阻消耗的电功率最大，故A错误； B．将看成电源的内阻，当等效电源的内电阻等于外阻时，消耗的功率最大，即 解得，故B错误； C．当外电路总电阻等于电源内阻时，即，电源输出功率最大，最大值为 解得，故C正确 D．的最大功率时， 功率最大值为 解得，故D正确 故选CD。 14．如图所示，电源电动势为，内阻为，为滑动变阻器，、为定值电阻，电路中电表均为理想电表，开关断开。则下列说法正确的是（     ） A．闭合开关，、的示数都变大 B．闭合开关，的示数变小 C．若的滑片向下移动，、的示数都变小 D．若的滑片向下移动，和的示数变化量之比不变 【答案】BD 【解析】AB．闭合开关，与并联，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得的示数 可得的示数变大；电压表示数 可得电压表示数变小；的示数 可得的示数变小，故A错误，B正确； C．若的滑片向下移动，电阻减小，电路中的总电阻减小，由AB选项分析，可得、的示数都变大，故C错误； D．根据闭合电路欧姆定律得，电压表示数 将其视为的函数，可得和的示数变化量之比为函数斜率，即 可得和的示数变化量之比不变，故D正确。 故选BD。 三、实验题 15．指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。 (1)如图1所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是 。（选填选项前面的字母） A．接的是红表笔，接的是黑表笔 B．当接1，是电压表 C．当接2，是欧姆表 D．当接3，是电流表 (2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为“直流”挡，则示数为__________；若所选挡位为“直流”挡，则示数为__________。 (3)用表盘为图所示的多用电表正确测量了一个约的电阻后，如果再直接测量一个阻值约的电阻，发现指针偏角__________（填“很大”或“很小”）。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：__________。 A、调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B、把选择开关旋转到“”位置 C、把选择开关旋转到“”位置 D、将红表笔和黑表笔接触 (4)黑盒中有一个二极管，还有两个阻值均为的电阻，它们与黑盒的接线柱1、2、3接成电路，用多用电表的电阻挡对这三个接线柱间的电阻进行测量，得到的数据如表所示，那么黑箱中的线路可能是 。 黑表笔触点 1 1 2 红表笔触点 2 3 1 表头读数 0 A． B． C． D． 【答案】(1)AC (2) (3) 很小 BDA (4)C 【解析】（1）A．欧姆挡内部电源的正极接黑表笔、负极接红表笔，所以接的是红表笔，接的是黑表笔，故A正确； B．当接1，表头与并联，是扩大量程的电流表，故B错误； C．当接2，电路接入了内部电源和调零电阻，符合欧姆表的结构，故C正确； D．当接3，表头与并联后，与电阻串联，起分压作用，是电压表，故D错误。 故选AC。 （2）[1] 用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图2所示。若所选挡位为“直流”挡，则电流表的分度值为，根据电流表量程和分度值可知示数为； [2] 若所选挡位为“直流”挡，则电压表的分度值为，根据量程和最小分度确定电压的示数为。 （3）[1] 之前测量电阻使用的是“”欧姆挡，远大于该挡位的中值电阻，根据欧姆表“大电阻小偏角”的特点，指针偏角很小。 [2] 电阻适合用“”挡位测量，换挡后必须重新进行欧姆调零，操作顺序为：先将选择开关转到“”位置，再将红黑表笔短接，最后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，故顺序为BDA。 （4）黑盒中有一个二极管，还有两个阻值均为的电阻，用多用电表测试时，黑表笔相当于正极，红表笔相当于负极。 B．接1、2时，示数很小，只能是二极管正向接入，故B错误； A．接1、3时，读数只有，只能是两个的电阻并联，故A错误； CD．接2、1时读数为，只能是两个的电阻串联，故D错误，C正确。 故选C。 16．如图所示，黑箱中有A、B、C三个接线柱，已知黑箱中最多只有2个电学元件，可能有电源、定值电阻或二极管，已知常用的硅二极管在正向导通情况下电阻约为。用 多用电表对黑箱进行如下检测： ①将选择开关调到欧姆挡合适倍率，进行欧姆调零 ②将选择开关调到直流电压挡位，两表笔分别检测任意两个接线柱，均无示数 ③将选择开关置于OFF挡 ④用两表笔进行检测，红黑表笔的位置和测量结果如下表 黑表笔 A B A C B C 红表笔 B A C A C B 测得阻值/ 25.2k 275 975 25.9k (1)正确的实验操作顺序为_____（填步骤前序号）。 (2)当欧姆表使用时，黑表笔电势_____（填“高”或“低”）。 (3)步骤②说明黑箱内不含有_____（填“电源”“定值电阻”或“二极管”）。 (4)步骤①中选择倍率，测量或间的阻值均如图所示，其读数为_____Ω。 (5)在图中画出可能的电学元件的连接图。 【答案】(1)②①④③ (2)高 (3)电源 (4)700 (5) 【解析】（1）使用多用电表探测黑箱时，应先判断内部有无电源，再进行电阻测量，测量完毕将选择开关置于OFF挡。因此合理顺序为，先将选择开关调到直流电压挡位，两表笔分别检测任意两个接线柱，若均无示数，说明无电源；再选欧姆挡倍率并调零；接着用两表笔测量各接线柱间阻值；最后使用完毕后置于OFF挡。故填②①④③。 （2）欧姆表内部电源的正极接黑表笔，负极接红表笔，因此黑表笔电势高。 （3）用直流电压挡测任意两接线柱均无示数，表明黑箱内无电源，否则会有电压。 （4）选择倍率，指针指在刻度“7”处，读数为 （5）黑表笔接A，红表笔接B时测得阻值；黑表笔接B，红表笔接A时测得阻值，正反向差异巨大，说明AB间为二极管，正向电阻，反向电阻，B接二极管正极； AC正反接时，测得阻值均为，说明AC间为定值电阻； 黑表笔接B，红表笔接C时测得阻值，正好等于二极管正向电阻加定值电阻阻值；黑表笔接C，红表笔接B时测得阻值，也正好等于二极管反向电阻加定值电阻阻值。因此两个元件串联，且BC间无连接。 综上连接图如图所示： 四、解答题 17．如图所示，直流电源电动势为E=5 V、内阻r=1 Ω，定值电阻R1=2 Ω，可变电阻R2的阻值范围为0~6 Ω。闭合开关S，调节可变电阻R2接入电路的阻值，求解以下问题 (1)当R2为多大时，电源的输出功率可达最大，最大值多大？ (2)当R2为多大时，R1的功率达到最大，最大功率多大？ (3)当R2为多大时，R2的功率达到最大，最大功率多大？ 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）由电路图可知，与并联，外电路电阻 由闭合电路欧姆定律得 电源的输出功率 由数学知识可知，当外电路电阻等于电源内阻，即时输出功率最大 由 解得 此时输出功率的最大值为 （2）两端的电压等于路端电压 的功率，故越大，外电路电阻越大，路端电压越大，也越大 故时最大 此时外电路电阻 干路电流 路端电压 则功率的最大值 （3）把电源与看成一个等效电源，则等效电动势 等效内阻 则，故当时的功率最大 最大值为 18．如图所示，电源的电动势，内阻，两个定值电阻均为，平行板电容器的电容，初始状态开关断开，电路稳定后，求： (1)电容器所带电荷量 (2)开关闭合至电路再次稳定，此过程流过电流表的电荷量 【答案】(1) (2) 【解析】（1）电容器两极板间的电压等于两端的电压，开关断开时， 电路中的总电流为 电容器的两极板间的电压为 此时电容器所带电荷量为 （2）开关接通时两定值电阻并联，外电路电阻 电路中的总电流为 电容器的两极板间的电压为 此时电容器所带的电荷量为 此过程流过电流表的电荷量 19．如图甲所示，M为一电动机，定值电阻，各电表均可视为理想电表。闭合开关K，滑动变阻器R的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，两电压表和的示数随电流表A示数的变化情况如图乙所示。已知电流表A的示数小于0.4A时，电动机不转动，此时电路可视为纯电阻电路，所有电表均视为理想电表。求： (1)滑动变阻器的最大阻值； (2)电源的电动势和内阻； (3)滑动变阻器的触头在最左端时，电动机的输出功率。 【答案】(1) (2)， (3) 【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律有 因测量的是电动机与滑动变阻器串联部分的电压，故图线Ⅰ对应电压表，图线Ⅱ对应电压表，当电流表读数最小为0.2A时，滑动变阻器的阻值为最大，此时电压表V1的示数为，电压表V2的示数为可得滑动变阻器两端电压为 故滑动变阻器的最大阻值为 （2）根据图线Ⅰ中提供的两组数据，即，；， 代入 可得， 联立解得， （3）当电流为0.2A时，电压表的示数为0.4V，电动机被卡住，则电动机的阻值为 滑动变阻器的触头在最左端时，电流表的示数为，电压表V1的示数为2.4V，电动机的输出功率为 解得 20．如图所示，电源电动势E=3V，内阻不计，R1、R2、R3为定值电阻，阻值分别为、、 ，R4、R5为电阻箱，最大阻值均为，右侧竖直放置一个电容为的理想平行板电容器，电容器板长0.2m，板间距为0.125m。一带负电粒子以0.8m/s的速度沿平行板中线进入，恰好匀速通过，不计空气阻力，此时R4、R5阻值分别为、。取g=10m/s2，试求： (1)带电粒子匀速穿过电容器时，求该粒子的比荷和电容器的电荷量； (2)欲使粒子向上偏转但又刚好不打到电容器的上板，则R4阻值应调到多少？（保留2位有效数字） 【答案】(1)粒子的比荷大小为，电容器的电荷量为 (2)5.7Ω 【解析】（1）已知电容，极板长，板间距，粒子的初速度；设粒子电荷量的大小为，电容器两端电压为。电路稳定后，电容器所在支路没有电流，因此两端电压为零，电容器两端电压等于与并联部分的总电压。 与的并联电阻为 根据串联电路的分压关系有 代入数据解得， 粒子匀速通过电容器，说明向上的电场力与向下的重力平衡，根据平衡条件有 解得粒子的比荷大小为 代入数据解得 根据电容的定义有 代入数据解得 （2）粒子向上偏转时，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。“刚好不打到上板”的临界情况是粒子到达极板右端时，向上的位移恰好为。 设调整后电容器两端电压为，粒子的向上加速度为，运动时间为，根据运动学公式分别有， 联立解得 根据牛顿第二定律有 结合，解得 代入数据解得 设调整后与的并联电阻为，根据分压关系有 解得 代入数据解得 根据并联电阻关系有 解得 代入数据并保留两位有效数字，解得 21．如图甲所示，电源电动势为E、内阻为r（具体值未知）的电池，合上开关，在变阻器的滑片C从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化如图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示，电表对电路的影响不计。（Ⅰ图为输出功率与路端电压关系曲线；Ⅱ图为路端电压与总电流关系图线；Ⅲ图为电源的输出效率与外电阻的关系图线） (1)求E、r； (2)求滑动变阻器的总阻值； (3)写出图Ⅰ、Ⅱ中a、b、c三点的坐标（不要求计算过程）。 【答案】(1)， (2) (3)见解析 【解析】（1）由图Ⅰ可知，电源输出电功率的最大值为 由分析可知，当变阻器接入电路的电阻与电池的内阻相等时，电源输出的电功率有最大值，且 由图Ⅱ可知，当变阻器接入电路的电阻为0时，电路中的短路电流为3A，则有 联立解得， （2）由图Ⅲ可知，当变阻器接入电路的阻值最大时，电源的效率为，则有 解得滑动变阻器的总阻值为 （3）图Ⅱ中a点的坐标是变阻器接入电路的阻值最大时对应的电流与电压值，电流为 路端电压为 所以a点的坐标为(0.6A，4.8V)；图Ⅰ中b点的坐标是功率最大时的路端电压与功率，此时变阻器接入电路的电阻与电源的内阻相等，故路端电压为3V。所以b点的坐标为(3V，4.5W)；c点的坐标是变阻器接入电路阻值最大时的路端电压和对应的电功率，此时变阻器接入电路的电阻为，故路端电压为，电路中的电流为，则此时电源输出的电功率为 所以c点的坐标为(4.8V，2.88W)。 22．如图所示，三个定值电阻的阻值分别为、、，直流电源的内阻，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为，板长为。质量为、带电量为的小球以初速度沿水平方向从电容器下板左侧边缘点进入电容器，恰好从电容器上板右侧边缘离开电容器，此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为，忽略空气阻力。求： (1)小球的电性及两极板间电场的电场强度的大小E； (2)电源的电动势； (3)在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）对小球在两极板间运动过程，因小球向上极板偏转，其所受电场力竖直向上，而板内电场方向竖直向下，故小球带负电，设运动时间为，水平方向小球做匀速直线运动，满足   竖直方向小球做初速度为零的匀加速直线运动，满足 由牛顿第二定律 联立得 （2）两极板电压满足 由闭合电路欧姆定律，干路中的电流 上的电压满足 联立解得 （3）小球射出偏转电场时，设小球速度方向与水平方向夹角为，满足 解得 要使小球做直线运动，当小球所受电场力与小球重力在垂直小球速度方向的分力相等时，电场力最小，电场强度最小，可得 解得 学科网（北京）股份有限公司 $