电路中能量转化及闭合电路的欧姆定律 专项训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

《电路中能量转化及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 D B D D B C D B B AD 题号 11 12 13 答案 AC CD AD 1．D【详解】A．根据，可得， 根据，可得额定电流， 电源电压为24V时，串联分压满足 解得，均不等于额定电压，两灯都不能正常发光，故A错误； B．串联电路电流处处相等，为保证电路安全，最大电流不能超过两灯额定电流的较小值，即，故B错误； C．串联电路电流相同，实际功率，因，故，消耗的功率更大，故C错误； D．两灯的最大总功率，故D正确。 故选D。 2．B【详解】A．图乙中斜率，B直线表示定值电阻的关系图像，故A错误； B．图甲中灯泡和定值电阻并联，把竖线从开始向左平移，当时，两支路中的电流之和刚好为0.4A，即 故B正确； C．当电源电压为6 V时，小灯泡的实际功率为，故C错误； D．如果将小灯泡和电阻串联接在电压为的电源两端，因串联电路电流相等，同时两者电压之和为，从开始向下移，由图乙知 ，故D错误。 故选B。 3．D【详解】A．当开关同时接触1、2触点时，两电阻处于断路状态，电热丝的电功率为零，电热扇吹冷风； 当开关同时接触2、3触点时，电路中只有接入电路，电路中的电阻最大，根据 可知，在电压一定时，电热丝电功率最小，电热扇吹温热风，此时电路正常工作消耗的总功率 其中电动机功率，电阻丝的电流 解得，故A错误； B．当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电阻最小，电功率最大，电热扇处于高温挡，此时电阻丝的电流 电阻丝的电流 其中电动机电流 干路电流 解得，故B错误； C．电动机正常工作时，热功率 机械功率 正常工作10 min，产生的机械能，故C错误； D．当开关同时接触1、2触点时，两电阻处于断路状态，电路中电流最小，电路总电流 当开关同时接触3、4触点时，两电阻并联，电路中电流最大，干路电流为 故当电热扇工作时，电路中电流的变化范围为0.2 A~7.7 A，故D正确。 4．D【详解】串联电路，电流相同，设开关闭合后，电路中电流为I，对于电阻R，由欧姆定律得，对于电动机M，，则。 根据公式W＝UIt可得。根据焦耳定律得，则。 故选D。 5．B【详解】A．手机为非纯电阻电路，不能用计算产生的焦耳热，故A错误； B．手机的输入功率等于充电宝的输出功率，为，故B正确； C．充电宝的输出电流为I，但其内阻未知，故无法计算充电宝产生的热功率，故C错误； D．充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能为，故D错误。 故选B。 6．C【详解】A．120A⋅h是蓄电池的容量，代表的是电荷量，不是电能，故A错误； B．电动机正常工作时，额定电流 设为电动机线圈内阻，则有 而当电动机卡住时，电路为纯电阻电路，电流 即电动机卡住时，通过回路的电流大于25A，故B错误； C．蓄电池容量为，由 解得电动机正常工作时间，故C正确； D．电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为 解得，故D错误。故选C。 7．D【详解】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。 8．B【详解】A．图线在时的纵截距表示开路电压，此时没有内电压降，电动势等于；是工作点处切线的纵截距，故A错误；B．闭合回路的工作点为，由前述开路电压和闭合电路欧姆定律得解得，故B正确；C．电源的输出功率是负载在工作点处的功率，由得，故C错误；D．由电源供电效率定义，工作点处，故D错误。故选B。 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．AD【详解】A．当开关闭合，、断开时，、、串联，电压表测两端电压，当开关、、都闭合时，、、并联，电压表测电源电压，由得即消耗的功率， 由得解得，，故A正确；B．当开关、、都闭合时，电流表测和的总电流，代入数据解得，故B错误；C．开关闭合，、断开时，电路消耗的总功率，故C错误；D．开关、、都闭合时，电流表测干路电流，，故D正确。故选AD。 11．AC【详解】AB．设滑动变阻器接入电路的阻值为，由闭合电路欧姆定律得 因此滑动变阻器的功率为把看作电源对的等效内阻。根据电源最大输出功率条件，负载电阻等于等效内阻时负载功率最大，即时最大。滑片从最左端向最右端移动时，由小于逐渐增大到大于，所以先增大后减小。电源的输出功率为令外电阻，同一最大功率条件表明在时最大。由于大于，本题始终有，且随增大而增大，所以始终减小，故A正确，B错误； CD．理想电压表V、和分别测量路端电压、两端电压和两端电压。由闭合电路欧姆定律和欧姆定律得，进而有题中变化量表示示数改变的大小，对滑片移动前后的两个状态作差，分别有，和 瞬时示数满足，和，故C正确，D错误。故选AC。 12．CD【详解】A．根据欧姆定律得知 故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，、均不变，故A错误； BC．根据当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，变阻器阻值变大，变大。根据闭合电路欧姆定律得则有故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时不变，而变大，故C正确，B错误； D．根据当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时变大。根据闭合电路欧姆定律得则有则当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时不变，故D正确。故选CD。 13．AD【详解】AB．电路中，滑动变阻器与定值电阻并联，该并联部分再和、电源内阻串联。电流表测通过滑动变阻器的电流，测干路总电流，电压表测并联部分的电压。滑动变阻器滑片向右滑动，接入电路的阻值变小，并联总电阻变小，电路总电阻变小，干路总电流变大，示数变大； 根据闭合电路欧姆定律得并联部分电压 可得随增大，减小，电压表示数变小； 对定值电阻，由欧姆定律得 变小、为定值，因此变小，根据 可得当干路总电流变大、变小时，变大，示数变大。 故A正确，B错误。 CD．由上述推导的关系式 可得 和电源内阻均为定值，该比值保持不变，故C错误，D正确。 故选AD。 14．(1)AC (2) (3) 很小 BDA (4)C 【详解】（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。 15．(1) (2)20A，2400W (3)600W， 【详解】（1）由能量关系 故 （2）电动机转动时为非纯电阻，此时或，当因故障停止转动后，电动机转化为纯电阻，此时电流增大了，或，故此时电流 电动机消耗的电功率为 （3）由，得 因为电动机线圈电阻，电源电压，均为定值，调节输入电动机线圈的电流I，可有最大值，因此对上式进行配方，有 当时，有最大值，即时，电动机获得的最大机械功率 由，得重物的最大提升速度 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）S闭合后，电路稳定时，R1、R2串联，根据闭合电路欧姆定律可得通过R1的电流为 （2）电路稳定后电容器两极板间的电势差等于R2两端电压，则有 （3）S闭合时，电容器所带的电荷量为 S断开至达到稳定后电路中电流为零，此时电容器两端电压为 电容器所带的电荷量变为 则S原来闭合，现将其断开至电路稳定，这个过程中流过R1的总电荷量为 17．(1) (2) (3) 【详解】（1）当开关断开时，电路中只有、，电阻串联。 总电阻 电流 两端的电压 （2）开关闭合，两支路并联。电桥上的电容器稳态时相当于断路，无电流通过，故外电路仅为两支路并联。 并联电阻 总电阻 干路电流 （3）开关断开时，电桥上节点电位；下节点无电流，电位 电容器电压，上极板带正电，下极板带负电。 开关闭合后，外电压 、串联支路 上节点电位 下节点与电源正极等电位 电容器电压，上极板带负电，下极板带正电。 电容器电压变化量绝对值 通过的电荷量等于电容器电荷变化量 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 $ 电路中能量转化及闭合电路的欧姆定律 一、单选题 1．将“24 V，6 W”和“24 V，12 W”的两只灯泡串联后接在电源两端，不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（     ） A．若电源提供24 V恒定电压时，两灯均正常发光 B．电路中允许通过的最大电流为0.5 A C．灯消耗的功率更小 D．两灯的最大总功率为9 W 2．灯泡和定值电阻接在如图甲所示的电路中，两者的关系图像如图乙所示，下列说法中正确的是（     ） A．图乙中曲线表示电阻的关系图像 B．当电流表示数为0.4 A时，电源电压为4 V C．当电源电压为6 V时，小灯泡的实际功率为3.6 W D．如果将小灯泡和电阻串联接在电压为的电源两端，电路消耗的总功率为 3．某品牌电热扇工作原理如图所示。S1为双触点开关，1、2、3、4为开关触点，通过旋转开关，可实现加热功能的“空挡”“低温挡”和“高温挡”之间的切换；电动机工作时可使电热扇往复转动，假设电动机在工作过程中忽略机械之间的摩擦损耗。和均为电热丝，阻值不受温度影响，。电热扇部分参数如表所示。下列有关说法正确的是（     ） 额定电压 220 V 高温挡加热功率 1650 W 电动机功率 44 W 电动机线圈电阻 6 Ω A．电热扇吹温热风时，电路正常工作消耗的总功率为550 W B．电热扇处于高温挡时，通过电热丝和的电流之比为 C．电动机正常工作10 min，产生的机械能为 D．改变电路中所有开关的通断，当电热扇工作时，电路中电流的变化范围为0.2 A~7.7 A 4．电阻R和电动机M串联接到电路中，如图所示，已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同。开关闭合后，电动机M正常工作，设电阻R和电动机M两端的电压分别为和；经过时间t，电流通过电阻R做功为，产生的热量为；电流通过电动机M做功为，产生的热量为，则有（     ） A． B． C． D． 5．如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（     ） A．手机电池产生的焦耳热为 B．手机的输入功率为UI C．充电宝产生的热功率为Ir D．手机电池储存的化学能为UI 6．一款微公交由蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。该车的主要技术参数如表，下列说法正确的是（     ） 整车质量 600kg 铅酸蓄电池 输出电压 48V 最高车速 60km/h 容量 120A⋅h 承载人数 2人 电动机 额定电压 48V 最大承载质量 200kg 额定功率 1.2kW A．蓄电池能储存的最大电能为120A⋅h B．电动机卡住时，通过回路的电流小于25A C．蓄电池充满电后最多能供电动机正常工作4.8h D．电动机在额定电压下工作1h，流过的电荷量为144C 7．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 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是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像，图线b是某电阻R的U-I图像。在同等光照强度下，当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是（     ） A．电池的电动势为U3 B．电池的内阻 C．电源的输出功率P=U2I2 D．电池的效率为 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 二、多选题 10．如图所示电路，电源电压保持不变，。当开关闭合，、断开时，电压表的示数为，消耗的功率为；当开关、、都闭合时，电压表的示数为，消耗的功率为，且电流表的示数为。已知，。下列结论正确的是（     ） A．的阻值为 B．电源电压为 C．开关闭合，、断开时，电路消耗的总功率为0.9 W D．开关、、都闭合时，电流表的示数为1.1 A 11．如图电路中的电表V、、、A均为理想电表，其示数分别为U、、、I，其示数的变化量分别为、、、。电源电动势为E、内阻r，定值电阻阻值为，，滑动变阻器的最大电阻大于。当滑动变阻器从最左端向最右端滑动时，下列选项正确的是（     ） A．滑动变阻器的功率先增大后减小 B．电源的输出功率先增大后减小 C．，， D．、、 12．在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列比值正确的是（     ） A．不变，变大 B．变大，变大 C．变大，不变 D．变大，不变 13．如图所示电路，开关闭合后，电流表、和电压表同一时刻示数分别记为、、；滑动变阻器滑片向右滑动过程中，电流表、和电压表的示数变化量分别记为、、，电源有内阻，电表均看作理想电表，则（     ） A．电流表、的示数均变大，电压表的示数变小 B．电流表的示数变小，的示数变大，电压表的示数变大 C．不断变小 D．保持不变 三、实验题 14．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． 四、解答题 15．某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源电压为120V，当电动机以恒定的速度向上提升重物时，电动机线圈的发热功率是150W，电流I=5A。g取．则 (1)电动机线圈的电阻R等于多少？ (2)若电动机因故障不能转动，这时通过电动机线圈的电流为多大？电动机消耗的电功率又为多大？ (3)保持电源电压不变，求该电动机的最大输出机械功率，以及提升该重物对应的最大提升速度。 16．如图所示，电源电动势E＝10V，内阻可忽略，R1＝4Ω，R2＝6Ω，C＝30μF。 (1)求S闭合后，电路稳定时通过R1的电流； (2)求电路稳定后电容器两极板间的电势差； (3)S原来闭合，现将其断开至电路稳定，求这个过程中流过R1的总电荷量。 17．如图所示，电源的电动势、内阻，电阻，电容器的电容。 (1)当开关断开时，求两端的电压； (2)当开关闭合时，求稳定后干路中的电流； (3)开关从断开到闭合直至电路稳定的过程中通过电阻的电荷量。 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 第1页（共4页） ◎ 第2页（共4页） 学科网（北京）股份有限公司 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 $