12.2.1 电动势与闭合电路欧姆定律 同步习题-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　第一讲　电动势与闭合电路欧姆定律 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十二章 电能 能量守恒定律　12.2 闭合电路的欧姆定律　·　解析版 知识点范围　1．电源、电动势的定义，电动势与电势差的对比 2．常见的电源种类及其电动势　3．电源内部带电粒子的移动方向与能量转化 4．闭合电路欧姆定律的内容及公式 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 16 题　基础过关 6 题　能力提升 10 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、基础过关题（30分） 本题组共6小题，每小题5分，共30分。以电动势的定义、单位和电源内部的能量转化为主，配合闭合电路欧姆定律的直接计算，能从铭牌上读出电动势与电池容量。其中第3题有两个正确选项。 1．下列关于电动势的说法中正确的是（     ） A．电动势的大小等于电源接入电路正常供电时电源正、负两极间的电压 B．电动势的单位是J C．电池在使用后，电动势可能会渐渐降低 D．电动势与外电路无关，所以外电路改变，外电压不变 【答案】C 【详解】A．电动势等于电源开路（断路）时两极间电压。正常供电（通路）时，两极电压是路端电压，根据闭合回路欧姆定律得，故A错误； B．电动势单位是伏特（V），焦耳（J）是能量单位，故B错误； C．电池使用后，内部化学物质消耗，电池老化，电动势会慢慢降低，故C正确； D．电动势由电源本身决定，和外电路无关。 根据闭合回路欧姆定律得外电压 可得外电压与外部电路总电阻有关，外电路改变，外电压改变，故D错误。 故选C。 2．下列关于电源的说法正确的是（     ） A．电源就是电压 B．电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷，维持一定的电势差 C．在电源内部电子由负极被搬向正极 D．只要有电源，电路中就能产生持续的电流 【答案】B 【详解】A．电源是能提供非静电力、将其他形式的能转化为电能的装置，电压是描述电场电势差的物理量，二者本质完全不同，不能等同，故A错误； B．电源的核心作用是通过内部的非静电力，持续使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷，维持正负极之间稳定的电势差，故B正确； C．电源内部，非静电力将电子从正极搬运向负极，而非从负极到正极，故C错误； D．产生持续电流的条件有两个，一是存在电源，二是电路形成闭合回路，仅存在电源无法得到持续电流，故D错误。 故选B。 3．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 【答案】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。 4．电动势为的电池正常工作时，在电池内部非静电力将一个自由电子从正极移动到负极，做功为___________J。 【答案】 【详解】在电池内部非静电力将一个自由电子从正极移动到负极，非静电力做功 。 5．锂电池容量为 。则 表示该电池的（　　） A．电压 B．电量 C．电流 D．电功率 【答案】B 【详解】由电流的定义式 得 ，电流的单位是 A、时间的单位是 h，所以 A·h 是电荷量的常用单位，20 A·h 表示该电池储存的电荷量。故选 B。 6．若锂电池的电动势为3.7 V，则外电路断开时，锂电池两极间的电压为___________V。若该锂电池外电路短路时电流为2 A，则锂电池的内阻为___________Ω。 【答案】3.7　1.85 【详解】外电路断开时电路中无电流，内电压为零，路端电压等于电动势，两极间的电压为 3.7 V。外电路短路时外电阻为零，由 得 。 二、能力提升题（70分） 本题组共10小题，共70分。第7~10题每题5分，第11、12题每题6分，第13题8分，第14~16题每题10分。 7．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 【答案】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。 8．图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的原刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（     ） A．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度均匀 B．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀 C．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度均匀 D．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀 【答案】B 【详解】电源电动势E不变，电路中电流 由图甲，温度越低，金属丝电阻R越小。由于，所以对应的电阻更小，电流更大，标在电流较大刻度。 甲图中R与t是一次函数关系，设 代入电流公式 I与t不是一次函数，属于非线性关系，所以温度刻度不均匀。 故选B。 9．一组铅蓄电池的电动势为，内阻不为0，下列说法正确的是（     ） A．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 B．电路中每通过的电荷，铅蓄电池内部非静电力做功为 C．电路中每通过的电荷，铅蓄电池能把的电势能转化为化学能 D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强 【答案】BD 【详解】A．电动势是电源本身的性质，由电源内部的化学反应原理决定，和蓄电池的体积无关，故A错误； BC．电路中每通过的电荷，电池内部非静电力做功为 可知铅蓄电池能把的化学能转化为电势能，故B正确，C错误； D．电动势反映电源将其他形式的能转化为电势能的本领；故铅蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强，故D正确。 故选BD。 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。如图为锂电池的内部结构，某过程中Li+从正极脱嵌通过隔膜嵌入负极，负极处于负锂状态。锂电池的电动势为3.7V，则（　　） A．电池处于充电状态 B．电池内部电流方向从负极到正极 C．移动一个锂离子，需要消耗电能3.7J D．在电池中电荷量的单位通常表示为 【答案】A 【详解】A．电池放电时，带正电的锂离子在电池内部由负极移向正极；图中 Li+ 从正极脱嵌、穿过隔膜嵌入负极，移动方向与放电时相反，所以电池处于充电状态，A 正确。B．电流的方向是正电荷定向移动的方向，图中 Li+ 由正极移向负极，电池内部的电流方向也由正极到负极，B 错误。C．充电时加在电池两端的电压必须大于电动势，才能把电能充进电池。一个锂离子的电荷量为 ，把它由正极搬到负极，消耗的电能约为 ，不是 3.7 J，C 错误。D．电荷量的单位是库仑（C），电池上标注的 kW·h 是能量单位，电池上标注的 A·h 才是电荷量的常用单位，D 错误。故选 A。 11．以下公式哪个是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】闭合电路中，非静电力做功把其他形式的能转化为电能，这些电能又在内、外电路中转化为其他形式的能。由能量守恒定律 ，两边约去 It，得 ，即 ，这就是闭合电路欧姆定律。A 项 是焦耳定律，只描述电流在电阻上生热；C 项 是电功的定义式；D 项 是外电路消耗的功率。只有 B 把电动势、内阻与外电阻统一在同一个式子里，直接对应能量守恒。故选 B。 12．如图所示电路中，电源的电动势，内电阻，电阻可调。现将调到后固定。已知，，问： (1)开关S断开时，通过的电流为多大？ (2)开关S接通时，通过的电流为多大？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意可知，开关S断开时，与串联接入电路，由闭合电路欧姆定律可知，通过的电流等于干路电流为 （2）根据题意可知，开关S接通时，与并联接入电路，并联后电阻为 由闭合电路欧姆定律可知，并联后电阻两端电压为 则通过的电流为 13．在如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，试求当外电路的电阻分别是、、时所对应的路端电压。通过计算，你发现了怎样的规律？ 【答案】7.5 V、8 V、9 V；外电阻增大，路端电压增大 【详解】由闭合电路欧姆定律，。外电阻 R 取 3 Ω、4 Ω、9 Ω 时，路端电压分别为 7.5 V、8 V、9 V。外电路电阻增大时，电路中的电流减小，内电压 随之减小，所以路端电压增大。 14．依据部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律，推导出路端电压和负载电阻的关系，并分析用电压表直接测电源电动势的依据。 【答案】；外电阻增大时 U 增大，外电路断开时 U＝E；电压表内阻很大，直接接电源两极时读数接近电动势 【详解】设电源电动势为 E、内阻为 r，外电路电阻为 R。由闭合电路欧姆定律，电路中的电流 ；由部分电路欧姆定律，路端电压 ，两式联立得 。分子和分母同除以 R 可知，外电阻 R 增大时路端电压 U 增大；外电路断开相当于 R 趋于无穷大，此时 U 趋于 E，与 中 I＝0 的结果一致。电压表的内阻远大于电源内阻，直接接在电源两极时外电路电阻近似等于电压表内阻且很大，读数接近电动势；内阻不够大时读数会明显小于电动势。 15．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为3Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，路端电压为______V；a、b间用导线连接，电路中的总电流为________A。 【答案】9　1.1 【详解】闭合开关 S、a 与 b 之间不相连时，外电路是两条支路并联：上支路 6 Ω＋12 Ω＝18 Ω，下支路 12 Ω＋6 Ω＝18 Ω，外电阻为 路端电压 。 a、b 间用导线连接后，a、b 等电势，左边的 6 Ω 与 12 Ω 并联、右边的 12 Ω 与 6 Ω 并联，两部分再串联，外电阻为 电路中的总电流 。 16．如图所示的电路中，电源的电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3.0V，求： (1)电源的内阻； (2)当开关S接位置2时，小灯泡L中的电流； (3)此时小灯泡L能正常发光吗？实际功率是多少？ 【答案】(1) 2 Ω　(2) 0.8 A　(3) 不能正常发光，实际功率 1.28 W 【详解】(1) 开关接位置 1 时，电阻 R 与电源组成回路，电压表测 R 两端的电压，也就是路端电压。回路中的电流 ，由 得 。(2) 小灯泡的电阻 。开关接位置 2 时，小灯泡与电源组成回路，。(3) 小灯泡的实际功率 ，小于额定功率 4.5 W，所以小灯泡不能正常发光。 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.2 闭合电路的欧姆定律　第一讲　电动势与闭合电路欧姆定律 · 习题 高二上学期物理人教版必修第三册　第十二章 电能 能量守恒定律　12.2 闭合电路的欧姆定律　·　学生版 知识点范围　1．电源、电动势的定义，电动势与电势差的对比 2．常见的电源种类及其电动势　3．电源内部带电粒子的移动方向与能量转化 4．闭合电路欧姆定律的内容及公式 班级________　姓名________　学号________　得分________ 全卷共 16 题　基础过关 6 题　能力提升 10 题　满分 100 分　建议用时 60 分钟 一、基础过关题（30分） 本题组共6小题，每小题5分，共30分。以电动势的定义、单位和电源内部的能量转化为主，配合闭合电路欧姆定律的直接计算，能从铭牌上读出电动势与电池容量。其中第3题有两个正确选项。 1．下列关于电动势的说法中正确的是（     ） A．电动势的大小等于电源接入电路正常供电时电源正、负两极间的电压 B．电动势的单位是J C．电池在使用后，电动势可能会渐渐降低 D．电动势与外电路无关，所以外电路改变，外电压不变 2．下列关于电源的说法正确的是（     ） A．电源就是电压 B．电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷，维持一定的电势差 C．在电源内部电子由负极被搬向正极 D．只要有电源，电路中就能产生持续的电流 3．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 4．电动势为的电池正常工作时，在电池内部非静电力将一个自由电子从正极移动到负极，做功为___________J。 5．锂电池容量为 。则 表示该电池的（　　） A．电压 B．电量 C．电流 D．电功率 6．若锂电池的电动势为3.7 V，则外电路断开时，锂电池两极间的电压为___________V。若该锂电池外电路短路时电流为2 A，则锂电池的内阻为___________Ω。 二、能力提升题（70分） 本题组共10小题，共70分。第7~10题每题5分，第11、12题每题6分，第13题8分，第14~16题每题10分。 7．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 8．图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来（图乙），用这段金属丝做测温探头，把电流表的原刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是（     ） A．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度均匀 B．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀 C．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度均匀 D．应标在电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀 9．一组铅蓄电池的电动势为，内阻不为0，下列说法正确的是（     ） A．体积大的铅蓄电池比体积小的铅蓄电池的电动势大 B．电路中每通过的电荷，铅蓄电池内部非静电力做功为 C．电路中每通过的电荷，铅蓄电池能把的电势能转化为化学能 D．该铅蓄电池把其他形式的能转化为电势能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的强 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。如图为锂电池的内部结构，某过程中Li+从正极脱嵌通过隔膜嵌入负极，负极处于负锂状态。锂电池的电动势为3.7V，则（　　） A．电池处于充电状态 B．电池内部电流方向从负极到正极 C．移动一个锂离子，需要消耗电能3.7J D．在电池中电荷量的单位通常表示为 11．以下公式哪个是能量守恒定律在闭合电路中的具体体现（　　） A． B． C． D． 12．如图所示电路中，电源的电动势，内电阻，电阻可调。现将调到后固定。已知，，问： (1)开关S断开时，通过的电流为多大？ (2)开关S接通时，通过的电流为多大？ 13．在如图所示的电路中，电源的电动势，内阻，试求当外电路的电阻分别是、、时所对应的路端电压。通过计算，你发现了怎样的规律？ 14．依据部分电路的欧姆定律和闭合电路的欧姆定律，推导出路端电压和负载电阻的关系，并分析用电压表直接测电源电动势的依据。 15．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为3Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，路端电压为______V；a、b间用导线连接，电路中的总电流为________A。 16．如图所示的电路中，电源的电动势E为3.2V，电阻R的阻值为30Ω，小灯泡L的额定电压为3.0V，额定功率为4.5W，当开关S接位置1时，电压表的读数为3.0V，求： (1)电源的内阻； (2)当开关S接位置2时，小灯泡L中的电流； (3)此时小灯泡L能正常发光吗？实际功率是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $