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第43讲闭合电路欧姆定律(练习)(解析版)_04-物理-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高考物理一轮复习讲练测(讲义+练习+课件)(新高考)_讲义+练习_第43讲闭合电路欧姆定律(练习)

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第43 讲 闭合电路欧姆定律
(模拟精练+真题演练)
1.(2023·江苏镇江·统考三模)如图所示,直线A、B 分别为电源a、b 的路端电压与电源电流的关系图像,
将一定值电阻
分别接到a、b 两电源上,
功率相等。则(  )
  
A.电源a、b 效率相同
B.电源a 的内阻更大
C.若将定值电阻换为大于
的电阻,电源b 的输出功率大于电源a 的输出功率
D.若将定值电阻换为小于
的电阻,电源b 的功率大于电源a 的功率
【答案】C
【详解】B.由闭合电路欧姆定律U=E-Ir 可知,图像与U 轴的交点表示电动势,则a 的电动势较小,图像
的斜率的绝对值表示电源内阻
则a 电源的内阻r 较小,故B 错误;
A.由于定值电阻
分别接到a、b 两电源上,
功率相等,所以定值电阻两端的电压相等,即交点的纵
坐标表示路端电压,由电源的效率
可知电源a 效率高,故A 错误;
C.电源的输出功率即定值电阻的功率,若将定值电阻换为大于
的电阻,如图
  
图中的n 图线与A、B 图线的交点的乘积为电源的输出功率,由于图线n 与图线B 交点的电压与电流值均大
于图线n 与图线A 交点的电压与电流值,即电源b 的输出功率大于电源a 的输出功率,故C 正确;
D.电源的功率为
,若将定值电阻换为小于
的电阻,如图
1
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图线l 与图线A、B 交点的电流值表示电路中的电流,可知定值电阻与电源a 组成的闭合电路中的电流大,
又电源a 的电动势小,所以电源b 的功率与电源a 的功率大小无法比较,故D 错误。故选C。
2.(2023·江苏·统考二模)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
是该电
池在某光照强度下路端电压
和电流
的关系图像,图线
是某电阻
的
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.电源的输出功率
B.电池的内阻
C.电池的效率为
D.硅光电池的内阻消耗的热功率
【答案】B
【详解】A.根据题意,由图可知,电源的路端电压为
,电流为
,则输出功率
故A 错误;
B.由欧姆定律得
当
时
由a 与纵轴的交点读出电动势为
根据两图线交点处的状态可知,电阻的电压为
,则内阻
故B 正确;
C.根据题意可知,电池的效率
故C 错误。
D.根据题意可知,内阻消耗的功率
故D 错误。故选B。
3.(2023·湖北·模拟预测)如图所示,曲线C1、C2是闭合回路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图
线。由该图可知下列说法中错误的是(  )
2
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A.电源的电动势为E=4V 内电阻为r=1 Ω
B.短路电流为4A
C.电源输出功率最大值为4 W
D.曲线C1是外电路消耗的电功率随电流变化的图线,C2是内电路消耗的电功率随电流变化的图线。
【答案】D
【详解】BC.无论是纯电阻电路还是非纯电阻电路,都有
时输出功率最大
由题图可知电源
输出功率最大值为4W,短路电流为4A,BC 正确;
A.根据
可知,当输出功率最大时
所以
,A 正确;
D.由
、
结合题图可以知曲线C1是内电路消耗的电功率随电流变化
的图线,C2为外电路消耗的电功率随电流变化的图线,D 错误。本题选错误项,故选D。
4.(2023·海南·统考模拟预测)如图,电阻丝
的总电阻为
,其电阻率不随温度的变化而改变。将它
与电阻值为R 的定值电阻串联接在内阻不计的电源两端,电压表为理想电表。闭合开关S,将滑片P 由a
向b 移动,则金属丝两端的电压U 和功率P(  )
A.U 不变
B.U 增大
C.P 减小
D.P 先增大后减小
【答案】D
【详解】AB.根据题意,由闭合回路欧姆定律有
将滑片P 由a 向b 移动,
逐
渐减小,则
逐渐减小,故AB 错误;
CD.根据题意,由公式
可得,金属丝的功率为
由数学知识可知
3
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当
即
时,
有最小值,
有最大值,则将滑片P 由a 向b 移动,P 先增大后减小,
故C 错误,D 正确。故选D。
5.(2023·湖南·校联考模拟预测)如图所示电路中,电源电动势
,内阻
,定值电阻
,
,
;滑动变阻器
的取值范围为
。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使
取
不同的阻值接入电路,则下列说法正确的是(  )
A.
时,定值电阻
消耗的功率最大,为
B.
时,电源内阻消耗的功率最小,为
C.
时,
消耗的功率最大,为
D.
时,电源的效率最高,为90%
【答案】C
【详解】A.
时,外电阻最小,总电流最大,则定值电阻
消耗的功率最大,此时并联部分的总阻
值为
由闭合电路欧姆定律得干路电流为
则定值电阻
消耗的功率
为
故A 错误;
B.当电源内阻消耗的功率最小时,由
知此时电路中的总电流最小,对应的外电阻最大,故当
时,总的外电阻并未达最大值,故B 错误;
C.为求滑动变阻器
消耗的最大功率,可对原电路进行如下图所示的等效变换。
易知,等效电源的等效电动势
,等效内阻
,故当
时,
消耗的功率最大,且
4
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为
故C 正确;
D.当
时,总的外电阻最大。由于电源效率为
显然,当总的外电阻R 最大时,
取最大值,当
时,总的外电阻为
此时
最大,且为
故D 错误。故选C。
6.(2023·江苏南京·统考三模)某牧场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量增加时滑片下
移,电表均为理想电表。下列说法正确的是(  )
A.若选择电压表,水量增多时电压表示数变大
B.若选择电流表,水量增多时电流表示数变小
C.若选择电流表,与电压表相比,电路更节能
D.若选择电压表,增加
可提高灵敏度
【答案】A
【详解】A.如果选择电压表,滑动变阻器R 和定值电阻R0串联在电路中,且电压表测R 的滑片至最上端
的电压,无论滑片如何移动,变阻器接入电路的阻值不变,闭合开关S,水量增多时,滑片下移,R 上半
部分的电阻增大,R 上半部分分得的电压增大,即电压表示数变大,故A 正确;
B.如果选择电流表,滑动变阻器R 滑片以下的部分和定值电阻R0串联在电路中,电流表测电路中的电流,
水量增多时,滑片下移,滑动变阻器连入电路的阻值减小,电路总电阻减小,由欧姆定律可得,电路电流
增大,即电流表示数变大,故B 错误;
C.与电压表相比,选择电流表设计电路的总电阻较小,电路电流较大,由P=UI 可知,电路的总功率较大,
不节能,故C 错误;
D.若选择电压表,增加
,电路中电流减小,电阻变化相同时,电压变化变小,即灵敏度降低,故D 错
误。故选A。
7.(2023·宁夏银川·银川一中校考二模)如图所示,电源的电动势和内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑
片由a 向b 移动的过程中,下列各物理量变化情况为(  )
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A.电流表的读数逐渐减小
B.
的功率先减小后增大
C.电源的输出功率逐渐增大
D.电压表与电流表读数改变量的比值
先减小后增大
【答案】B
【详解】AB.滑动变阻器的滑动触头将滑动变阻器分为上下两部分,上下两部分电阻属于并联关系,当滑
动变阻器的滑动触头由a 向b 移动的过程中,并联电阻的等效电阻先增大后减小,可知回路中总电阻先增
大后减小,根据闭合电路的欧姆定律有
可知,回路中的电流先减小后增大,则电流表的读
数先减小后增大,
的功率
可知其功率先减小后增大,故A 错误,B 正确;
C.电源的输出功率
由于电源的内阻与外电阻之间的关系未知,则
电源的输出功率的变化不确定,故C 错误;
D.电压表测量路端电压,根据闭合电路的欧姆定律有
可得
不变,故D 错误。故选B。
8.(2023·江西九江·统考二模)如图所示电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r,各电表均为理想电
表。闭合电键后,将滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为
、
、
,电流表A 示数变化量的绝对值为
,则(  )
A. V1、V2、V3、A 示数均变小
B.
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C.
和
均不变,且
D.电源输出功率先增大后减小
【答案】C
【详解】A.闭合电键后,将滑动变阻器滑片向上滑动,其电阻增大,电路中总电流减小,则V1、A 示数
均变小,内电压减小,则V2示数增大,由于
则V3示数增大,故A 错误;
B.根据上述分析可知
故B 错误;
C.根据闭合电路欧姆定律有
则有
,
且
故C 正确;
D.定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r,所以滑动变阻器滑片向上滑动,总电阻增大,电源输出功率一直
减小,故D 错误。故选C。
9.(2023·重庆合川·统考模拟预测)在如图所示的电路中,当闭合开关S 后,若将滑动变阻器的滑片P 向
下调节,则正确的是(  )
A.电路再次稳定时,电源效率增加
B.灯L2变暗,电流表的示数减小
C.灯L1变亮,电压表的示数减小
D.电容器存储的电势能增加
【答案】C
【详解】A.电源的效率
将滑动变阻器的滑片P 向下调节,变阻器接入电路的电
阻减小,外电路电阻减小,则电源的效率减小,故A 错误;
BC.将滑动变阻器的滑片P 向下调节,变阻器接入电路的电阻减小,R 与灯L2并联的电阻减小,外电路总
电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析得知,干路电流I 增大,路端电压U 减小,则电压表示数减小,灯
L1变亮。R 与灯L2并联电路的电压
,U 减小,U1增大,U 并减小,灯L2变暗。流过电流表的电
流
,I 增大,I2减小,IA增大,电流表的示数增大,故B 错误,C 正确;
D.电容器两端的电压等于并联部分的电压,电压变小,由
知电容器的电荷量减少,电容器存储的
电势能减小,故D 错误。故选C。
10.(2023·贵州黔东南·凯里一中校考三模)阻值相等的三个电阻R、电容器C 及电池E(内阻可忽略)连
接成如图所示电路.开关S 断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为
;闭合开关S,电流再次稳定后,C
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所带的电荷量为
,
与
的比值为(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】由于电源内阻不计,开关S 断开时,电容器的电压为
电容器所带电荷量为
开关S 闭合时,电容器的电压为
电容器所带电荷量为
则有
故选B。
11.(2023·湖南·模拟预测)如图所示,灯泡A、B 都能正常发光,后来由于电路中某个电阻发生断路,致
使灯泡A 比原来亮一些,B 比原来暗一些,则断路的电阻是(  )
A.R1
B.R3
C.R2
D.R4
【答案】C
【详解】A.电阻R1单独在一个支路上,断路后使并联电路的电阻值变大,使灯泡所在的并联电路两端的
电压变大,两个灯泡的亮度都变亮,故A 不符合题意;
B.电阻R3与灯泡B 是并联的,如果R3断路,此处只有灯泡B 一个电阻,根据并联电路总电阻与分电阻的
关系,此处电阻相当于增大,所以灯泡B 两端电压增大,由P=
知功率变大,灯泡B 变亮,故B 不符合
题意;
C.电阻R2与灯泡A 是并联的,如果R2断路,此处只有灯泡A 一个电阻,根据并联电路总电阻与分电阻的
关系,此处电阻相当于增大,所以灯泡A 两端电压增大,灯泡B 两端电压降低,由P=
知,灯泡A 功率
变大,亮度变亮,灯泡B 功率变小,亮度变暗,故C 符合题意;
D.电阻R4在干路上,如果R4断路,则整个电路没有电流,灯泡都不发光,此选项不符合题意,故D 不符
合题意。故选C。
12.(2023·湖北·模拟预测)在如图甲所示电路中,闭合开关S,图乙中三条图线分别表示了三个电压表示
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数与电流表示数随滑动触头P 滑动的过程中变化的情况,以下说法正确的是(  )
  
A.滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动,电流表示数逐渐变大
B.图线a 表示的是电压表
的示数随电流表示数变化的情况
C.此过程中电压表V3示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI 比值的绝对值为
的阻值
D.此过程中电压表V1示数的变化量ΔU1,电压表V2示数的变化量ΔU2,电压表V3示数的变化量ΔU3
和电流表示数变化量ΔI 满足关系式
【答案】ABD
【详解】AB.由图甲电路得,V1测路端电压U1,V2测R1两端电压U2,V3测R2两端电压U3。滑动触头P
向上滑动,则R2减小,电路总电阻减小,电流增大。因
;
I 增大,则U1、U3减小,且U3比U1减小得快,所以图乙中图线b 是电压表V1的示数随电流表示数变化的
情况,a 表示电压表V3的示数随电流表示数变化的情况,故AB 正确;
CD.因R1不变,电流增大,则U2增大,所以图乙中图线c 表示电压表V2的示数随电流表示数变化的情况,
因
则
所以
和
的比值为电源内阻不变,
和电流表示数变化量
的比值为电源内阻与R1之和,即
又因为
所以,满足关系式
故C 错误,D 正确。故选ABD。
13.(2023·山东·模拟预测)为响应学校创建绿色校园的倡议,某同学利用光敏电阻的特性(光照强度增
加时,其电阻值减小),设计了如图所示节能照明电路,可使电灯的亮度随周围环境亮度的改变而改变。
电源电动势为E,内阻为r,
为光敏电阻。现增加光照强度,则下列判断正确的是(  )
A.电源路端电压变大
B.
两端电压变大
C.B 灯变暗,A 灯变暗
D.该同学的设计符合节能要求
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【答案】BC
【详解】ABC.增加光照强度,则光敏电阻
减小,电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路
总电流
增大,路端电压
减小;则A 灯两端电压减小,流过A 灯电流减小,A 灯变暗;根据
可知流过
电流
增大,则
两端电压
变大;根据
可知B 灯两端电压减小,流过B 灯电流
减小,B 灯变暗;故A 错误,BC 正确;
D.电路消耗的总功率为
由于总电流增大,可知电路消耗的总功率增大,故该同学的设计不符合节
能要求,故D 错误。故选BC。
14.(2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考模拟预测)如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为
r,开关S 闭合后,平行板电容器中的带电液滴M 处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,则(  
)
  
A.带电液滴M 一定带正电
B.
的滑片向上端移动时,电流表示数减小,电压表示数增大,
功率增大
C.若仅将电容器下极板稍微向上平移,带电液滴M 将向上极板运动
D.若将开关S 断开,带电液滴M 将向下极板运动
【答案】BC
【详解】A.由图可知电容器上级板带正电,下极板带负电,所以带电液滴M 带负电,故A 错误;
B.
的滑片向上端移动时,接入阻值变大,并联电路部分电阻变大,并联电路部分电压增大,通过
的
电流变大,回路总电阻变大,干路电流减小,则通过
的电流变小,
两端电压减小,滑动变阻器器两
端电压变大,所以电流表示数减小,电压表示数增大,
的功率由
可知变大,故B 正确;
C.将电容器下极板稍微向上平移时电容器两极板电压值不变,由
知E 变大,带电液滴M 受到向上
的电场力变大,所以将向上移动,故C 正确;
D.若将开关S 断开,则电容器两极板电压等于电源电动势,即电压变大,由
知E 变大,带电液滴
M 受到向上的电场力变大,所以将向上移动,故D 错误。故选BC。
15.(2023·河南濮阳·统考一模)如图所示的电路,其中光敏电阻R0随光照强度增加阻值减小,已知电源
的电动势和内阻恒定,当开关S 闭合,改变光照强度且电路稳定后,下列说法正确的是(  )
10
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A.当光照强度增加后,电流表示数增大
B.当光照强度增加后,电容器电量减小
C.当光照强度减小后,电容器电量减小
D.当光照强度减小后,流过定值电阻R1的电流增大
【答案】AD
【详解】A.当光照强度增加后,光敏电阻
阻值减小,回路总电阻减小,电流表示数增加,选项A 正确;
B.电源内阻和定值电阻
的电压增加,电阻
的电压电流都减小,则
的电流电压都增加,电容器两板
间电压变大,则二极管导通对电容器充电,电容器电量增加,选项B 错误;
CD.当光照强度减小后,光敏电阻
阻值增加,同理电流表示数减小,定值电阻
的电压电流都减小,
电阻
的电压电流增加,则
的电流电压都减小,如果没有二极管电容器的电量将减小,由于二极管的单
向导电性,电容器电量不变,选项C 错误,选项D 正确。故选AD。
16.(2023·全国·模拟预测)如图所示,电源电动势
,内电阻
,滑动变阻器R1的最大电
阻
,定值电阻
,C 为平行板电容器,其电容为3μF。将开关S 与a 接触,则(  )
A.当R1的阻值增大时,R2两端的电压减小
B.当R1接入电路阻值为0.5 Ω 时,R1消耗的功率最大
C.将开关从a 接向b,流过R3的电流流向为
D.将开关从a 接向b,待电路稳定,流过R3的电荷量为
【答案】AC
【详解】A.增大R1的阻值,电路总电阻增大,干路电流减小,则R2两端的电压减小,A 正确;
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B.将R2与电源看作等效电源,当R1接入电路的电阻与等效电源的内阻相等时,R1获得功率最大,则有
R1=R2+r=2.5 Ω
B 错误;
C.开关接a 时,电容器左极板带负电,开关接b 时,左极板带正电,所以流过R3的电流流向为c→d,C
正确;
D.因R1接入的阻值未知,不能求出电容器上电压的变化,故不能求出流过R3的电荷量,D 错误。故选
AC。
17.(2020·北京·统考高考真题)图甲表示某金属丝的电阻
随摄氏温度变化的情况。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,且温度与电流是线性关系
B.
应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
C.
应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
D.
应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
【答案】B
【详解】由甲图可知,
点对应的电阻阻值较小,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大,故
应
标在电流较大的刻度上;而
点对应的电阻阻值较大,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小,故
应标在电流较小的刻度上;由图甲得
其中
为图线的纵截距,由闭合电路欧姆定律得
联立解得
可知t 与I 是非线性关系,故B 正确,ACD 错误。故选B。
18.(2020·江苏·统考高考真题)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(  )
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A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
【答案】ABD
【详解】A.开关闭合时,车灯变暗,故流过车灯的电流
变小,A 正确;
B.电路的路端电压为
,
变小,路端电压变小,B 正确;
C.总电流即干路电流为
,
减小,干路电流增大,C 错误;
D.电源总功率为
,
增大,总功率变大,D 正确。故选ABD。
13