高中沪科版高二(上)第九章B3.闭合电路的欧姆定律课后练习[答案解析]

沪科版高二（上）第九章B3.闭合电路的欧姆定律课后练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、填空题
1．如图所示，电阻11ΩR =，24ΩR =，电源内阻1Ωr =，电阻2R 两端的电压
24V U =．由此可求得电源电动势E =________V ；电路的端电压U =________V ．
2．一电池外接一电阻112ΩR =时，总电流为I ；如果将另一电阻2R 与电阻1R 并联，再接在这个电池上，则1R 中的电流变为2
I
，而总电流则变为2I ．则电阻2R =________Ω，电池内阻r =________Ω．
3．如图所示，直线A 为电源的路端电压U 与电流I 的关系图象，直线B 是电阻R 的两端电压与其电流I 的图象。

用该电源与电阻R 组成闭合电路，则电原的输出功率为__________W ，电源的效率为_______________。

4．如图所示电路，利用滑动变阻器R 控制某一阻值1100ΩR =的用电器，使通过用电器的电流范围为100～500mA ，则电源电动势应为E =________V ，滑动变阻器的范围是由________Ω到________Ω．变阻器的最大功率至少为________W ．电源内阻不计．
5．在如图所示的闭合电路中，当滑片P 向右移动时，两电表示数的大小变化情况是：电流表示数变________，电压表示数变________．
6．有一个电池组第一次用它跟阻值为4Ω的电阻相连接，第二次用它跟阻值为9Ω的电阻相连接，在这两种情况下，测出外电路在相等时间里放出的热量相等，由此可求得电池组的内阻为________Ω．
7．电阻R1、R2的I、U图像如图所示，可知R1=_______Ω，R2=_______Ω。

把R1、R2并联后接到电源上时，R1消耗的电功率是6W，则电源的输出功率为________W。

二、单选题
8．许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某电池板的开路电压是600mV,短路电流是30mA,这块电池板的内电阻是
A．60ΩB．40ΩC．20ΩD．10Ω
9．电源甲和乙的U-I图如图所示，下述结论中错误的是（）．
A．电源甲的电动势比乙的大B．电源甲的内阻比乙的大
C．发生短路时甲的电流比乙的大D．在发生相同的电流变化时，电源甲的端电压改变比乙的大
10．电源电动势为ε，内阻为r，向可变电阻R供电.关于路端电压，下列说法中正确的是（）
A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B．因为U=IR，所以当R增大时，路端电压也增大
C．因为U=IR，所以当I增大时，路端电压也增大
D．因为U=ε-Ir，所以当R减小时，I增大时，路端电压下降
11．用电动势ε=6V、内电阻r=4Ω的直流电源依次分别对下列四个电珠供电，最亮的电珠是（）
A．6V，12W B．6V，9W C．6V，4W D．6V，3W 12．如图所示的电路中，灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的．现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是()
A．R1短路B．R2断路C．R3断路D．R1、R2同时短路
13．如下图所示，直线A为电源的U－I图线，直线B为电阻R的U－I图线，用该电源和电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是()
A．2W,33.3% B．4W,33.3% C．2W,66.7% D．4W,66.7% 14．如图所示电路中，电源E的电动势为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，当电键S接位置1时，电压表的读数为3V，那么当电键S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是（）
A．正常发光略亮B．正常发光C．很暗，甚至不亮D．有可能被烧坏15．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图15图，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了
A ．35.8 W
B ．43.2 W
C ．48.2 W
D ．76.8 W
16．电源的电动势为4.5V ，内电阻为0.50Ω，外电路接一个4.0Ω的电阻，这时电源路端的电压为（ ） A ．5.0V
B ．4.5V
C ．4.0V
D ．3.5V
17．一台电动机的输出功率是10kW ，这表明该电动机工作时（ ） A ．每秒消耗10kw 电能 B ．每秒对外做10kw 功 C ．每秒消耗10kJ 电能
D ．每秒对外做10kJ 功
18．关于图中的四个图线，下列说法中正确的是（ ）．
A ．其中电源的外特性曲线（U -I 图）是图（a ）
B ．其中电源的输出功率与负载电阻的关系曲线（P -R 图）是图（b ）
C ．其中电源的效率与负载电阻的关系曲线（R η-图）是图（c ）
D ．其中电阻的伏安特性曲线（I -U 图）是图（d ）
19．如图所示，电源内阻不可忽略，电阻120ΩR =，216ΩR =，当开关S 拨向“1”时，电压表示数为5.0V ，当开关S 拨向“2”时，电压表示数可能是（ ）．
A ．5.2V
B ．4.8V
C ．4.0V
D ．3.6V
20．在图所示坐标中有三根图线，其中一根是E P I -图线（电源总功率-电流图线），一根是R P I -图线（电源输出功率-电流图线），还有一根是r P I -图线（电源内耗功率-电流图线），分别用a 、b 、c 表示．由图线可知，下列结论错误的是（ ）．
A ．反映r P 变化的图线是c
B ．电源电动势为8V
C ．电源内阻为2Ω
D ．当电流为0.5A 时，外电路的电阻为6Ω
三、解答题
21．如图所示，1390ΩR =，2230ΩR =，电源内阻50Ωr =．当电键S 置于位置“1”时，电压表的示数为80V ，当电键S 置于位置“2”时，电压表示数为72V ，电流表上示数为0.18A ，试求： (1)电源电动势E ．
(2)电键S 置于位置“3”时，两表上的示数．
22．如图所示，电源的E 、r 保持不变，灯泡A 、B 、C 均为固定电阻．在图示情况下，A 、B 、C 三灯的亮度相同．问： (1)三个灯泡电阻的大小关系．
(2)若滑片P 向下滑动，分析两电压表示数的变化量的绝对值1U ∆和2U ∆的大小关系，
以及A 、B 、C 三灯的亮度变化及亮度的强弱顺序．
23．如图所示的电路中，电源总功率为30W ，输出功率为28.4W ，16ΩR =，22ΩR =，
38ΩR =，0.4Ωr =，求：I =？，E =？，4R =？，电压表示数为多少？
24．图所示的电路中，电源的电动势为6.0V 、内阻为1.0Ω．电阻110ΩR =，
27.5ΩR =，315ΩR =，45ΩR =．不计电流表和电压表的内阻对电路的影响．闭合开关S 后，求:
(1)电压表、电流表的示数； (2)电阻2R 上消耗的电功率．
25．如图所示，电源9V E =，0.5Ωr =，电阻22ΩR =，两灯的规格是：A 灯“6V 6W”，B 灯“4V 4W”，试问：
(1)如果要使B 灯正常发光，则电阻1R 应为多大？ (2)此时A 灯的实际电功率为多大？
26．如图所示电路中，19ΩR =，230ΩR =，开关S 闭合时电压表示数为11.4V ，电流表示数为0.2A ，开关S 断开时电流表示数为0.3A ，求： (1)电阻3R 的值． (2)电源电动势和内电阻．
27．如图所示，当a 、b 开路时，120V ab U =，当a 、b 间接入一个100W 的灯时，
110V ab U =，灯泡正常发光，再并联一个电炉时，90V ab U =，已知灯和电炉的额定
电压相同，求电炉的额定功率．
四、多选题
28．在图所示的电路中，电源电动势未知，电源内阻1Ωr =，定值电阻9ΩR =，滑动变阻器0R 的变阻范围为0
40Ω，在将滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端移动了一段
距离，在移动的过程中，下列说法中正确的是（ ）．
A．因为外电路中的总电阻在增大，所以电源的输出功率必定是要不断变小
B．因为不知道0R移动了多少距离，所以定值电阻R获得的电功率可能是在不断变大，也可能是在不断变小
C．滑动变阻器0R获得的电功率一定是在不断变大
D．滑动变阻器0R的滑片P由a端向b端移动的某一段距离内，滑动变阻器0R获得的电功率可能是在变小
参考答案
1．6 5 【解析】 【详解】
[1]由欧姆定律得通过电阻2R 的电流为：
224
A 1A 4
U I R =
== 由闭合电路的欧姆定律得电源的电动势为：
12()6V E I R R r =++=
[2]电路的端电压为：
12()5V U I R R =+=
2．4 6 【详解】
[1]设电池内阻为r ，电池的电动势为E ，根据题意可得：
1E
I R r
=
+ 两电阻并联，通过1R 的电流为
1
2
I ，而通过电池的电流变为原来的两倍，即为2I ，则通过2R 的电流为32
I ，根据并联特点则有：
2131 22
IR IR = 解得：
211
4Ω3
R R ==
[2]根据闭合电路欧姆定律得有：
1E IR Ir =+
11
22
E IR Ir =
+ 联立上两式得：
6Ωr =
3．4W66.7%
【解析】 【分析】
由图象A 可知电源的电动势为3V ，短路电流为6A ，两图象的交点坐标即为电阻R 和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．电源的输出功率即为电阻R 上消耗的功率，效率等于R 消耗的功率除以总功率． 【详解】
由图象A 可知电源的电动势E =3V ，短路电流为6A ，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为2V ，电流I =2A ，电源的输出功率即为电阻R 上消耗的功率，根据P =UI 得P =2×2W =4W ，电源的总功率为P 总=EI =3×2W =6W ， 所以效率为：η=P P 总
×100%=4
6
×100%=67%；
【点睛】
根据U-I 图象a 正确读出电源的电动势和短路电流，根据U-I 图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点． 4．50 0 400 6.25 【详解】
[1]当变阻器的滑片P 位于左端的a 处时，电路的电流最大，为0.5A ，由此可得电源的电动势为：
10.5100V 50V E IR ==⨯=
[2][3]当变阻器的滑片P 位于右端的b 处时，电路的电流最小，为0.1A ，此时有：
1
E
I R R '=
+
可解得R 的最大值：
max 400ΩR =
所以变阻器的阻值范围为0~400Ω；
[4]设变阻器电阻为R '时获得的电功率为P ，有：
2502500
(
)10000100200R P R R R R ''==
'+'++'
当100ΩR '=时，变阻器获得最大功率，为：
2max 50
()100W 6.25W 100100
P =⨯=+
5．小 大 【详解】
[1][2]闭合电路中，当滑片P 向右移动时，滑动变阻器的电阻变大，使电路中电阻变大，由闭合电路欧姆定律可得电流变小，则内压及0R 的分压减小时，故滑动变阻器两端电压变大，所以电流表示数变小，电压表示数变大。

6．6 【详解】
[1]当外电路电阻分为4Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
114E E
I R r r
=
=++ 当外电路电阻分为9Ω时，根据闭合电路欧姆定律得：
229E E
I R r r
=
=++ 根据单位时间在外电路放出的热量正好相等得：
221122I R I R =
联立解得：
6Ωr =
7．8 12 10 【解析】 【详解】
I −U 图象的斜率等于电阻的倒数，则 R 1=2.4/0.3Ω=8Ω R 2=2.4/0.2Ω=12Ω
R 1、R 2并联后接到电源上时，它们的并联电阻为R 并=R 1R
2
R 1
+R
2
=4.8Ω 由R 1消耗的电功率P 1=U 2R 1
，输出功率P 出=U 2
R 并
得
P 1：P 并=R 并：R 1 代入解得,P 出=10W.
故答案为：8，12，10 【点睛】
I-U 图象的斜率等于电阻的倒数；把R 1、R 2并联后接到电源上时，由R 1消耗的电功率为6W ，根据功率公式P=U 2
R 运用比例法求出输出功率．
8．C 【分析】
根据开路电压等于电源电动势，求出电池的电动势；再根据闭合电路欧姆定律，由电动势和短路电流求出内电阻． 【详解】
由题知，电池板的开路电压 U=600mV=0.6V ，则电动势 E=U=0.6V ；又根据闭合电路欧姆定律得 E=I 短r ，则0.6
200.03
E r I ==Ω=Ω短，故选C ． 【点睛】
本题关键明确电源开路和短路的特点，运用闭合电路欧姆定律求解电源的内电阻． 9．C 【详解】
A ．根据U E Ir =-可知U I -图象中与U 轴的交点表示电源的电动势，则电源甲的电动势比乙的大；故A 不符合题意；
B ．斜率表示内阻，则电源甲的内阻比乙的大，故B 不符合题意；
C ．当外电路短路时对应的电流为短路电流，此时路端电压为零；将图中横坐标下移至0U =时，图象的交点即为短路电流，则可知发生短路时甲的电流比乙的电流小，故C 符合题意；
D ．根据U
E Ir =-可知：
U r I ∆=-∆
由于电源甲的内阻比乙的大，故当电源的工作电流变化相同时，电源甲的路端电压变化较大，故D 不符合题意； 故选C 。

10．D 【解析】
试题分析：根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir 可知，当R 增加，所以电路中电流减小，所以内
阻电压Ir减少，所以路端电压变大，所以D．
考点：闭合电路欧姆定律
点评：此类题型考察了对闭合电路欧姆定律、路端电压的理解
11．B
【详解】
内外电阻相等时电源输出功率最大，即小灯泡最亮．根据可知A、电阻为3Ω，B、4 Ω，C、9 Ω，D、12 Ω，故选B
12．C
【详解】
A．若R1短路，则两个灯泡都被短路，都不亮，故A错误；
B．若R2断路，则两个灯泡都被断路，都不亮，故B错误；
C．若R3断路，外电阻增大，外电阻增大，路端电压U增大，干路电流I减小，R1电流I1增大，则通过A的电流
I A=I-I1
减小，A灯变暗。

B灯电压
U B=U-I A（R A+R2）
增大，B灯变亮，符合题意。

故C正确；
D．R1、R2同时短路，AB灯都不亮，不符合题意，故D错误。

故选C。

13．D
【分析】
由图象A可知电源的电动势为3V，短路电流为6A，两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流．电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，效率等于R消耗的功率除以总功率．
【详解】
由图象A可知电源的电动势E=3V，短路电流为6A，该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为：U=2V，电流为：I=2A；电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率，根据P=UI得：
P=2×2W=4W，电源的总功率为：P总=EI=3×2W=6W；所以效率为：η=P
P
总
×100%=
4
6
×100%=66.7%；故选D ． 【点睛】
根据U-I 图象A 正确读出电源的电动势和短路电流，根据U-I 图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流，是解决此类问题的出发点． 14．C 【详解】
当电键S 接位置1时，电阻电压为3V ，根据闭合电路欧姆定律可得
E
U R R r
=
+ 解得
2r =Ω
小灯泡L 的额定电压为3.0V ，额定功率为4.5W ，因此根据
2
U P R
= 解得
灯泡电阻约为2Ω，因此当电键S 接到位置2时，灯泡分压为
'''E
U R R r
=
+ 解得
' 1.6V U =
小于灯泡正常发过的额定电压，因此小灯泡很暗，甚至不亮，故C 正确。

15．B 【详解】
电动机未启动时，U 灯＝E －I 1r ＝（12.5－10×
0.05）V ＝12 V ，车灯功率P 灯＝U 灯I 1＝120 W ；电动机启动时，U 灯′＝E －I 2r ＝（12.5－58×
0.05）V ＝9.6 V ，设车灯阻值不变，由P ＝2U R
，可得P ′＝（U U '灯灯）2×P 灯＝（9612
.）2
×
120 W ＝76.8 W ，电功率的减少量ΔP ＝P －P ′＝（120－76.8）W ＝43.2 W ，选项B 正确． 16．C 【分析】
已知电源的电动势，内电阻和外电阻，根据闭合电路欧姆定律求出流过电源的电流，由欧姆定律求出路端电压． 【详解】
根据闭合电路欧姆定律得： I=
路端的电压为U=IR=1×4V=4V 故选C ． 17．D 【详解】
电动机输出功率1010000P kW W ==，正常工作时间1t s =，输出功率
4100001110W Pt W s J ==⨯=⨯，由于输出功率小于总功率，故消耗的电能将大于每秒对
外所做的功；故ABC 错误，D 正确； 【点睛】
已知电动机输出功率与工作时间，由公式W
Pt =可以求出电流做的功；熟练应用电功率
公式的变形公式即可正确解题，解题时注意单位换算． 18．C 【详解】
A 根据闭合电路欧姆定律可得：
U E Ir =-
电源的外特性曲线（U I -图）是图（b ），故A 错误； B 电源的输出功率为：
22
2()2E E P R r r
R r R
R ==
+++
电源的输出功率与负载电阻的关系曲线（P R -图）是图（d ），故B 错误； C 电源的效率为：
(
)
11E R UI
R R r r
EI
E R r R
η+=
===++
电源的效率与负载电阻的关系曲线（R η-图）是图（c ），故C 正确； D 根据欧姆定律可得：
U
I R
=
电阻的伏安特性曲线（I U -图）是图（a ），故D 错误； 故选C 。

19．B 【详解】
当开关S 拨向“1”时，根据闭合电路欧姆定律可得：
11
54
U E U r r R =+
=+ 当开关S 拨向“2”时，根据闭合电路欧姆定律可得：
2
U
E U r R =+
解得：
221
16(5)
455(V)1616r R E r U R r r r ⨯+===-<+++ 221
16(5)
16444(V)1616r R E U R r r r
⨯+===+>+++ A ．与分析不符，故A 错误； B ．与分析相符，故B 正确； C ．与分析不符，故C 错误； D ．与分析不符，故D 错误； 故选B 。

20．B 【详解】
A ．电源内耗功率2
r P I r =与电流I 的平方成正比，图象是一条抛物线，由图象可知，电源
总功率r P 随电流I 变化的关系图线是c ，故A 不符合题意；
B ．电源总功率P 总EI =与电流I 成正比，图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源总功率P 总随电流I 变化的关系图线是a ，由图象可知，电源电动势为：
8
V 42
V P E I =
== 故B 符合题意；
C ．由图象可知，电源内阻为：
228Ω2
2Ωr P r I =
== 故C 不符合题意；
D ．根据闭合电路欧姆定律U
E Ir =-可得当电流为0.5A 时，外电路的电压为
40.52V 3V U E Ir =-=-⨯=
外电路的电阻为：
6ΩU
R I
=
= 故D 不符合题意。

21．(1)90V (2)0.28A 【详解】
(1)当S 置于“1”时，则有：
11V
80
8050E U I r R =+=+
⨯ S 置于“2”时，则有：
22V
72
72(
0.18)50E U I r R =+=++⨯ 联立解得：
90V E =
V 400ΩR =
(2) S 置于“2”时，则有：
2A 1272
Ω400Ω0.18
U R R I +=
== 可得：
A 10ΩR =
当S 置于“3”时，则有：
2A V 2A V ()(23010)400
Ω150Ω23010400
R R R R R R R ++⨯=
==++++
电压表的示数：
315090
V 67.5V 15050
R U E R r ⨯=
==++ 电流表的示数：
233A 67.5
A 0.28A 240
U I R R =
==+
22．(1)B C A R R R >> (2)12U U ∆<∆；灯A 变亮，灯B 变暗，灯C 变亮；三灯的亮度顺序是：C 、A 、B 【详解】
(1)三灯亮度相同，说明功率相同，由2P I R =可知A 灯电流最大，故电阻A R 最小；又
B C U U >，由2U P R
=可知： B C R R >
故三灯电阻大小关系是：
B C A R R R >>
(2)当滑片下行时，0R 变小，在此过程中总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知总电流变大，根据欧姆定律可知电压表1V 和内电压r U 都变大，根据U E Ir =-可知电压表2V 变小，因为总电压是不变的，所以电压表2V 上电压的减少量应等于在电压表1V 上电压的增加量与内阻r 上电压的增加量之和，所以可得：
12U U ∆<∆
在滑片下行过程中总电流变大，所以A I 变大，灯A 变亮；又并联电压变小，所以B I 变小，灯B 变暗；根据并联分流C A B I I I =-可得C I 变大，所以灯C 则变亮；
开始时一样亮的灯，在滑片下行过程中，在这过程中C I 、A I 变大，B I 变小，而三者须满
足等式C A B I I I =-，此时应有：
C A I I ∆>∆
由2P I =可知C 灯将变得最亮，故三灯的亮度顺序是：C 、A 、B 23．2A ；15V ；3.1Ω；8V 【详解】
电源内耗功率为：
r P P =总P -出()3028.4W 1.6W =-=
根据2P I R =可得电路总电流为：
2A I =
== 根据P 总EI =可得电源电动势为：
30V 15V 2
P E I =
==总 1R 与2R 先串联，后与3R 并联，则有：
123
123123
()4R R R R R R R +=
=Ω++
电压表上的示数为：
123V 24V 8V U IR ==⨯=
4R 在干路上，故有：
123
44 3.1ΩE Ir U U R I I
--=
== 24．(1)5V ；1A 3
；(2)5
W 6
【详解】
(1)作出如图所示的等效电路图
根据电路结构可得：
232323157.5
Ω5Ω157.5
R R R R R ⨯=
==++
()234121234
341
5ΩR R R R R R R +==++
根据闭合电路欧姆定律可得：
12346
A 1A 51
E I R r
=
=
=++ 电压表的示数：
1234v 15V 5V U IR ==⨯=
又有：
V 232323455
V 2.5V 55
R U U R R ⨯=
==++
所以电流表的示数：
23A 2 2.51
A A 7.53
U I R =
== (2)2R 上消耗的电功率为：
2
222215()7.5W W 36
P I R ==⨯=
25．（1）1Ω （2）6W 【详解】
(1)B 灯正常发光的电流为：
1A B
B B
P I U =
=
B 灯与2R 串联后的电压为：
226V B B B U R I U =+=
由于2B A U U =可知 此时A 灯的正常发光，电流为：
1A A A A
P I U =
= 根据欧姆定律可得： 211ΩB A B
E U R r I I -=
-=+ (2)此时A 灯的实际电功率为： A P P =额6W =
26．（1）15Ω （2）12V 1Ω
【详解】
(1)由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据欧姆定律则有：
21123
()IR U I R IR R =+
+ 解得： 315ΩR =
(2) 由图可知，当开关S 闭合时，两电阻并联，根据闭合电路的欧姆定律则有：
213
()11.40.6IR E U I r r R =++=+ S 断开时，根据闭合电路的欧姆定律则有：
212()0.3(39)E I R R r r =++=⨯+
联立解得：
12V E =
1Ωr =
27．267W
【详解】
当a 、b 开路时，120V E =
当a 、b 之间接入一个灯时，110V ab U =，则有：
22
1110Ω121Ω100
ab U R P === 1
ab ab U U r E R -
= 联立可解得： 11r =Ω
当a 、b 之间再并联一个电炉时，90V ab U =，则有：
1212
ab ab E U r R R R U R =++
可得：
245.375R =Ω
所以电炉的额定功率：
2
2110W 267W 45.375
R P == 28．AD
【详解】
A ．当滑动变阻器的滑片P 由a 端向b 端移动了一段距离，在移动的过程中，滑动变阻器0R 的阻值在增大，由于0r R R <+，根据电源的输出功率与外电阻的关系可知电源输出功率一直变小，故A 正确；
B ．滑动变阻器0R 增大，总电流必定减小，由2P I R =可知定值电阻上电功率一直是在变小的，故B 错误；
CD．把定值电阻R等效到内阻中去，等效内阻变为：
'=+=
10Ω
r R r
外电路仅由0R组成，此时电源的输出功率与外电阻的关系图像如图所示
当滑动变阻器的滑片P由a端向b端移动了一段距离，在移动的过程中，滑动变阻器0R的阻值在增大，滑动变阻器0R的电功率可能变大，可能变小，也可能先变大后变小，故C错误，D正确；
故选AD。