2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 课时练（word解析版）

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册
2.6电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律
课时练（解析版）
1．如图所示，开关K闭合，在水平放置的平行板电容器间有一带电液滴P处于静止状态，若从某时刻起，液滴所带电荷量开始缓慢减小仍不为零为了使该液滴仍处于静止状态，可采取的措施是( )
A．其他条件不变，使电容器两极板距离缓慢增大
B．开关K断开，其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近
C．其他条件不变，将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动
D．其他条件不变，将可变电阻R阻值减小
2．如图所示电路中，电压表、电流表都是理想电表，电源内阻不能忽略．若电阻R1断路，则两电表的示数变化情况是（ ）
A．两电表示数都变小
B．两电表示数都变大
C．电流表示示数变大，电压表示数变小
D．电流表示示数变小，电压表示数变大
3．如图所示，电源的电动势和内阻分别为E和r，在滑动变阻器的滑片P由a向b缓慢移动的过程中，下列各物理量的变化情况为（　　）
A．电容器所带电荷量一直增多 B．电容器所带电荷量先减少后增多
C．电源的总功率先增大后减小 D．电源的路端电压先减小后增大
4．如图甲所示的电路中，电压表为理想电表，定值电阻R2=10Ω，滑动变阻器R1的变化范围为0~30Ω，电源的路端电压随电流的变化规律如图乙所示。将滑片置于R1的某位置，使得，则开关S断开与闭合时，电压表的示数之比为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，R1=R2=R3=R4=r/2不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片由a向b端移动时，则（ ）
A．电压表和电流表读数都增大
B．质点P将向下运动
C．电源输出功率增大
D．R3上消耗的功率逐渐增大
6．某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，四个电表均为理想电表。现闭合开关S，电压表V1的示数为4.0V，以下说法正确的是（　　）
A．电压表V2的示数为2.0V
B．电源的输出功率为3W
C．电流表A2的示数为0.6A
D．电源的电动势一定为8V，内阻为5Ω
7．传感器在我们日常生活中应用非常广泛，如图所示是一个报警传感器的电路示意图。电源的电动势为E、内阻为。R1、R2为定值电阻。R3是用光敏电阻制成的传感器，其阻值会随着光照强度的增强而急剧减小，R3放在容易受光照射的地方（某些单位中有些特殊的地方是不允许受光照射的）。电流表和电压表V是放在某单位监控室里的电流显示器和电压显示器。L是放在监控室里的小灯泡。当传感器R3附近处光照异常时，会引起电流、电压显示器上的电流、电压异常，小灯泡L灯光颜色也发生变化，从而发出警报。则当传感器R3附近处受光照强度增加时，下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数变大
B．电压表的示数变小
C．小灯泡变亮
D．电源总功率变小
8．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为热敏电阻（温度升高，电阻减小），电源的电动势为E，内阻为r。闭合开关，当环境温度升高时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数增大
B．电流表示数减小
C．有电流向上流过A点
D．电压表和电流表示数变化量之比保持不变
9．如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R2的滑片向b端移动时，则（　　）
A．电压表示数增大 B．电流表示数减小
C．质点P将向下运动 D．R1上消耗的功率逐渐减小
10．如图所示电路中（电源内阻忽略不计），L1、L2为两只完全相同、阻值恒定的灯泡，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小）。闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强（　　）
A．L1逐渐变暗，L2逐渐变亮
B．L1逐渐变亮，L2逐渐变暗
C．两灯都变亮
D．两灯都变暗
11．如图所示，已知电源内电阻r为2Ω，定值电阻R0为3Ω，滑动变阻器阻值范围为0－10Ω．当滑动变阻器R使其阻值为R1时，在R1上获得最大功率，则R1的阻值应为
A．2Ω B．3Ω C．4Ω D．5Ω
12．如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，闭合开关K，小液滴恰能在平行板间静止，现将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则
A．小灯泡变亮 B．定值电阻R1上消耗的功率变大
C．电源的总功率变小 D．小液滴将向上运动
13．在如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断正确的是（　　）
A．R两端的电压变小
B．灯泡L变暗
C．电容器C的电荷量将减小
D．有电流向右流过R0
14．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻，电阻随光强的增大而减小。R3为定值电阻，且R3>r。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是（　　）
A．若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I减小，U减小
B．若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少
C．若仅用更强的光照射R1，则电源的输出功率减小
D．若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
15．某同学按如图所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片移到不同位置时测得各电表的示数如下表所示。将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。
序号 示数（安） 示数（安） 示数（伏） 示数（伏）
1 0.60 0.30 2.40 1.20
2 0.44 0.32 2.56 0.48
电路中，分别为电源的电动势和内阻，，，为定值电阻。则下列选项中正确的是（　　）
A．在这五个物理量中，根据上表中的数据求得的物理量是，，，
B．在这五个物理量中，可根据上表中的数据求得的物理量是，，
C．由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），则可能的故障原因是短路
D．由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），则可能的故障原因是断开
16．电动势为5V的电源与一个阻值是10Ω的电阻构成闭合电路，测得电源两端电压为4V。求：
（1）电路中的电流强度；
（2）电源的内阻。
17．某厂生产的一种电动自行车，设计质量（包括人）为m=80kg，动力电源选用能量储存量为“36V，10Ah”（即输出电压为36V，工作电流与工作时间的乘积为10Ah）的蓄电池（不计内阻），所用电源的额定输出功率P=180W，由于电动机发热造成的损耗（其他损耗不计），自行车的效率为=80％，如果自行车在平直公路上行驶时所受阻力跟行驶速率和自行车对地面的压力的乘积成正比，即，其中k=，求
（1）该自行车保持额定功率行驶的最长时间是多少？
（2）自行车电动机的内阻为多少？
（3）自行车在平直的公路上能达到的最大速度为多大？
参考答案
1．B
【详解】
试题分析：若使液滴处于静止状态，mg=Eq，E=U/d，液滴所带电荷量减小，为了使该液滴仍处于静止状态，E应增大．其他条件不变，使电容器两极板距离缓慢增大，E减小，液滴应向下运动，A错误；开关K断开，其他条件不变，使电容器两极板缓慢靠近，E不变，液滴仍处于静止状态，B正确；将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动，R上电压增大，液滴将向上运动，C错误；将可变电阻R阻值减小，R上电压将减小，液滴将下运动，D错误．
考点：电容器、恒定电流的电路
2．B
【详解】
电阻R1 并在电路中，断开后总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律总电流减小，由欧姆定律知电阻R2 上的电压也减小，故B项正确。
故选B。
3．B
【详解】
滑片P处于a或b时，滑动变阻器均被短路，当滑片由a向b移动，滑片P将滑动变阻器分为两部分，其接入电路总阻值为两部分电阻阻值并联之后的阻值大小，将先变大后边小。
AB．当滑片P由a缓慢向b移动，电路总阻值先变大后边小，由闭合电路欧姆定律知电流先变小后变大，电容器两端电压与电阻R1电压相同，先变小后变大，由电容器电容的定义式
可知，电容器所带电荷量先减少后增大，A错误，B正确；
C．根据电源总功率公式
电源总功率应先减小后增大，C错误；
D．由闭合电路欧姆定律
知电源路端电压先增大后减小，D错误。
故选B。
4．B
【详解】
根据题图，由闭合电路的欧姆定律可得，电源的电动势和内阻分别为
，
因为，所以滑动变阻器R1的、两部分的电阻分别为
，
当开关断开时，定值电阻R2与滑动变阻器R1的部分串联，根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数为
当开关闭合时，定值电阻R2与滑动变阻器R1的部分并联再与部分串联，其中并联部分的电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数为
所以开关S断开与闭合时，电压表的示数之比为
故选B。
5．B
【详解】
试题分析：由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路的总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小，同时R1两端的电压也增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，故电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，故A错误；并联部分电压减小，则电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，质点将向下运动，故B正确；当滑动端在a端时，外电路的电阻为，当滑动端向b端移动时，外电路的电阻减小，因为当外电路电阻等于内阻时电源输出功率最大，故当滑动变阻器R4的滑片由a向b端移动时，电源输出功率减小，选项C错误；因R3两端的电压减小，由公式可知，R3上消耗的功率减小；故D错误；故选B．
考点：动态电路分析；电功率.
6．B
【详解】
AC．图中等效电路为灯泡L2与L3并联后与灯泡L1串联，电压表V1的示数为4V，由U-I图象得到L1中电流为0.6A，根据并联电路特点得另外两个灯泡的电流均为0.3A，再根据U-I图象得到灯泡L2与L3并联部分电路的电压为1.0V，故电压表V2的示数为1.0V，电流表A2的示数为0.3A，AC错误；
B．电源路端电压
U=4V＋1V=5V
干路电流为I=0.6A，故输出功率为
P=UI=5×0.6W=3W
B正确；
D．电源路端电压为
U=E-Ir
只有一组数据，无法求解电动势和内电阻，D错误。
故选B。
7．C
【详解】
当传感器R3附近处受光照强度增加时，其阻值会急剧减小，则外电路电阻减小，由欧姆定律有
可知电路总电流增大，内阻分压增大，定值电阻R1两端电压增大，电压表示数增大，将R2与R3并联看作整体，整体电阻减小，则整体两端电压减小，则可知流经R2的电流减小，电流表示数减小，又由于总电流增大，则流经R3的电流增大，灯泡变亮，由P=UI可得电源总功率变大。
故选C。
8．D
【详解】
AB．当环境温度升高时，则R2减小，总电阻减小，总电流变大，则电流表示数变大，内阻和R1两端电压变大，则R2电压减小，即电压表读数减小，AB错误；
C．由于电容器两端电压减小，可知电容器放电，则有电流向下流过A点，C错误；
D．由于
则
即电压表和电流表示数变化量之比保持不变，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
ABC．由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联后，再由R1串联接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；路端电压减小，同时，R1两端的电压也增大；故并联部分的电压减小；由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过并联部分的电流增大，故电流表示数增大，因并联部分电压减小，而R2中电压增大，故电压表示数减小，因电容器两端电压减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，合力向下，电荷向下运动，AB错误，C正确；
D．因R1两端的电压增大，由
可知，R1上消耗的功率逐渐增大，D错误。
故选C。
10．A
【详解】
R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），闭合开关S后，随着光照强度逐渐增强，R阻值越来越小，故电路的总电阻也越来越小，根据闭合电路欧姆定律有
则电路的总电流越来越大，所以L2逐渐变亮，根据闭合电路欧姆定律有
则L1两端电压越来越小，所以L1逐渐变暗。
故选A。
11．D
【详解】
可以将R0看成是电源的内阻，当内外电阻相等时，外电路消耗功率最大，即R1= R0+r=3+2=5Ω
故选D
12．B
【详解】
试题分析：若滑动变阻器的滑片P向下滑动，则R减小，总电阻减小，总电流变大，根据P=EI可知电源的总功率变大，选项C错误；路端电压减小，R1两端电压变大，R1上消耗的功率变大，选项B正确；故电灯两端电压减小，灯泡变暗，选项A错误；因路端电压减小，故电容器两端电压减小，电场力小于重力，故小液滴向下运动，选项D错误；故先B．
考点：动态电路分析.
13．BD
【详解】
AB．当滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器在连入电路的电阻增大，外电阻增大，电路中电流减小，则外电压增大，且灯L变暗，那么R两端的电压变大，故A错误，B正确；
C．因电流减小，电源的内电压减小，则路端电压增大，而电容器的电压等于路端电压，所以电容器的电压增大，由Q=CU分析可知其电荷量增大，故C错误；
D．当电路稳定时，与电容器串联的电路没有电流，R0两端的电压不变，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电容器两端电压增大，那么电容器处于充电状态，因此有电流向右流过R0，故D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
A．滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变，故A错误；
B．若仅增大A、B板间距离，根据
可知电容减小，板间电压不变，则由电容的定义式
可知电容器所带电荷量减少，故B正确；
C．若仅用更强的光线照射R1，R1的阻值变小，因为R3>r，所以电源的输出功率增大，故C错误；
D．若仅用更强的光线照射R1，R1的阻值变小，总电阻减小，I增大，根据闭合电路欧姆定律得
U=E-Ir
可得
不变，故D正确。
故选BD。
15．BCD
【详解】
AB．根据
可求出R2，根据
可求出R3，根据
以及
可解E，所以可根据上表中的数据求得的物理量是，，，故A错误B正确；
CD．若两电压表示数相同，则Rp短路或R2断路，故CD正确。
故选BCD。
16．（1）0.4A；（2）2.5Ω
【详解】
（1）电路中的电流强度
（2）根据
E=U+Ir
可知电源的内阻
17．（1）2h（2）（3）
【详解】
试题分析：（1）根据公式：，再根据电池容量可得：
（2）因为，解得
（3）经分析可知，当自行车以最大功率行驶且达匀速时速度最大，因此有：，而，联立代入数据可得：．
考点：考查了电功率的计算
【名师点睛】解决本题的关键掌握焦耳定律，以及知道在平直路面上行驶，功率一定，牵引力等于阻力时，速度最大．