2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 达标练习（word版含解析）

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
达标练习（解析版）
1．如图所示，电源电动势为E，内电阻为，理想电压表V1、V2示数为U1、U2，其变化量的绝对值分别为和；流过电源的电流为I，其变化量的绝对值为ΔI，当滑动变阻器的滑片从右端滑到左端的过程中（灯泡电阻不变化）（　　）
A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮 B．
C．增大 D．不变
2．如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3均为定值电阻，V与A均为理想电表；开始时开关S闭合，V、A均有读数，某时刻发现V和A读数均变大，则电路中可能出现的故障是（　　）
A．R1断路 B．R2断路 C．R1短路 D．R3短路
3．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
4．如图所示，电表均为理想电表，两灯泡的电阻均为2r，r为电源内阻的大小，闭合开关S，此时两灯泡正常发光。将滑动变阻器滑片向下滑动，电压表、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．灯泡变亮，灯泡变暗
B．、的示数增大
C．电源的输出功率减小，效率增大
D．与的比值大于与的比值
5．某学校新装了一批节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。下图为其内部电路简化原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。当傍晚到来光照逐渐减弱时，下列判断正确的是（　　）
A．A灯变暗，B灯变亮
B．电源的输出功率变大
C．电源的效率变小
D．Rt上电流的变化量大于R0上电流的变化量
6．当一个闭合纯电阻电路的外电阻不断变化时，电源内阻和外电路电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用如图所示的抛物线C1、C2表示。由图可知（　　）
A．电源消耗的最大功率为16W
B．电源的内电阻为2Ω
C．电源输出功率的最大值为16W
D．电源的电动势为8V
7．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S，下列说法正确的有（　　）
A．路端电压为11V B．电源的总功率为10W
C．a、b间电压的大小为5V D．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A
8．如图所示的电路中，开关K闭合.在开关接a且电路稳定后，电流表A1、A2和电压表V的示数分别为 和，电源的输出功率为 ，平行金属板所带电荷量为；这时让带电微粒从P点水平射入平行板间，恰能沿图示水平直线射出．若把平行板的上板向上移动少许,且S接b，当电路稳定后，A1、A2和V表的示数分别为 和，电源的输出功率为 ，平行板所带电荷量为；再让相同微粒仍从P点水平射入．则下列判断正确的是
A．，
B．
C．
D．该粒子带负电，且第二次从P射入后，有可能打在下极板上
9．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表读数将变小
B．L1亮度不变，L2将变暗
C．L1将变亮，L2将变暗
D．电源内阻的发热功率将变小
10．如图所示的电路，两电表均为理想电表，电源的内阻不可忽略，。开始时滑片位于图示的位置，则在滑片向上滑动的过程中，下列选项正确的是（　　）
A．电源的输出功率增大 B．流过R的电流减小
C．两电表的示数均增大 D．电源的总功率减小
11．如图所示的电路中，A是电容器两极板之间的一点，在A点有一个带负电荷的质点，质点在重力和电场力的共同作用下处于静止状态，当滑动变阻器的阻值减小时，带电质点的运动情况是（ ）
A．加速向上 B．加速下降 C．保持静止 D．匀速向上
12．下列关于电源电动势概念的认识中，正确的是（ ）
A．电源电动势是描述电源把其他形式的能转化成电能本领大小的物理量
B．电源把越多其他形式的能转化为电能，电动势就越大
C．电动势和电压单位相同，所以物理意义也相同
D．在闭合电路中，电源电动势等于路端电压与电源内部电势降落之和
13．如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球；开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动触头P在a处，此时绝缘细线向右偏离，与竖直方向夹角为θ。电源的内阻不能忽略，下列判断正确的是（　　）
A．小球带正电
B．当滑动触头从a向b滑动时，细线的偏角θ变大
C．当滑动触头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下
D．当滑动触头从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大
14．两位同学在实验室利用如图甲所示的电路测定定值电阻、电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表的测量数据，另一同学记录的是电流表A和电压表的测量数据，根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则下列说法正确的是（　　）
A．电源电动势为，内阻为
B．交点处电源的输出功率最大
C．交点处定值电阻上消耗的功率为
D．交点处电源的效率达到最大值
15．在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压。通过数据计算，你发现了怎样的规律？根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像？
16．如图所示的电路中，电源电动势E=8V，电源内阻不计。电阻R1=2.5Ω，R2=3Ω，电流表可以当做理想表处理，求：
（1）当电阻箱Rx的阻值调到多少时，电流表的示数为2 A；
（2）调节电阻箱Rx ，使电流表的示数为1.6A时，电阻R2消耗的电功率。
参考答案
1．D
【详解】
A．由电路可知，L1与滑动变阻器串联，再与L3并联，最后与L2串联．滑片向左滑，减小，减小，路端电压U减小，增大（L2变亮），增大，减小，故减小（L3变暗），增大，L1变亮，故选项A错误；
B．由闭合电路欧姆定律有
则
故选项B错误；
CD．由欧姆定律
不变，选项D正确，C错误。
故选D。
2．B
【详解】
因为当R2断路时，外电路的总电阻变大，故路端电压变大，即电压表读数变大；电路的总电流减小，故R1上的电压减小，R3电压变大，故电流表读数变大，与题目所给的现象吻合，故电路是R2断路。同理可分析ACD错误。
故选B。
3．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。
4．C
【详解】
电路可简化为如图所示电路
A．将滑片向下滑动，电路中的总电阻增大，总电流减小，通过两串联灯泡的电流始终一样且减小，两灯泡逐渐变暗，故A错误；
B．电压表V2测量的是路端电压，电压表V1测量的是灯泡L1两端的电压，因为总电流减小，所以V1的示数减小，V2的示数增大，故B错误；
C．当外电路电阻越接近电源内阻时，电源输出功率越大，滑动变阻器滑片向下滑动，外电阻与电源内阻相差越来越大，电源输出功率变小，电源的效率
由于外电阻增大，则效率增大，故C正确；
D．根据闭合电路欧姆定律可知
，
则ΔU2与ΔI的比值小于ΔU1与ΔI的比值，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．光照逐渐减弱时，光敏电阻阻值增大，电路总电阻增大，故电路总电流I减小，内阻上的电压减小，路端电压
U=E﹣Ir
增大，即A灯两端电压增大，通过A灯的电流IA增大，所以A灯变亮，通过定值电阻R0的电流
I0=I﹣IA
减小，所以R0两端的电压
U0=I0R0
减小，B灯两端的电压
UB=U﹣I0R0
增大，B灯变亮，A错误；
B．电源电动势不变，电源内阻与外电路电阻关系不确定，故电源输出功率无法判断，所以B错误；
C．电源的效率为
η100%
由上面的分析可知路端电压U增大，电源的效率变大，C错误；
D．通过R0上电流等于通过光敏电阻Rt电流与通过灯B的电流之和，即
I0=It+IB
根据前面的分析，通过灯B的电流IB增大，故Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量，D正确。
故选D。
6．A
【详解】
由图知，曲线C1、C2的交点的位置表示电路的内、外功率相等，此时电源的内阻和外电阻的大小是相等的，电源的输出的功率最大，由图可知电源输出功率最大值为
Pmax=4W
此时电路中电流
I=2A
根据
P=I2R=I2r
可知
R=r=1Ω
由于
所以电源的电动势为4V；根据图像可知，当电源被短路时，电源消耗的最大功率为
P最大=16W
BCD错误，A正确。
故选A。
7．C
【详解】
AB．外电阻为
根据闭合电路欧姆定律可知，通过电源的电流为
则路端电压为
U=IR=1×10V=10V
电源的总功率为
P=EI=12×1W=12W
故AB错误；
C．选电源负极为0势点，则b点电势为
a点电势为
则ab间的电压为
故C正确；
D．a、b间用导线连接后，外电路为左半部分并联、右半部分并联，然后再串联，设外阻为R′，则有
则总电流为
故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
试题分析：A.电键S无论接哪里，电压表和电流表A1的读数不会发生变化，而电路稳定后，电容器为断路，电流表A2的读数为0，故A错误；B.由知间距变大，电容C变小，而平行板间的电压U减小，由知带电量减小，故B错误；C.电键S无论接哪里，电路的结构不发生实质性的变化，所以电源的输出功率不变，故C错误；D.第一次射入粒子，恰能沿水平直线射出，说明粒子受力是平衡的，即电场力向上，而上极板带正电，所以粒子带负电；第二次射入粒子时，极板间的电压减小且间距变大，则由知粒子受到的电场力减小，所以有可能打到下极板上，故D正确．故选D．
考点：本题考查了电容器的动态分析、带电粒子在电场中的运动.
9．A
【详解】
开关在位置1时，外电路总电阻
电压表示数
U＝E＝E
同理，每个灯泡两端的电压
U1＝U2＝E
电源内阻的发热功率为
P热＝＝
开关在位置2时，外电路总电阻
R总′＝R
电压表示数
U′＝E＝E
灯泡L1的电压
U1′＝E
L2的电压
U2′＝E
电源内阻的发热功率为
P热′＝＝
综上所述，电压表读数变小，L1亮度不变，L2将变亮，电源内阻的发热功率将变大， BCD错误，A正确。
故选A。
10．A
【详解】
BC．当滑动变阻器的滑片向上滑动时，外电路电阻减小，总电流增大，路端电压减小，电压表测得的是路端电压，因此电压表示数减小；由于总电流增大，所以两端电压增大，并联部分电压减小，流过电阻的电流减小，电流表测得的是流过的电流，电流表示数减小，流过滑动变阻器R的电流增大，故BC错误；
A．当外电阻等于内阻时，电源的输出功率增大，已知，随着R的减小，则电源的输出功率增大，故A正确；
D．电源的总功率
由于总电流增大，所以电源的总功率增大，故D错误。
故选A。
【点睛】
11．A
【详解】
试题分析：滑动变阻器阻值减小时，总电阻减小，则电流增大，电容器两端的电压增大，电场强度增大，电场力增大，电场力大于重力，带电质点向上加速．故A正确，B、C、D错误．
考点：电容；共点力平衡的条件及其应用；闭合电路的欧姆定律．
12．AD
【详解】
试题分析：电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源的电动势大，该电源把其他能转化成电能的本领大，故A正确；根据W=qU，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移动电荷的多少有关．故B错误；电动势定义式，电压定义式，故其物理意义不同，C错误；根据闭合电路欧姆定律，在闭合电路中，电源电动势等于路端电压与电源内部电势降落之和，D正确．故选AD．
考点：电动势
【名师点睛】知道电源的概念、物理意义、定义式即可正确解题，本题要注意电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，根据W=qU可知，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势不一定大，还跟移动电荷的多少有关．
13．AC
【详解】
A．由图，A板带正电，B带负电，电容器内电场方向水平向右．细线向右偏，电场力向右，则小球带正电，故A正确；
B．滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压
变小，电容器电压变小，细线偏角变小，故B错误；
C．滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下，故C正确；
D．在滑片由a向b滑动时，滑动变阻器接入电阻减小，外电路总电阻减小，但是由于不知道外电路电阻与电源内阻的关系，则不能判断电源输出功率变化情况，选项D错误。
故选AC。
14．ABC
【详解】
A．随着干路电流I增大，定值电阻两端电压增大，由
可知，路端电压减小，故图线①表示随A的变化，图线②表示随A的变化，图线①与纵轴交点表示电动势，斜率表示内阻，可得
A正确；
C．两图线的交点表示P滑到最左端时，此时的电压为1.0V，电流为0.5A，可得
此时上的功率为
C正确；
B．由电源外特性曲线可知，当外电阻等于内阻时输出功率最大，如图所示
由AC解析可知
随着滑动触头P向右滑动，外电阻不断增大，故外电阻总是大于内阻，可知当P滑到最左端时外电阻最小，输出功率最大，即两图线交点位置电源输出功率最大，B正确；
D．电源的效率为
故I越小，效率越高，即当滑动触头P滑到最右端时电源效率达到最大值，D错误。
故选ABC。
15．见解析
【详解】
由闭合电路的欧姆定律得
分别将外电阻3 Ω、4 Ω、9 Ω代入计算可求得路端电压分别为7.5V、8V、9V，可得随着外电阻增大，路端电压逐渐增大，由
及
得
U－I图像如图所示
16．（1）3Ω；（2）5.33W
【详解】
(1)电流表的示数为2 A，则R1两端电压
由闭合电路欧姆定律可得
解得
通过R2的电流
Rx与R2并联，则通过Rx的电流
当电阻箱Rx的阻值
(2)电流表的示数为1.6A时，则R1两端电压
由闭合电路欧姆定律可得
解得
电阻R2消耗的电功率