2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 同步练习（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
同步练习（解析版）
1．在如图所示的电路中，已知电源的电动势E=3 V，内电阻r=1，电阻R=11。闭合开关S后，电路中的电流等于（　　）
A．1.0 A B．0.75 A C．0.50 A D．0.25 A
2．下列描述的事件不可能发生的是（　　）
A．将实心球和乒乓球从教学楼三楼同时释放后结果实心球先落地
B．宇航员在天宫二号中利用二力平衡原理用弹簧测力计直接测出物体的重力
C．乘客从匀速行驶的高铁车厢内竖直向上跳起后仍落回车厢内的起跳点
D．一对干电池可使小灯泡微弱发光，断开电路后测量电池两端电压，电压表示数接近3V
3．如图所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是（　　）
A．电流表坏了或未接好
B．从点a经过灯到点b的电路中有断路
C．灯的灯丝断了或灯座未接通
D．电流表和灯、都坏了
4．如图所示，直线A为某电源的U I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光。若将相同材料制成的标有“3 V，20 W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是（　　）
A．电源的内阻Ω
B．把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光
C．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等
D．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小
5．如图所示电路中，电源有内阻，，，当开关扳到位置1时，电压表示数为5.6V，当开关扳到位置2时，电压表示数可能为（　　）
A．5.4V B．5.6V C．3.0V D．3.6V
6．电容器C1、C2和可变电阻器R1、R2以及电源E连接成如图所示的电路．当Rl的滑动触头在图示位置时，Cl、C2的电量相等．现要使Cl的电量大于C2的电量，应该
A．增大R2
B．减小R2
C．将R1的滑动触头向A端移动
D．将R1的滑动触头向B端移动
7．某课题组为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计如图电路，且知磁敏电阻在无磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。电源的电动势和内阻不变，在无磁场时调节变阻器R使小灯泡L正常发光，若探测装置从无磁场区进入强磁场区，下列说法正确的有（　　）
A．通过滑动变阻器的电流变大 B．磁敏电阻两端电压变小
C．电压表的示数变小 D．小灯泡L亮甚至烧毁
8．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S后，电压表的示数为U，电流表的示数为I，若滑动变阻器的触头P向左滑动，不考虑灯丝电阻随温度的变化，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡亮度变暗 B．电压表的示数变小
C． 的数值变大 D．电压表的示数变化量ΔU与电流表的示数变化量ΔI绝对值之比变大
9．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的、均为总阻值一定的滑动变阻器，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　　）
A．只逐渐增大的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻中有向下的电流
B．只调节滑动变阻器的滑动端向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻中有向上的电流
C．只调节滑动变阻器的滑动端向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动
D．若断开电键S，带电微粒向下运动
10．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
11．如图所示的电路中，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变暗，L2变亮，电流表的读数变小。若只有一处故障，请分析发生的故障的可能是（　　）
A．R1断路
B．R2断路
C．R3短路
D．R4短路
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．如图所示为某一电源和一电阻R的图线，用该电源与电阻R连接成闭合电路，则以下说法正确的是（　　）
A．电源的内阻是
B．电源的输出功率是
C．电源的输出效率是
D．改变电阻R的阻值时，则电源的最大输出功率为
14．如图所示的电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电阻R1=6Ω，R2=5Ω，R3=3Ω，电容器的电容.若将开关 S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q，则（ ）
A． B．
C． D．
15．汽车电动机启动时车灯会变暗，它们与电源之间的连接关系如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表示数为，电动机启动时电流表的示数为．若电源的电动势，内阻，电流表的内阻不计，温度对灯丝电阻的影响忽略不计，求
（1）车灯的电阻R为多少？
（2）电动机启动时车灯的功率为多少？
（2）电动机消耗的电功率为多少？
16．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？
参考答案
1．D
【详解】
已知电源的电动势
内电阻
电阻
则由闭合电路的欧姆定律得：电路中的电流
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．B
【详解】
A．乒乓球的密度较小，在下落得过程中受到的空气的阻力影响较大，所以乒乓球的下落过程中下落得加速度明显小于重力加速度，而实心球下落得加速度近似等于重力加速度，所以将实心球和乒乓球从教学楼三楼同时释放后，结果实心球先落地。可能发生，故A正确，不符合题意；
B．飞行中的天宫二号以及内部的物体都处于失重状态，所以不能在天宫二号中利用二力平衡原理用弹簧测力计直接测出物体的重力。不可能发生，故B错误，符合题意；
C．乘客从匀速行驶的高铁车厢内竖直向上跳起后，由于惯性，乘客具有与列车相等的水平方向的速度，所以仍落回车厢内的起跳点。可能发生，故C正确，不符合题意；
D．干电池的电动势为，当两节干电池断开电路后，测量电池两端电压，电压表示数接近可能发生，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
AC．电流表坏了或未接好，或者灯的灯丝断了或灯座未接通，电路中没有电流，电压表就没有示数，与题意不符，AC错误；
D．若电流表和灯、都坏了，电路没有电流，电压表没有示数，与题意不符，D错误；
B．若从点a经过灯到点b的电路中有断路，电压表与电流表、灯串联，由于电阻较大，电流很小，电流表几乎没有示数，电压表示数几乎等于电源电动势，与题意相符，B正确。
故选B。
4．C
【详解】
A．图读出电源的电动势为E=4 V，图线A的斜率大小表示电源的内阻，则
r=Ω=0.5 Ω
故A错误；
BCD．灯泡与电源连接时，A、B两图线的交点表示灯泡的工作状态，则知其电压U=3 V，I=2 A，则灯泡L1的额定电压为3 V，功率为
P1=UI=6W
把灯泡L1换成“3 V，20 W”的灯泡L2，不能正常发光，而由P=知：灯泡L2的正常工作时的电阻为
R2===0.45 Ω
灯泡L1的电阻为
R1==Ω=1.5 Ω
则知正常发光时灯泡L2的电阻更接近电源的内阻，但是这里灯泡并没有达到正常发光，此时L2的电阻是不确定的；电源的输出功率可能变大，可能相等，也有可能变小，故BD错误，C正确。
故选C。
5．A
【详解】
根据闭合电路欧姆定律，当开关扳到位置1时，电压表的读数
当开关扳到位置2时，电压表的读数
两式相比可得
即
当r＝0时
当r＝∞时
由此可见，U2的取值范围为
故A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
【详解】
试题分析：电路稳定时，等效电路为电阻R2和R1串联，电容器的电压等于与之并联电阻两端的电压，当变阻器R1的滑动触头在图示位置时，C1、C2的电量相等，则说明两电容器的电容相等，要使C1的电量大于C2的电量，根据Q=CU可知，C1的电压大于C2的电压，根据闭合电路欧姆定律有当将R1的滑动触头向B端移动时，C1两端的电压才升高，而不管R2电阻增大或还是减小，都不会导致C1的电压大于C2的电压，故D正确，A、B、C错误；故选D．
考点：本题考查了闭合电路的欧姆定律、动态分析电路、电容器.
7．D
【详解】
探测装置从无磁场区进入强磁场区时，磁敏电阻变大，电路的总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知总电流I变小，根据
可知I减小，路端电压U增大，则电压表的示数变大，小灯泡两端的电压增大，所以小灯L泡变亮甚至烧毁，小灯泡的电流增大，而总电流减小，所以通过滑动变阻器R的电流减小，R的电压减小，而路端电压增大，所以磁敏电阻两端电压变大，故ABC错误，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
AB．滑动变阻器的触头P向左滑动，滑动变阻器阻值增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流减小，路端电压增大，则电压表示数增大，电流表示数减小，流过定值电阻R0的电流减小，则两端电压减小，灯泡两端的电压增大，亮度变亮，AB错误；
C．根据欧姆定律
外电阻增大，则的数值变大，C正确；
D．据闭合电路欧姆定律可知，电压表的示数变化量ΔU与电流表的示数变化量ΔI绝对值之比等于电源内阻
则比值为定值，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．只逐渐增大的光照强度，的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，根据
可知电阻消耗的电功率变大；同时，滑动变阻器R2的电压也变大，则电容器两端的电压增大，电容器内的电荷量变大，故电容器处于充电状态，因电容器下极板与电源的正极连接，故电阻中有向上的电流，故A错误；
B．电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻的滑动端向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；
C．只调节电阻的滑动端向下端移动时，电路中的总电阻不变，故总电流不变，所以电压表的示数不变，由于电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由
可知电场力变大，而重力不变，故带电微粒向上运动，故C错误；
D．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，而重力不变，故带电微粒将向下运动，故D正确。
故选D。
10．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。
11．B
【详解】
没有发生故障前，等效电路如图所示：
A．若R1短路，发现灯L1不亮，则电路中总电阻减小，则总电流增大；由右侧部分总电阻没有变，则右侧电压将增大，电流表的读数变大，灯L2应变亮，不符合题意，故A错误；
B．若R2断路，则电路中电阻增大，则电路中的电流减小，由左侧部分总电阻没有变，则左侧电压将减小，则可知L1应变暗，根据闭合电路欧姆定律可知右侧部分两端的电压增大，灯L2电流变大，功率变大，灯L2应变亮，根据并联分流可得流过电流表的电流减小，所以电流表的读数变小，故B正确；
C．如果R3发生短路，电路的总电阻变小，电流变大，左侧电路的结构没有发生变化，则灯L1变亮，C错误；
D．若R4短路，则电路中总电阻减小，电路中电流增大，由左侧部分总电阻没有变，则左侧电压将增大，则可知L1应变亮，根据闭合电路欧姆定律可知右侧部分两端的电压减小，灯L2电流变小，功率变小，灯L2应变暗，根据并联分流可得流过电流表的电流增大，所以电流表的读数变大，故D错误。
故选B。
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．ACD
【详解】
A．由图象可知电池的内阻
故A正确；
B．两图线的交点表示将该电阻接在该电源两端时电路的工作状态，由图读出路端电压为2V，电流为3A，电池的输出功率为
故B错误；
C．电源的输出效率为
故C正确；
D．当外电阻等于电源的内阻时，即
时，电源的输出功率最大为
故D正确。
故选ACD。
14．AD
【详解】
开关S闭合电路稳定时，外电路中总阻值为
根据闭合电路欧姆定律得
电容器两端电压为
电量
Q=
断开开关S后：电容器通过R1与R3放电，设通过R1与R3的放电电流分别为I1和I3，则
由电量公式
可知，通过R1与R3的电量之比为
又
=Q
联立可得，通过R1的电量为
Q=
故选AD。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】
试题分析：（1）在打开车灯，电动机未启动时，根据闭合电路欧姆定律得：
代入数据得车灯电阻为： ．
（2）电动机启动时，路端电压为：
电动机启动时车灯的功率为：
通过车灯的电流为：
通过电动机的电流为：
电动机消耗的电功率为：．
考点：闭合电路的欧姆定律；电功、电功率
【名师点睛】本题考查闭合电路的欧姆定律公式的应用，要注意明确电动机和灯泡的区别，电动机为非纯电阻电路，欧姆定律不成立，而灯泡为纯电阻电路，欧姆定律适用．
16．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