2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 同步检测（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
同步检测（解析版）
1．图甲为某电源的UI图线，图乙为某小灯泡的UI图线，则下列说法中正确的是（　　）
A．电源的内阻为5Ω
B．把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为0.3W
C．小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
D．把电源和小灯泡组成闭合回路，电路的总功率约为0.9W
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．如图所示的电路，先将开关与a相连，然后将开关与b相连，通过灵敏电流表的电流方向 情况（ ）
A．先向左，再向右 B．先向右，再向左
C．一直向左 D．一直向右
4．如图所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中（　　）
A．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小
B．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大
C．电压表V1的示数不变，电路总功率变大
D．电压表V1的示数变小，电路总功率变小
5．如图所示，R4是由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，电流表显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　）
A．I变大，U变小 B．I变大，U变大
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
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．如图是一火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2的电阻随温度升高而减小，a、b接报警器。当R2所在处出现火情时，电流表的电流I和a、b两端电压U与出现火情前相比（　　）
A．I变大，U变大 B．I变小，U变小
C．I变大，U变小 D．I变小，U变大
8．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，当滑动变阻器R2的滑片P向左滑动时，下列说法正确的是
A．电容器C上的电荷量变大
B．电阻R3消耗的功率变大
C．灯L变亮
D．R1两端的电压变化量的绝对值小于R2两端的电压变化量的绝对值
9．如图所示的电路中，U=8 V不变，电容器电容C=200 μF，R1∶R2=3∶5，则电容器带电荷量为（　　）
A．1×10－3 C B．1×103 C C．6×104 C D．1.6×10－3 C
10．如图所示，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是（　　）
A．L1变亮，L2和L3均变暗 B．L1变亮，L2不能确定，L3变暗
C．L1变暗，L2和L3均变亮 D．L1变亮，L2变亮，L3变暗
11．某纯电阻电路电源的路端电压U随外电路电阻R变化的关系图线如图所示，虚线为图线的渐近线。当外电路电阻为时，路端电压为。下列说法正确的是（　　）
A．电源的内阻为
B．电源的电动势为
C．当外电路电阻为时，电源的路端电压为
D．当外电路电阻为时，电源的输出功率约为
12．某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程．先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示．电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是
A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流
C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻
13．如图所示的电路中，电源的电动势为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.当开关S接位置1时，电压表的读数为3V，下列说法正确的是（ ）
A．电源的内电阻为4Ω
B．小灯泡的电阻为2Ω
C．当开关S接到位置2时，小灯泡很暗
D．当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3V
14．在如图所示的电路中，电源电动势E和内阻恒定不变，小灯泡L能正常发光，如果滑动变阻器的滑片由b端向a端滑动，则（　　）
A．小灯泡L变亮 B．小灯泡L变暗
C．电流表的示数减小 D．电流表的示数增大
15．如图所示，电源电动势为E=10V，内阻r=1Ω，R1=R2=R3=R4=1Ω，电容器电容C=6μF，开关闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m，电荷量为q的小球正好处于静止状态.求
（1）电路稳定后通过R4的电流I；
（2）开关S断开，流过R2的电荷量△Q；
（3）断开开关，电路稳定后，小球的加速度a的大小．
16．如图所示，三个定值电阻的阻值都为R=4Ω，开关K闭合时，有一质量为m=1.2×10﹣4kg带电量为q=6×10﹣6C的小球静止于平行板电容器极板间的中点O。现在把开关K断开，此小球向一个极板运动，并与此极板相碰，碰撞时无机械能损失，碰撞后小球恰能运动到另一极板处，设两极板间的距离为d=2cm，电源内阻不计，g=10m/s2试求：
（1）电源电动势E；
（2）开关断开后，两极板间电压U′；
（3）小球和电容器一个极板碰撞后所带的电量q′。
参考答案
1．BD
【详解】
A．根据闭合电路欧姆定律变形
可得图像与纵轴的交点表示电动势，图像斜率的大小表示内阻，根据甲图电动势为
内阻为
A错误；
BD．把电源和小灯泡组成闭合回路，将在乙中作该电源对应的U-I图象，如图所示
两曲线的交点即小灯泡的电压、电流，根据图像读数：
所以小灯泡的功率为：
回路中的总功率为
BD正确。
C．根据乙图可知电流越大，小灯泡功率越大，根据欧姆定律变形得
可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻，所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大，C错误；
故选BD。
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】
试题分析：当开关与相连时，电源给电容器充电，电流表中电流向右；当开关与相连时，电容器放电，电流表中电流向左；故电流先向右再向左，故选项B正确．
考点：闭合电路的欧姆定律；电容
【名师点睛】解决本题关键了解电容器充、放电的特性，知道充电时与电源正极相连的极板带正电，与电源负极相连的极板带负电．
4．A
【详解】
电路的等效电路图如下图所示：
当滑片P自b向a移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据公式
可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；根据公式
U=IR
可知，电阻R1两端的电压变大，即V1的示数变大；根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，因电压表V2的示数变小、电流表示数变大，所以电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小；根据
P=IU
可知，电流I增大，U不变，则电路的总功率变大。
故选A。
5．A
【详解】
当传感器R4所在处出现火情时，R4的阻值变小，R2、R3与R4的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有U变小；因U变小，而电流增大，故R1分压增大；并联部分分压减小，故R3的电流减小，由可知，电流表示数变大，故选A。
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】
由题意知，当R2所在处出现火情时，减小，则外部电路总电阻减小，由
可得总电流增大，由
可知U减小，由
可知两端电压增大，则、并联部分两端的电压减小，则流过的电流减小，又因为总电流增大，所以流过的电流I增大，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．A
【详解】
试题分析：当滑片P向左滑动时，电容器上的电压将增大由可知，电容器C上的电荷量变大，故A正确；当滑片P向左滑动时，电路的电阻将减小电流将增大，由可知由于电路中电流增大，则路端电压将减小，即两端的电压减小，由可得，电阻R3消耗的功率变小，故B错误；由于路端电压减小且两端电压增大，故L两端的电压将减小，由可得，L的功率变小，故C错误；设R2与灯L并联的电阻为R，则有，当滑片P向左滑动时R将减小，电路中总电阻将减小，由全电路欧姆定律知电路中总电流将增大、路端电压减小，流经支路的电流将减小、流经支路的电流增大，由于的压降会变大、R2与灯L并联再与串联形成的支路总压降减小，故R2两端压降减小值会大于的压降增大值，故D正确．
考点：本题考查了全电路欧姆定律的应用
9．A
【详解】
由题意可知R2两端的电压即为电容器两端的电压
得
故选A。
10．C
【详解】
当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，并联部分的电阻减小，外电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得，电路中总电流I增大，L3变亮
并联部分电压
E、R3、r都不变，I增大，则U减小，I1减小，L1变暗
流过L2的电流
I增大，I1减小，I2增大，则L2变亮。
故选C。
11．D
【详解】
B．虚线为图线的渐近线，则电源的电动势为4.5V，B错误；
A．当外电路电阻为时，路端电压为，根据
解得
A错误；
C．外电路电阻为时，根据
解得
C错误；
D．外电路电阻为时，电路中的电流
电源的输出功率
D正确。
故选D。
12．D
【详解】
由Q=CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I=Q/t，变形得，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以Q=S/R，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，
选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出．
13．BC
【详解】
AB．灯泡的额定电流
电阻
当开关接1时，电阻R的电流
根据根据闭合电路欧姆定律
，代入；
可得，故A错误，B正确；
CD．当开关接2时，灯泡电流
小于灯泡的额定电流，实际功率小于其额定功率，则灯泡L不能正常发光，会很暗，此时的电压为
故C正确，D错误；
选BC。
14．BD
【详解】
如果滑动变阻器的滑片由b端向a端滑动，则R1减小，总电阻减小，总电流变大，电流表的示数增大，则路端电压减小，即灯泡两端电压减小，即小灯泡L变暗；
故选BD。
15．（1）4A（2）（3）1.67m/s2
【详解】
（1）开关S闭合时，并联与串联，中没有电流通过．有：
电容器的电压
由欧姆定律得通过的电流 ；
（2）开关S断开，电容器的电压
开关S断开，流过R2的电荷量：
（3）开关S闭合时，小球静止时，由平衡条件有：
开关S断开，根据牛顿第二定律得
联立解得．
点睛：本题考查综合运用物理知识解决问题的能力，对于带电小球在电场中运动的问题，电压是联系电场与电路的桥梁，要注意电路稳定时，与电容器串联的电阻无电压和电流．
16．（1）6V；（2）3V；（3）7×10﹣6C
【详解】
（1）K闭合时，粒子静止，受力平衡，则
qE=mg
得
电容器板间电压
U=Ed=200×0.02V=4V
由电路的结构得
得电源的电动势
（2）开关断开后，两极板间电压
（3）粒子向下运动，据动能定理有
因为
mg=Eq
所以得
粒子与极板碰后，速率不变，碰后据动能定理得
联立得
可得
根据
得