2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 课后练习（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
课后练习（解析版）
1．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为可变电阻，C为电容器．在可变电阻R3由较小逐渐变大的过程中，下列说法中正确的是 （ ）
A．电容器的带电量在逐渐减小
B．流过R2的电流方向是由上向下
C．电源的输出功率变大
D．电源内部消耗的功率变大
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A、B、C、D四个电路中，电源电动势E、内阻为r，定值电阻R0．当滑动变阻器R的滑动片P从a向b滑动时，理想电压表读数将变大的电路是（ ）
A．B．C．D．
4．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
5．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
6．如图所示电路中电源内阻不可忽略，R3被短路时，电路中出现的现象为（　　）
A．A、C两灯变亮，B、D两灯变暗
B．B、C两灯变亮，A、D两灯变暗
C．C、D两灯变亮，A、B两灯变暗
D．A、B两灯变亮，C、D两灯变暗
7．a，b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线，则以下说法正确的是（　　）
A．电池组的内阻是0.33Ω
B．电阻的阻值为0.33Ω
C．将该电阻接在该电池组两端，电池组的输出功率将是4W
D．改变外电阻的阻值时，该电池组的最大输出功率为4W
8．如图甲所示，电路中电源电压为E，电源内部存在电阻为r，平行板电容器C的两极板水平放置，如图乙所示为一块长、宽、厚分别为、、（）的均匀的长方体导体，其中、、、为导体接线柱。当接线柱、与、连接时，闭合电键，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．若将接线柱、改为与、连接，则（　　）
A．导体电阻不变 B．导体两端电压减小
C．电容器所带电量增加 D．油滴向上运动
9．在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r=1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2=2Ω，R3=5Ω，电表均为理想电表．则下列说法正确的是（　　）
A．当光照增强时，电源的效率增大
B．当光照增强时，电容器的电荷量减小
C．光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变
D．若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率可能相同
10．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
11．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
12．如图，把两个电阻R1与R2、两个电容器C1和C2、一个开关S和一个电流表G联接成电路，接到一个输出电压为U的稳压电源上．已知R1＝R2，C1＞C2，那么（ ）
A．开关S闭合且稳定后，C1的电压小于C2的电压
B．开关S闭合且稳定后，C1的带电量等于C2的带电量
C．开关S断开且稳定后，C1的带电量大于C2的带电量
D．开关S断开且稳定后，电流表G中有电流流过
13．如图所示为某一电源的U－I图像，由图可知（　　）
A．电源电动势为2 V
B．电源内阻为 Ω
C．电源短路时电流为6 A
D．电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A
14．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
15．若用E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中一定正确的是（　　）
A．U＝2U′ B．U′＝E－U
C．U＝E—Ir D．U＝·E
16．如图为闭合电路的组成．
（1）在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？
（2）若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？
（3）闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？
17．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间距离d=40cm。电源电动势，内电阻r=1Ω，电阻R1=6Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从A板小孔上方10cm处自由释放，若小球带电荷量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，g取10m/s2。那么：
（1）滑动变阻器接入电路的阻值R2为多大时，小球恰能到达B板？
（2）互换R2与R1位置，其他条件不变，滑动变阻器接入电路的阻值R2为多大时，小球恰能到达B板？
参考答案
1．B
【详解】
试题分析：含电容的支路，是断路，可认为是电压表即可，当可变电阻R3由较小逐渐变大的过程中，电路总电阻增大，路端电压增大，电路总电流减小，故根据公式可得电源内部消耗的功率减小，故D错误；当内电阻和外电阻阻值相等时，电源的输出功率最大，因为不确定内电阻和外电阻的关系，所以不能确定电源的输出功率变化情况，C错误；在串联电路中，电阻两点的电压和其电阻成正比，所以两端电压增大，即电容器两端电压增大，处于充电过程，所以流过R2的电流方向是由上向下，根据公式，电压增大，电容不变，所以电荷量增大，故B正确A错误，
考点：考查了含电容电路
【名师点睛】由电路图可知，与串联，电容器并联在两端，由滑动变阻器的变化利用闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，判断出电压的变化，则可知电容器两端电量的变化，可知流过的电流方向．由功率公式可求得电源内部消耗的功率变化
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．A
【详解】
A．A图中电压表测量的是电路的路段电压，当滑动变阻器滑动片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，即电路的总电阻减小，电路总电流增大，根据闭合回路欧姆定律可得，路端电压增大，即电压表示数增大，故A正确；
B．B图中电压表测量电阻两端电压，当滑动变阻器滑动片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路总电流减小，故减小，电压表示数减小 ，故B错误；
C．C图中电压表被短路，示数始终为零，故C错误；
D．D图中电压表测量Pb段电压，由于电路中总电阻不变，所以电流不变，Pb段电阻减小，故根据可得电压表示数减小，故D错误；
故选A。
4．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。
5．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】
6．D
【详解】
R3被短路时，整个电路的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律有
则电路的总电流越来越大，所以A灯变亮，R3被短路时，B灯两端的电压为 ，根据闭合电路欧姆定律有
所以与B灯并联的电路电压将变小，则C、D灯将变暗，根据串并联电路关系有
A灯的电流增大，C灯的电流减小，所以B灯的电流增大，则B灯变亮，所以D正确；ABC错误；
故选D。
7．D
【详解】
A．由图可知电池组的内阻为
故A错误；
B．电阻的阻值为
故B错误；
C．两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由图可读出路端电压为
电流
电池的输出功率是
故C错误；
D．根据数学知识可知，当外电阻等于电池内阻时，电池组的输出功率最大为
故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．均匀长方体导体，当接、时
当接、时
因为所以
A错误；
BC．当接线柱、与、连接改接为、连接，电阻值减小，即外电阻减小，则外电压减小，即导体和电容器两端的电压变小，根据
电容不变，则电容器所带电量减小，C错误B正确；
D．根据
电容两端电压变小，则内部场强变小，油滴受到的电场力变小，因为与、连接时静止，则改接后，油滴向下运动，D错误。
故选B。
9．B
【详解】
当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，则电源的功率增大，故A正确；当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据知，电容器的电荷量增大，故B错误；根据闭合电路欧姆定律得：，所以，不发生变化，故C正确；将看成电源的内阻，则等效电源的内阻为，，则光敏电阻时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻阻值变化范围为，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，故D正确；
【考点】
考查了电路动态变化分析
10．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。
11．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。
12．C
【详解】
试题分析：开关S闭合且稳定后，C1两端电压等于R1两端电压，C2两端电压等于R2两端电压，R1＝R2，则U1＝U2，因C1＞C2，根据Q=CU可知，Q1＞Q2，选项AB错误；开关S断开且稳定后，C1C2两端的电压均为U，故根据Q=CU可知，C1的带电量大于C2的带电量，选项C正确；开关S断开且稳定后，电流表G中无电流流过，选项D错误；故选C．
考点：电容器；串并联电路
【名师点睛】此题考查串联及并联电路的特点以及电容器的问题；解题的关键是要知道电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压；注意在开关S断开时，电阻是无流电阻，两端电压为零，此时电容器两端的电压等于电源的电压.
13．AD
【详解】
AB．由U－I图像可知，电源电动势E＝2 V
故A正确，B错误；
CD．由欧姆定律可得
由闭合电路欧姆定律
可得
故D正确，C错误。
故选AD。
14．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。
15．BC
【详解】
A．内电压和外电压的关系是由内阻和外电阻的关系决定，则两者不一定是2倍关系，选项A错误；
B．电动势等于内外电压之和，即
U′＝E－U
选项B正确；
C．根据闭合电路的欧姆定律
U′=Ir
则
U＝E—Ir
选项C正确；
D．若电路是纯电阻性电路，根据闭合电路欧姆定律
路端电压
若电路是非纯电阻性电路，此时路端电压
D错误。
故选BC。
16．（1）在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高；（2）EIt；I2rt；I2Rt；EIt＝I2Rt＋I2rt；（3）E＝IR＋Ir或I＝
【详解】
略
17．（1）5Ω；（2）7.4Ω
【详解】
(1)若小球恰能到A板，则根据动能定理可得
解得
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
(2)互换R2与R1位置，如图所示
A、B间电压U不变，根据闭合电路欧姆定律可得
解得