2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 课时检测（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
课时检测（解析版）
1．某学生在进行“研究串联电路电压特点”的实验时，接成如图所示的电路。接通S后，他将较大内阻的电压表接在A、C 两点时，电压表读数为U；将该电压表接在A、B两点时，电压表读数也为U；将该电压表接在B、C两点时，电压表的读数为零。则出现此种情况的原因可能是（　　）
A．电阻R2断路 B．电阻R1断路
C．电阻R1、R2均断路 D．电阻R1、R2均短路
2．用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb时，画出的图线如图所示，则由此图线可知（ ）
A．Ea＞Eb、ra＞rb B． Ea＞Eb、ra＜rb
C． Ea＜Eb、ra＞rb D． Ea＜Eb、ra＜rb
3．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（　　）
A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数减小
B．电源的输出功率一定变小
C．电压表V1的读数的变化量与电流表A1的读数的变化量的比值不变
D．若滑片P的位置不动，R2突然发生短路，则A2的读数增大
4．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
5．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
6．在如图所示的电路中，、是定值电阻，滑动变阻器的滑片位于最右端。闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离，待电路稳定之后，下列判断正确的是（　　）
A．电阻两端电压降低
B．电容器电荷量增加
C．电阻两端电压升高
D．滑动变阻器两端电压降低
7．如图所示电路中灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分的电压分别为：Uad=U，Uab=0，Ubc=U，Ucd=0，已知a、d间电源电压为U，则产生的故障原因可能是：（只有一处断路）（　　）
A．灯泡L1断路
B．灯泡L2断路
C．变阻器断路
D．电源断路
8．2021年2月24日，我国以“一箭三星方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道发射任务取得圆满成功卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的U-I图像在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　）
A．电源的电动势为E=5V B．电阻两端的电压为U=3V
C．电阻的电流为I=0.4A D．硅光电池的内阻为3Ω
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．某同学设计了一个转向灯电路如图所示，其中L为指示灯，L1、分别为左、右转向灯，S为单刀双掷开关，E为电源，规格已在图中标出。当S置于位置2时，以下判断正确的是（　　）
A．L的功率小于额定功率
B．L1正常发光，其功率等于额定功率
C．L2正常发光，其功率等于额定功率
D．含L支路的总功率较另一支路的大
11．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
12．在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A1的读数为I1，电流表A2的读数为I2，电压表V1的示数为U1，电压表V2的读数为U2，当R5的滑片向a端移动过程中，电流表A1的读数变化量大小为ΔI1，电流表A2的读数变化量大小ΔI2，电压表V1的读数变化量大小为ΔU1，电压表V2的读数变化量大小为ΔU2，则（　　）
A．I1变大，ΔU1>ΔU2，不变
B．I1变大，ΔU1<ΔU2，变小
C．I1变小，I2变小，变小
D．U1变小，U2变小，不变
13．在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，平行板电容器C的两金属板水平放置，R1和R2为定值电阻，P为滑动变阻器R的滑动触头，G为灵敏电流表，A为理想电流表。开关S闭合后，C的两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态。则若将P向上移动，过程中下列说法正确的是（　　）
A．油滴带负电 B．A表的示数变大
C．油滴向上加速运动 D．G中有由a→b的电流
14．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
15．如图所示，电源电动势E及内阻r恒定不变，R、R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电压表V及电流表A1、A2均为理想电表，则下列说法正确的是（　　）
A．若S闭合，当R2的滑片下滑时，两电流表A1、A2的示数变化量
B．若S闭合，当R2的滑片下滑时，电压表V和电流表A1的示数变化量之比不变。
C．若S闭合，当R2的滑片下滑时，电压表V和电流表A1的示数变化量之比不变
D．R2的滑片保持某一不为零的值不动，将开关S由断开转为闭合，则电流表A1的示数变大，电压表V、电流表A2的示数均变小。
16．如图所示，M为一线圈电阻的电动机，电阻，电源电动势E=40V。当S断开时，电流表的示数，当开关S闭合时，电流表的示数为。求：
（1）电源内阻；
（2）开关S闭合时，通过电动机的电流及电动机输出的机械功率。
17．如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求：
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）滑动变阻器的阻值为多少时电源的输出功率最大？输出功率的最大值为多少？此时电源的效率为多少？
参考答案
1．B
【详解】
接通S后，将较大内阻的电压表接在A、C 两点时，电压表读数为U，说明从A顺时针方向电源、开关S到C点均连接正常，电压表测得是电源电压；将该电压表接在A、B两点时，电压表读数也为U，说明从A顺时针方向到电源、开关S、C及在到B连接正常，将该电压表接在B、C两点时,电压表的读数为零，说明断了，导致电压表没有电流经过。
故选B。
2．A
【详解】
由图可知，a与纵轴交点大于b与纵轴的交点，故a的电动势大于b的电动势；故Ea＞Eb；
图象的斜率表示电源的内电阻，由图可知，图象的斜率a的最大，故内电阻ra＞rb；
故选A。
3．C
【详解】
A．当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大；电压表V1读数U1=E-I（R1+r），I增大，其他量不变，则U1减小；故A错误；
B．由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故B错误．
C．根据闭合电路欧姆定律有 U1=E-I（R1+r），则得 =R1+r，保持不变，故C正确；
D．若滑片P的位置不动，R2突然发生短路，外电阻减小，干路电流增大，电源的内电压和R1的电压增大，所以R3的两端电压U1减小，A2的读数为 I2=，则I2减小，故D错误；
故选C。
4．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.
5．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。
6．B
【详解】
A．在电路稳定时，电容器所在支路无电流，则两端电压仍为零，A错误；
B．滑动变阻器的滑片向左移动一段距离后，电路的总电阻增大，则电路总电流减小，则电源分压减小，故路端电压增大，由
可知，路端电压增大，C不变，则电容器C电荷量增加，B正确；
C．滑动变阻器的滑片向左移动一段距离后，电路的总电阻增大，则电路总电流减小，由
电流减小，则电阻两端电压降低，C错误；
D．滑动变阻器的滑片向左移动一段距离后，电路的总电阻增大，则电路总电流减小，则电源分压减小，故路端电压增大，又电阻两端电压降低，故滑动变阻器两端电压升高，D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．若灯泡断路，电路中没有电流，则
，
根据全电路欧姆定律得知
与题不符，故A错误；
B．若灯泡断路，电路中没有电流，则
，，
据全电路欧姆定律得知
与题不符，故B错误；
C．若变阻器R断路，电路中没有电流，根据欧姆定律知
，
根据全电路欧姆定律得知
与题相符，故C正确；
D．若电源短路
与题意不符，故D错误。
故选C。
8．B
【详解】
A．由闭合电路欧姆定律得
当I=0时，E=U，由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为
E=4V
选项A错误；
BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为
U=3V
电流为
I=0.2A
选项B正确，C错误；
D．则硅光电池的内阻为
r==5Ω
选项D错误。
故选B。
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】
AB．因L与L1串联后接在电源两端，而两灯的额定电压均为6V，故L、L1两灯功率一定小于额定功率，L1不能正常发光，故A正确，B错误；
C．因电源电压为6 V，且电源有内电阻，故电源的输出电压一定小于6 V，L2的功率要小于额定功率，故C错误；
D．因两并联支路两端电压相等，由
知，含L支路的电阻要大，故其功率比另一支路要小，故D错误。
故选A。
11．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
12．D
【详解】
AB．当R5的滑片向图中a端移动时，R5变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律知，总电流I1变大，路端电压变小，U1变小。根据闭合电路欧姆定律知
U2＝E－I1（r＋R1＋R3）
I1增大，则U2变小，因此I2变小；而U1变小、U2变小、R1＋R3的总电压增大，则知
ΔU1<ΔU2
由闭合电路欧姆定律知
U1＝E－Ir
则＝r，不变。故AB错误；
CD．同理，等于电阻R2与电阻R4之和，可知不变，故C错误；D正确；；
故选D。
13．AC
【详解】
A．电容器上极板带正电，下级板带负电荷，油滴静止，电场力方向向上，则油滴带负电，A正确；
B．P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律
电流表A的示数变小，B错误；
C．P向上移动，滑动变阻器的阻值变大，则外电路的总电阻增大，则外电压增大，根据
电阻R1的两端电压变小，根据
增大，即电容器两端的电压增大，油滴受到的电场力增大，大于重力，油滴向上加速运动，C正确；
D．电容器两端的电压增大，根据
电容器充电，G中有由 的电流，D错误。
故选AC。
14．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。
15．ACD
【详解】
A．根据串反并同规律可知，电流表A1测量的总电流I1增大，电流表A2测量的电流I2增大，电阻R1的电流I减小，又因为
所以两电流表A1、A2的示数变化量，故A正确；
BC．R1和R2并联后作为一个电阻，该电路就变成了测量电源电动势和内阻的电路，根据闭合电路欧姆定律
可知
保持不变，故B错误，C正确；
D．闭合开关S，外部总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律
可知电流表A1测量的总电流I1增大，把电阻R看成内阻，闭合开关S后，则外电路电阻减小，所以外电路电压U减小，所以电压表示数减小，又因为滑动变阻器与R1并联，所以电流表A2示数减小，所以D正确。
故选ACD。
16．（1）；（2）2.5A，87.5W
【详解】
（1）当S断开时，电流表的示数，由闭合电路欧姆定律得
代入数据解得
（2）当开关S闭合时
则
则通过电阻的电流
流过电动机的电流
则电动机的功率
电动机的热功率为
则电动机输出的机械功率
17．（1）20V，20Ω；（2） 5Ω；（3）Ω，5W，50%
【详解】
（1）根据闭合电路欧姆定律有
由乙图的数据可得
，
联立解得
E=20V，r=20Ω
（2）滑片P在变阻器的右端时，被短路，电路的总电阻减小，总电流增大，则外电阻只有定值电阻R2，所以有
（3）当外电阻等于电源的内阻时电源的输出功率最大，则有
代入数据联立解得
Ω
输出功率的最大值为
此时电源的效率为
解得