2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
课时提升过关练(含解析)
一、选择题
1.图是测定甲、乙两个直流电源的电动势E与内阻r时,得到的路端电压U与干路电流I的图象。若将这两个直流电源分别与同一定值电阻R串联,下列说法正确的是( )
A.甲电源内阻是乙电源内阻的2倍 B.电源的效率一定有
C.电源总功率一定有 D.电源的输出功率一定有
2.如图所示,闭合开关,灯泡可以发光。现将滑动变阻器的滑片自左端缓慢向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.灯泡变亮
B.电流表的示数减小
C.电压表的示数增大
D.电容器所带的电荷量增加
3.如图1所示的电路中,M与N间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压。如果随时间t的变化关系如图2所示,则下列描述电阻R两端电压随时间t变化关系的图像中,正确的是( )
A. B.
C. D.
4.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数减小 B.电流表示数减小
C.电容器C所带电荷量减少 D.a点的电势升高
5.如图所示,电流表、电压表均为理想电表,L为小灯泡,R为滑动变阻器,电源电动势为E,内阻为r。现将开关S闭合,当滑动变阻器滑片P向左移动时,下列结论正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变小
B.电流表示数变小,电压表示数变大
C.电容器C上电荷量减少
D.小灯泡L变亮
6.如图是测量汽车质量的地磅示意图,通过电流表的示数可以计算出对应汽车的质量,下列说法正确的是( )
A.汽车驶上地磅,电流表示数变小
B.汽车质量越大,电流表的示数越大
C.若弹簧劲度系数变小,测量值将偏小
D.将电流表换成电压表,也可以测量汽车的质量
7.在如图所示的电路中,电源的电动势为、内阻为,当滑动变阻器的滑片向左移动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小 B.电流表的示数变大
C.电压表的示数不变 D.电压表的示数变大
8.污染对身体的危害非常严重,因此装修房屋时检测甲醛污染指数非常重要。“创新”小组的同学们设计了甲醛监测设备,原理如图甲所示。电源输出电压恒为3V,为10Ω的定值电阻,R河以感知甲醛污染指数的可变电阻,污染指数在50以下为轻度污染,50~100间为中度污染,100以上为重度污染,以下分析正确的是( )
A.电压表示数为1V时,属于中度污染
B.污染指数为50时,电压表示数为0.5V
C.污染指数越小,电压表示数越大
D.污染指数越大,电路中消耗的总功率越小
9.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在滑动变阻器R2的滑动触片由a向b缓慢移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.R1的电功率增大
B.电压表的示数增大
C.电流表的示数增大
D.电容器C所带的电荷量减小
10.如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中,关于两表示数的变化情况,下列说法正确的是( )
A.电压表示数增大,电流表示数减少
B.因为电压表测的是电源的电动势,所以电压表示数不会变化
C.因为Pb间的电压增大,电阻也增大,所以电流表示数不会变化
D.电压表示数减少,电流表示数增大
11.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,电压表和电流表均为理想电表,电阻、的阻值与滑动变阻器的最大阻值相等.在滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数U与电流表示数I的比值不变
B.电流表的示数增大
C.电压表的示数增大
D.电源的效率先增大后减小
12.某同学设计了一个测量水流速度的装置,示意图如图所示。电阻可忽略的金属丝一端悬挂小球,另一端固定在点。电阻丝水平放置,并与金属丝接触良好,其中点位于点正下方。开关闭合后,可通过仪表(可看作理想电表)读出水流的速度大小。下列说法正确的是( )
A.仪表是一个电流表
B.水流速度变大,则整个电路的总功率变小
C.水流速度变大,则通过电阻的电流变大
D.水流速度变大,则仪表的示数变小
13.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,当滑动变阻器的滑动片P向上滑动过程中,下列说法中正确的是( )
A.小灯泡L变亮 B.电压表的示数减小
C.电流表示数增大 D.电容器C的电荷量增大
14.在下列四个电路图中,当滑动变阻器的滑片P向右时,小灯泡L变亮的是( )
A. B.
C. D.
15.如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的曲线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的U-I曲线。如果把该灯泡先后分别与电源1和电源2单独连接时,则下列说法正确的是( )
A.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2
B.电源1和电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2
D.电源1和电源2的内阻之比是11∶7
二、解答题
16.如图所示的电路中,闭合开关S后,理想电流表的示数为0.4A,理想电压表的示数为1.2V。已知电源的内阻r=0.5Ω,求:
(1)外电路的电阻R;
(2)电源的电动势E。
17.如图所示的电路中,电阻,,,电源电动势,电源内阻。
(1)将开关和均断开,求流过电阻的电流;
(2)将开关断开,闭合开关,求电阻两端的电压。
参考答案
1.B
【详解】
A.由图象可知,甲电源电动势是乙电源电动势的2倍,即
图像的斜率等于内阻,则甲电源内阻是乙电源内阻的4倍,即
选项A错误;
B.电源的效率
可得
选项B正确:
C.电源总功率
可得
选项C错误;
D.电源的输出功率
可知,不能确定两电源的输出功率的大小关系,选项D错误。
故选B。
2.A
【详解】
将滑动变阻器的滑片自左端缓慢向右移动的过程中,变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,总电流增大,灯泡变亮,电流表的示数增大,电源内电压增大,路端电压减小,电压表的示数减小,与变阻器串联的其他元件分压增大,所以变阻器两端电压减小,则电容器两端电压减小,电容器所带的电荷量减少,故A正确,BCD错误。
故选A。
3.D
【详解】
根据电容器的定义式可知
结合图像可知,图像的斜率为,则内的电流与内的电流关系为
且两段时间中的电流方向相反,根据欧姆定律可知两端电压大小关系满足
由于电流方向不同,所以电压方向不同。
0到1s内,图像斜率为零,电流为零,两端电压为零。
故选D。
4.C
【详解】
ABC.在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中,滑动变阻器的阻值减小,根据串反并同规律,电流表和电压表的读数都增大,电容器两端电压减小,电容器C所带电荷量减少,AB错误,C正确;
D.根据串反并同规律,R2两端电压减小,a点电势降低,D错误。
故选C。
5.B
【详解】
ABD.当滑动变阻器滑片P向左移动时,变阻器接入电路电阻增大,外电路总电阻增大,由欧姆定律得知,总电流减小,路端电压增大,则电流表示数变小,电压表示数变大,小灯泡L变暗,故B正确,AD错误;
C.电容器的电压
U=E-I(RL+r)
I减小,其它量不变,则U增大,由Q=CU可知电容器C上电荷量Q增加,故C错误;
故选B。
6.B
【详解】
AB.汽车驶上地磅,滑片P下移,滑动变阻器连入电路电阻变小,则根据闭合电路欧姆定律知,电流表示数变大,且汽车质量越大,滑动变阻器连入电路电阻越小,电流表的示数越大,故A错误,B正确;
C.若弹簧劲度系数变小,根据胡克定律知,则相同情况下,滑片下移量增大,即滑动变阻器连入电路电阻越小,则电流表的示数越大,测量值将偏大,故C错误;
D.若将电流表换成电压表,因为电压表内阻很大,电路中电流会很小,无法测量汽车的质量,故D错误。
故选B。
7.B
【详解】
AB.滑动变阻器的滑片向左移动,电阻变小,回路中的电流变大,电流表的示数变大,选项A错误、B正确;
CD.电流增大,电源内部电压变大,则导致电源的路端电压减小,电压表的示数变小,选项CD均错误。
故选B。
8.B
【详解】
A.根据欧姆定律
解得
根据乙图,污染指数为150,属于重度污染,A错误;
B.污染指数为50时,根据乙图
根据欧姆定律
电压表示数为
B正确;
C.根据乙图,污染指数越小,R越大,根据串反并同规律,即R越大,总电阻越大,电流越小,R0两端电压就越小,电压表示数越小,C错误;
D.污染指数越大,R越小,总电流越大,电路中消耗的总功率越大,D错误。
故选B。
9.B
【详解】
ABC.滑动变阻器R2的滑动触片由a向b缓慢移动的过程中,R2增大,根据串反并同规律,电流表示数减小,R1的电流减小,R1的功率减小,电压表示数增大,B正确,AC错误;
D.滑动变阻器R2的滑动触片由a向b缓慢移动的过程中,R2增大,根据串反并同规律,电容器两端电压增大,电容器C所带的电荷量增大,D错误。
故选B。
10.A
【详解】
当滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中,其接入电路中的阻值增大。由于电源电阻不为0,根据“串反并同”可知,电流表示数减小,电压表的示数增大。故A正确,BCD错误。
故选A。
11.D
【详解】
A.由电路图可知,电压表示数U与电流表示数I的比值表示的是外电路的总电阻,滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端,外电路的总电阻变化,则电压表示数U与电流表示数I的比值变化,故A错误;
BC.当滑动变阻器的滑片处于中点时,两个并联支路的电阻相等,并联后电阻最大,则滑片P从a端滑到b端的过程中,外电路的总电阻先增大后减小,则电流表示数先减小后增大,电压表示数先增大后减小,故BC错误;
D.电源的效率
外电路的总电阻先增大后减小,电源的效率先增大后减小,故D正确。
故选D。
12.B
【详解】
A.仪表C并联在电阻丝的两端,故仪表C是一个电压表,故A错误;
BCD.水流速度变大,OP与竖直方向的夹角变大,电阻丝AB连入电路的电阻变大,回路中的总电阻变大。根据闭合电路欧姆定律
可知总电流I变小,即通过R的电流变小,整个电路的总功率
变小,仪表C的示数
可知, 增大,即仪表C的示数变大,故B正确,CD错误。
故选B。
13.CD
【详解】
A.滑片P向上滑动,接入电路中的电阻增大,则增大,干路电流减小,故灯泡变暗,故A错误;
BC.由闭合电路的欧姆定律
可得,路端电压增大,电压表的示数增大,也即电阻R支路两端电压增大,电流表的示数也增大,故B错误,C正确;
D.对电容器由
U增大,则电容器C的电荷量也增大,故D正确。
故选CD。
14.BD
【详解】
A.图中当滑动变阻器的滑片P向右时,R阻值变大,则电路中电流减小,则小灯泡L变暗,选项A错误;
B.图中当滑动变阻器的滑片P向右时,R阻值变小,则干路中电流变大,R0两端电压增大,小灯泡的电流变大,则小灯泡L变亮,选项B正确;
C.图中当滑动变阻器的滑片P向右时,R阻值变小,总电阻减小,则电路中电流变大,电阻R0以及电源内阻上的电压变大,则小灯泡的电压减小,则小灯泡L变暗,选项C错误;
D.图中当滑动变阻器的滑片P向右时,小灯泡上的分压变大,则小灯泡变亮,选项D正确。
故选BD。
15.BCD
【详解】
B.根据U-I关系图象与纵坐标的交点表示电动势可知,电源1与电源2的电动势为
E1=E2=10V
电动势之比是1:1,故B正确;
D.根据电源U-I图线斜率的绝对值表示内电阻可得
则
r1:r2=11:7
故D正确;
AC.灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态,则小灯泡与电源1连接时电压为
U1=3V
电流为
I1=5A
电源1的输出功率为
P1=U1I1=3×5W=15W
小灯泡的电阻
小灯泡与电源2连接时电压为
U2=5V
电流为
I2=6A
电源2的输出功率为
P2=U2I2=5×6W=30W
小灯泡的电阻
因此
P1:P2=1:2
R1:R2=18:25
故A错误,C正确。
故选BCD。
16.(1);(2)
【详解】
(1)对电阻由部分电路的欧姆定律有
(2)根据闭合电路的欧姆定律有
17.(1);(2)
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律
可知流过的电流
(2)开关闭合后,电路中只有与电源相连
两端电压