人教版新教材必修三 12.2 路端电压与电流、负载专题（含答案）

人教版新教材必修三第十二章路端电压与电流、负载专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 两个电源的路端电压与干路电流的关系如图所示，则( )
A. 两个电源电动势
B. 电流发生相同的变化，电源的路端电压变化较大
C. 将同一电阻分别接在两电源上，接电源时电阻功率较大
D. 电流相同，电源内阻发热的功率较大
2. 如图所示，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，直线是电阻的两端电压与电流的关系图线，用该电源与电阻组成闭合电路，则下面说法中不正确的是( )
A. 电源的内电阻，电阻为 B. 电源的输出功率为
C. 电源的内阻消耗的功率为 D. 电源的路端电压为
3. 手电筒的两节干电池，已经用了较长时间，小灯泡只能发出很微弱的光，把它们取出来，
用电压表测电压，电压表示数很接近，再把它们作为一个电子钟的电源，电子钟能正常
工作下列说法正确的是( )
这两节干电池的电动势减小了很多 这两节干电池的内电阻增加较大
这台电子钟的额定电压一定比手电筒里的小灯泡额定电压大
这台电子钟正常工作时的电流一定比手电筒里的小灯泡正常工作时电流小
A. B. C. D.
4. 如图甲所示的电路中，调节滑动变阻器的滑片向某一方向移动时，一个同学记录了电流表和电压表的测量数据，另一同学记录了电流表和电压表的测量数据，并根据数据分别描绘出了如图乙所示的直线、，忽略各电表对电路的影响，下列说法正确的是
A. 图乙中图线是根据电压表和电流表的数据描绘的图线
B. 由图乙可得定值电阻
C. 图甲中电源电动势，内阻
D. 该电路中电流表的读数最大不超过
5. 如图为某电源的路端电压与电流的关系图像，则( )
A. 电源的电动势为
B. 电源的内阻为
C. 电源的短路电流为
D. 将该电源与一阻值为的电阻串联，路端电压为
6. 如图所示的电路中，若为输入端，为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则下列说法错误的是( )
A. 空载时输出电压
B. 当间接上负载时，输出电压
C. 间的负载越大，越接近
D. 间的负载越小，越接近
7. 某同学将一个电源分别跟和串联进行实验，电阻两端的电压随电流变化关系和电源的路端电压随电流变化关系如图所示，下列说法中错误的是( )
A. 定值电阻，
B. 电源电动势，内阻
C. 接时，电源的输出功率为
D. 接时，电源的输出功率为
8. 图中的直线Ⅰ、Ⅱ分别是电池和电池的路端电压随电流变化的图线，直线Ⅲ是某用电器两端电压随电流变化的图线。则( )
A. 电池和电池的电动势相等
B. 电池和电池的内阻之比为：
C. 该用电器的电阻为
D. 该用电器分别接在电池和电池上时消耗的功率之比为：
9. 如图所示，直线为某电源的图线，曲线为某小灯泡的图线的一部分，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的内阻功率和电源的效率分别为( )
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
10. 如图所示是某电源的外特性曲线，则下列结论正确的是( )
A. 电源的电动势为 B. 电源的内阻为
C. 电流为 时的外电阻是 D. 电源的短路电流为
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示，电源电动势，内电阻，小灯泡的电阻，闭合开关后，求：
流过小灯泡的电流；
小灯泡两端的电压。
12. 将总电阻的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连，已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示，电源正常工作时允许通过的最大电流为。求：
电源电动势和内阻。
当电路中总电流为时，与的串、并联总电阻为多少此时电源的输出功率、损耗功率分别为多少
13. 在如图甲所示的电路中，、均为定值电阻，，的阻值未知，是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压随总电流的变化图线如图乙所示，其中图线上的、两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的。求：
电源的电动势和内阻；
定值电阻的阻值；
滑动变阻器的最大阻值保留三位有效数字。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电源图象的应用，要注意根据公式进行分析图象的性质，同时掌握根据图象分析电阻与电源相连时的工作点的确定。
图象中图象与时纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示电源内阻；图象中的点的坐标表示电流及路端电压。在图中出中电阻的伏安特性曲线，则交点即表示工作点，由图可知，电阻的功率大小关系。
【解答】
A.图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，两图象的交点相同，故说明两电动势相同，故A错误；
B.由图可知，电流变化相同时，电路的纵坐标变化较大，故其路端电压变化较大，故B错误；
C.如图所示：
将同一电阻接入电源两端时，接时电流接大，则可知接时电阻功率较大，故C正确；
D.图象的斜率表示内电阻，则可知，电流相同时，电源的发热功率较大，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
由电源的路端电压与电流的关系图象可知，图象与纵轴的交点等于电源的电动势，其斜率大小等于电源的内阻；电阻的伏安特性曲线的斜率等于电阻；两图线的交点读出电流与电压，求出电源的输出功率和效率。
对于图线关键要根据物理规律，从数学角度来理解其物理意义；本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义。
【解答】
A.根据闭合电路欧姆定律得，当时，，由读出电源的电动势，内阻等于图线的斜率大小，则，电阻，故A正确；
B.两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时工作状态，由图读出电压，电流，则电源的输出功率为出，故B正确；
C.电源内阻消耗的功率为：，故C错误；
D.由图直接看出路端电压为交点处电压为，故D正确。
本题选不正确的，故选C。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电源的电动势的概念，明确电池用久后电阻会增大，并掌握不同的外电阻，输出电压不同．理解闭合电路的欧姆定律。
电源的电动势可通过电压表测量，即电源未接入电路时，电压表读数．电池使用较长时间，导致内电阻增大，而输出电压的高低是由与其串联的电阻决定，当电阻大于内阻，则输出电压较大；若电阻小于内阻，则输出电压较小。
【解答】
这两节干电池的电动势应该为，现在直接通过电压表示数很接近，可知，电动势几乎不变，故错误；
两节干电池已经用了较长时间，使用时小灯泡只能发出很微弱的光，除电动势降低之外，电池的内阻增大，故正确；
电子钟能正常工作是由于它的内阻比电池的内阻大得多，所以输出电压较高，从而能工作，其额定电压不一定低；故错误；
由于电子钟的电阻较大，所以正常工作的电流较小，故正确；
故B正确，ACD错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查测定电动势和内电阻实验的数据处理方法，要结合电路分析图线的意义，注意分析交点及截距等图象给出的隐含条件。
由图可知，测电源的路端电压，测量两端的电压；根据图象可知图线的斜率为电阻的阻值；根据图的截距和斜率的意义可得电源的电动势和内电阻；当滑动变阻器滑到最左端时，电路总电阻最小，根据闭合电路欧姆定律可得此时的最大电流。
【解答】
A.由图甲可知电压表测量的是路端电压，电压表测量的是定值电阻两端的电压，定值电阻的图线是正比图线．一定经过原点，故图线是根据电压表和电流表的数据描绘的图线，项错误；
B.根据图象可知图线的斜率为电阻的阻值，即，项正确；
C.根据图线可得电动势，内阻，项错误
D.当滑动变阻器滑到最左端时，电路总电阻最小，电流最大为，项错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键从数学的角度理解物理图象的物理意义。
根据闭合电路欧姆定律分析图线与纵轴交点的物理意义和图线斜率的物理意义。当外电阻为零时，电源被短路，由闭合电路欧姆定律求出短路电流。
【解答】
A、由闭合电路欧姆定律得，当时，，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势，故A正确；
B、电源的内阻等于图线的斜率大小，，故B错误；
C、外电阻时，短路电流为，故C错误；
D、将该电源与一阻值为的电阻串联，电路中电流为，路端电压为，故D错误。
6.【答案】
【解析】解：、空载时，变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比得出输出电压故A正确；
、当间接上负载时，负载与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，间的电压减小，输出电压，故B正确；
、间的负载越大，下部分并联的电阻越大，分担的电压越大，越接近故C正确，D错误。
题目要求选错误的，故选：。
空载时变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比得出输出电压当间接上负载时，负载与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，分担的电压减小，间的负载越大，下部分并联的电阻越大，分担的电压越大，越接近．
本题变阻器作为分压器使用，考查对分压器原理的理解能力，关键利用串并联的特点进行分析．
7.【答案】
【解析】解：、由电阻的伏安特性曲线求出、，故A正确；
B、根据闭合电路欧姆定律，则有：；及；
解得：电动势，内阻，故B错误；
C、当接时，电源的输出功率为，故C正确；
D、当接时，电源的输出功率为，故D正确。
本题选择错误的，故选：。
由电源的图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻．由电阻的图线求出电阻．再分别求出种情况下电源的输出功率进行选择．
考查闭合电路欧姆定律，掌握伏安特性曲线的含义，并知道电源的图线纵横截距读出电源的电动势，由斜率求出电源的内阻的方法．
8.【答案】
【解析】解：根据路端电压图线的纵截距表示电动势，两截距不相等，可知，故A错误；
B.根据路端电压图线的斜率绝对值表示内阻，可知电池的内阻为
电源的内阻为
则
：：
故B错误；
C.根据用电器两端电压随电流变化的图线，斜率绝对值表示内阻大小，可知
故C错误；
D.当电路中只将该用电器与电源相连，图线中用电器的图线与电源图线的交点即为用电器连接时的工作状态，则接电源
时，，，小灯泡消耗的功率
接电源时，，，小灯泡消耗的功率
所以该用电器分别接在电池和电池上时消耗的功率之比为：，故 D正确。
故选：。
由图像的截距分析电动势，由斜率分析内阻，由交点分析工作情况。
本题考查恒定电流，学生需熟练掌握图像的截距、斜率及交点的物理意义，综合解答。
9.【答案】
【解析】解：由闭合电路欧姆定律可知，则由图读出电动势，
灯泡与电源连接时，工作电压为：，，
故灯泡的电功率为：；
则电源内阻的功率为：；
电源的总功率：；
电源的效率：；故C正确，ABD错误。
故选：。
电源的外特性曲线与灯泡伏安特性曲线的交点就是灯泡与电源连接时的工作状态，由图可读出工作电压和电流及电源的电动势，从而可算出电源的输出功率、总功率、内阻消耗的功率以及电源的效率．
解决这类问题的关键在于从数学角度理解图象的物理意义，抓住图象的斜率、面积、截距、交点等方面进行分析，更加全面地读出图象的物理内涵．
10.【答案】
【解析】解：、由图可知，电源的电动势为，故A正确；
B、电阻的内阻；故B错误；
C、电流为时，路端电压为，则由欧姆定律可知；故C错误；
D、图象与横坐标的交点为电压为时的电流，不是短路电流；故D错误；
故选：。
电源的路端电压与电流的关系图象中应明确：图象与纵坐的交点为电源的电动势；但与横坐标的交点可能不是短路电流，要根据对应的纵坐标进行分析；图象的斜率表示电源的内阻．
对于电源的图象要注意认真观察其坐标的设置，本题中由于纵坐标不是从零开始的，故图象与横坐标的交点不是短路电流．
11.【答案】解：根据闭合电路的欧姆定律得到流过小灯泡的电流；
小灯泡两端的电压为路端电压故。
【解析】考查电路的基本应用，理解闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的内容，掌握路端电压的含义。
应用闭合电路的欧姆定律得到流过小灯泡的电流；
小灯泡两端的电压为路端电压。
12.【答案】解：闭合电路中路端电压为
。
可见，当负载电阻趋向于无穷大时，趋向于，路端电压趋向于电源电动势
当时，路端电压。
根据上述结论，分析图乙可知电源电动势，。
当时，由得：
此时，
输出

【解析】本题考查了闭合电路欧姆定律，利用图像获取的信息结合电路解题，较难。
当外电阻无穷大时，路端电压等于电动势，由图象可知电源的电动势；当时，路端电压，可求得电源的内阻；
已知电路中的总电流，以及求出的电源的电动势和内阻，根据闭合电路欧姆定律可以外电路的总电阻；根据，，然后根据求解输出功率。
13.【答案】解：由闭合电路欧姆定律得
将图中、两点的电压与电流代入得：，
解得：，；
当的滑片滑到最右端时，、被短路，此时外电阻为，且对应于图线上的点，故由点的、值可求得的阻值为：；
的滑片置于最左端时，接入电路的阻值最大，设此时外电路的总电阻为，由图象中的点坐标求出：
又
代入数值解得滑动变阻器的最大阻值为。
【解析】由闭合电路欧姆定律列出路端电压与电流的表达式，将、两点坐标代入即可求出电源的电动势和内阻；
当滑片滑到最右端时，、被短路，外电路的电阻最小，电流最大，读出电流和电压，由欧姆定律求出的阻值；
滑动变阻器阻值最大时，外电阻最大，电流最小，由图读出电压和电流，由欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
分析电路结构及闭合电路欧姆定律的正确应用是求解的关键。
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