2024教科版高中物理必修第三册同步练习（有解析）--专题强化练6　电阻的U-I图线与电源的U-I图线

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2024教科版高中物理必修第三册同步
第二章　电路及其应用
专题强化练6　电阻的U-I图线与电源的U-I图线
1.(2022山东青岛第十九中学月考)如图所示为某一电源的U-I图线,由图可知(　　)
A.电源电动势为2 V
B.电源内电阻为 Ω
C.电源短路时电流为6 A
D.路端电压为1 V时,电路中电流为5 A
2.(2022山东济南期中)在如图所示的U-I图像中,线段Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,线段Ⅱ为某一电阻R的U-I图线。用该电源与电阻R连接成闭合电路,由图像可知 (　　)
A.R的阻值为1.5 Ω
B.电源电动势为3.0 V
C.电源的内阻为1.0 Ω
D.电阻R消耗的功率为1.5 W
3.(2022四川成都检测)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=5 V
B.电阻两端的电压为U=3 V
C.通过电阻的电流为I=0.4 A
D.电池的内阻为3 Ω
4.(2021四川攀枝花检测)如图甲所示电路,在闭合开关S,滑动变阻器的滑片从一端滑动到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两线段所示,不考虑电表对电路的影响。
甲　乙
(1)定值电阻R0及变阻器的总电阻分别为多少
(2)试求出电源的电动势和内电阻。
答案与分层梯度式解析
专题强化练6　电阻的U-I图线与电源
的U-I图线
1.AD 2.ABD 3.B
1.AD　在电源的U-I图像中,纵轴截距表示电源电动势,横轴截距表示短路电流,图线斜率的绝对值表示电源的内电阻,故电源电动势为2 V,短路电流大于6 A,电源内阻r= Ω=0.2 Ω,故A正确,B、C错误;当路端电压为1 V时,内电阻分得的电压U内=E-U外=2 V-1 V=1 V,则电路中的电流I= A=5 A,D正确。
2.ABD　
解题导引　解此题的关键是正确把握以下信息
由题图两图线的交点知,R==1.5 Ω,故A正确;线段Ⅰ在纵轴上的截距表示电源电动势,即E=3.0 V,斜率的绝对值表示电源内阻,即r==1.5 Ω,故B正确,C错误;电阻R消耗的功率P=UI=1.5 W,D正确。
3.B　电源的U-I图线的纵轴截距表示电源的电动势,为E=4 V,A错误;根据两图线交点处的状态可知,电阻两端的电压为U=3 V,电流为I=0.2 A,B正确,C错误;电池的内阻为r==5 Ω,D错误。
易错分析　解答本题时易犯的错误是求解电池的内阻时,由于思维定势,利用图线切线的斜率求解,得出错解r= Ω=12.5 Ω。本题中电池的内阻是变化的,应利用闭合电路的欧姆定律求解。
4.答案　(1)3 Ω　12 Ω　(2)8 V　1 Ω
解析　(1)电压表V1测路端电压,由U=E-Ir可知其示数随电流的增大而减小,故电压表V1示数的变化图像应为BC;由U2=IR0可知电压表V2的示数随电流表示数的变化图像为线段AC。
定值电阻R0= Ω=3 Ω
当I=0.5 A时R外= Ω=15 Ω
变阻器的总电阻R=R外-R0=12 Ω
(2)根据闭合电路欧姆定律可得
E=7.5 V+0.5r、E=6 V+2r,解得E=8 V,r=1 Ω
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