课时跟踪检测（十七）闭合电路的欧姆定律

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课时跟踪检测（十七）闭合电路的欧姆定律
A级——学考达标
1．(多选)对于电动势的定义式E＝的理解，下列说法正确的是(　 )
A．E与W成正比
B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关
D．W表示非静电力做的功
解析：选CD　电动势的定义式E＝中，E与W、q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，W为非静电力做的功，故A、B错误，C、D正确。
2．(多选)下列关于电动势的说法正确的是(　 )
A．电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别
B．电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，故三者本质上一样
C．电动势公式E＝中的W与电压U＝中的W不是同种性质力所做的功
D．电动势为电源正、负两极之间的电压
解析：选AC　电动势和电压的意义不同，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，而电压反映把电能转化为其他形式的能的本领，故A正确；电动势的单位与电势、电势差的单位都是伏特，但三者本质上不一样，电动势反映的是电源内部非静电力做功的能力，故B错误；电动势公式E＝中的W与电压U＝中的W不同，前者是非静电力做的功，后者是静电力做的功，二者不是同种性质力所做的功，故C正确；电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压，但不能说电动势是电压，故D错误。
3．闭合电路的欧姆定律的公式是(　 )
A．I＝ B．I＝
C．U＝IR D．E＝U
解析：选B　由闭合电路的欧姆定律可得I＝，故选B；由部分电路欧姆定律可得I＝，U＝IR，A、C错误；外电路断路时才满足E＝U，D错误。
4.用两节干电池串联后接在额定电压为3 V 的小灯泡两端，小灯泡正常发光。现将一节如图所示的方块电池接在该小灯泡两端，闭合开关后发现小灯泡亮度变暗，产生这一现象的主要原因是(　 )
A．方块电池的电动势过低
B．导线分担了大部分电压
C．小灯泡的电阻太大
D．方块电池的内阻太大
解析：选D　由题图可知方块电池电动势为3 V，小灯泡接在电池两端，其电压为电池路端电压，小灯泡变暗，说明其两端电压太小，根据闭合电路的欧姆定律可知U＝E－Ir＝，电动势和灯泡电阻R一定，U太小可能是因为方块电池的内阻太大，故A、B、C错误，D正确。
5.如图所示的电路中，电阻R＝2 Ω。断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为(　 )
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
解析：选A　当断开S后，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S后，有U＝IR，由闭合电路的欧姆定律可知，I＝，联立解得r＝1 Ω，A正确，B、C、D错误。
6．(2023·四川成都期末)(多选)某课外活动小组将锌片和铜片插入一个西红柿中，用电压表测量到铜片与锌片间电压为0.30 V，然后又将这样的西红柿电池10个串联成电池组(n个相同电池串联时，总电动势为nE，内电阻为nr)，与一个额定电压为1.5 V、额定功率为1 W的小灯泡相连接，小灯泡不发光，量得小灯泡两端的电压为0.3 V，对此现象的说法正确的是(　 )
A．西红柿电池组的电动势大于小灯泡的额定电压，小灯泡已烧毁
B．小灯泡的实际功率小于0.04 W，太小了
C．西红柿电池组输出的电功率太小
D．西红柿电池组的内阻太大
解析：选CD　由题可知，小灯泡两端的电压为0.3 V，小于灯泡的额定电压1.5 V，灯泡不可能烧毁，故A错误；小灯泡正常发光时其电阻为R＝＝ Ω＝2.25 Ω，若小灯泡两端电压为0.3 V时，其电阻R′≤2.25 Ω，此时小灯泡的实际功率P′＝≥0.04 W，故B错误；灯泡不发光，流过灯泡的电流远小于灯泡的额定电流，10个西红柿电池串联成电池组电动势约为3 V，内阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，由于电池组的内阻远大于小灯泡的电阻，灯泡分担的电压太小，则输出功率太小，故C、D正确。
7.如图所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω。当开关S闭合后，理想电压表的读数为1 V；当开关S断开后，理想电压表的读数为0.8 V，则电源的电动势等于(　 )
A．1 V B．1.2 V
C．2 V D．4 V
解析：选C　当S闭合时，I＝＝ A＝1 A，故有E＝I(1.5 Ω＋r)；当S断开时，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(2 Ω＋r)，解得E＝2 V，C正确。
8.如图所示的电路中，已知电源电动势为E，内阻为r。闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片的位置，可以改变外电路的电阻，电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表，以下四幅图中能正确反映P－I、P－U关系的是(　 )
解析：选C　电源的总功率表示为P＝IE，可知P－I图像是过原点的倾斜直线，A、B错误；电源的总功率为P＝IE＝E＝－U，可知P－U图像是斜向下的倾斜直线，C正确，D错误。
9．(选自鲁科版教材课后练习)如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好，并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连，另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k＝1 300 N/m，电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长l0＝0.5 m，电压传感器的示数U1＝3.0 V。若不计摩擦和迎风板的电阻，求：
(1)金属杆单位长度的电阻R0；
(2)当电压传感器的示数为U2＝2.0 V时，作用在迎风板上的风力F。
解析：(1)电阻R与金属细杆串联连接
由E＝I(R0l0＋R＋r)，U1＝IR0l0
解得R0＝1 Ω。
(2)设此时弹簧长度为l
E＝I2(R0l＋R＋r)，U2＝I2R0l
F＝k(l0－l)
可解得：F＝260 N，方向垂直于迎风板向里。
答案：(1)1 Ω　(2)260 N，方向垂直于迎风板向里
B级——选考进阶
10.(多选)在如图所示的电路中，电源的电动势为3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时，理想电压表的读数为3 V，假如小灯泡电阻阻值不变，下列说法正确的是(　 )
A．电源的内电阻为4 Ω
B．小灯泡的电阻为2 Ω
C．当开关S接到位置2时，小灯泡不能正常发光
D．当开关S接到位置2时，小灯泡两端的电压为3 V
解析：选BC　灯泡的额定电流IL＝＝ A＝1.5 A，电阻RL＝＝ Ω＝2 Ω；当开关接1时，通过电阻R的电流I＝＝ A＝0.1 A，根据闭合电路的欧姆定律知E＝U＋Ir，代入数据得r＝2 Ω，故A错误，B正确；当开关接2时，通过灯泡的电流IL′＝＝ A＝0.8 A，小于灯泡的额定电流，实际功率小于其额定功率，则灯泡L不能正常发光，此时灯泡两端的电压为UL′＝IL′RL＝0.8×2 V＝1.6 V，故C正确，D错误。
11．(2023·湖南常德期末)在如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，曲线Ⅱ为某一小灯泡L的伏安特性曲线，曲线Ⅱ与直线Ⅰ的交点坐标为(1.5,0.75)，该点的切线与横轴的交点坐标为(1.0,0)，用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路，由图像可知(　 )
A．电源电动势为2.0 V
B．电源内阻为0.5 Ω
C．小灯泡L接入电源时的电阻为1.5 Ω
D．小灯泡L实际消耗的电功率为1.125 W
解析：选D　根据题意，由闭合电路的欧姆定律有U＝E－Ir，代入题中数据有0.75＝E－1.5r,0＝E－2.0r，解得E＝3.0 V，r＝1.5 Ω，故A、B错误；根据题意可知，当用该电源直接与小灯泡L连接成闭合电路时，灯泡L两端的电压为0.75 V，流过灯泡的电流为1.5 A，由欧姆定律可得，小灯泡L接入电源时的电阻为RL＝＝0.5 Ω，小灯泡L实际消耗的电功率为P＝UI＝1.125 W，故C错误，D正确。
12．如图所示，电动机M的线圈电阻r1＝0.4 Ω，定值电阻R＝24 Ω，电源电动势E＝40 V，断开开关S，理想电流表的示数I1＝1.6 A；闭合开关S，理想电流表的示数为I2＝4.0 A，求：
(1)电源内阻r；
(2)闭合开关S后，通过电阻R的电流IR；
(3)闭合开关S后，电动机输入功率PM和输出功率P出。
解析：(1)电源电动势为E＝40 V，当S断开时，理想电流表的示数I1＝1.6 A，
根据闭合电路的欧姆定律可知I1＝
解得电源内阻r＝1 Ω。
(2)开关S闭合时，理想电流表的示数I2＝4.0 A，
则电源内电压为U内＝I2r＝4×1 V＝4 V
路端电压为U＝E－U内＝36 V
通过电阻R的电流为IR＝＝ A＝1.5 A。
(3)通过电动机的电流IM＝I2－IR＝2.5 A
电动机两端的电压U＝36 V，
电动机的输入功率PM＝UIM＝90 W
电动机的输出功率P出＝PM－IM2r1＝87.5 W。
答案：(1)1 Ω　(2)1.5 A　(3)90 W　87.5 W
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