2016-2017学年高中物理鲁科版选修3-1学业分层测评：15闭合电路欧姆定律

学业分层测评(十五)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列关于电动势的说法中正确的是 (　　)
A．发电机作为电源时，没有电动势只有电压
B．电源电动势的大小等于非静电力在电源内部把正电荷从负极送到正极所做的功的大小
C．电动势是矢量
D．电动势的大小不随外电路的改变而改变
【解析】　发电机作为电源时，同样具有电动势，A错误；根据电动势的定义，电源电动势的大小等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极送到正极所做的功的大小，B错误；电动势虽然有方向，但它是标量，C错误；电动势取决于电源本身的性质，其大小不随外电路的改变而改变，D正确．
【答案】　D
2．在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是(　　)
A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大
B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小
C．如内电压减小，则外电压不变，电源电动势随内电压减小
D．如外电压增大，则内电压减小，电源电动势始终为二者之和，保持不变
【解析】　在闭合电路中，电源电动势和内电压、外电压的关系为：E＝U外＋U内，E由其自身性质决定，一般不变，所以U外增大，U内减小；U外减小，U内增大．二者之和始终不变．21cnjy.com
【答案】　D
3．如图4-1-10所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为E和r，当闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片时，下列说法正确的是(　　)
图4-1-10
A．电流表的示数变大，电压表的示数变大
B．电流表的示数变大，电压表的示数变小
C．电流表的示数变小，电压表的示数变小
D．电流表的示数变小，电压表的示数变大
【解析】　向左移动滑动变阻器的滑动触头，R增大，由I＝，U＝知，电压表示数变大，电流表示数变小，D选项正确．2·1·c·n·j·y
【答案】　D
4．如图4-1-11所示电路中，定值电阻R2＝r(r为电源内阻)，滑动变阻器的最大阻值为R1，且R1?R2＋r，在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中，以下说法正确的是(　　)21·世纪*教育网
图4-1-11
A．电源的输出功率变小
B．R2消耗的功率先变大后变小
C．滑动变阻器消耗的功率先变大后变小
D．以上说法都不对
【解析】　滑片向右移动，滑动变阻器接入电路部分电阻变小，电路中的电流变大，通过电源的电流和通过电阻R2的电流都变大，这两个电阻是定值电阻，消耗的功率变大，在滑动的过程中内阻始终小于外电阻，所以电源的输出功率一直增大．考虑滑动变阻器上的功率消耗时，可以把R2看成电源内阻的一部分．当滑动变阻器的阻值等于2r时，消耗的功率最大．故选C.21*cnjy*com
【答案】　C
5．(多选)如图4-1-12所示的是两个闭合电路中两个电源的U-I图象，下列说法中正确的是(　　)
图4-1-12
A．电动势E1＝E2，内阻r1＜r2
B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2
D．当两电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大
【解析】　电源的电动势和内阻的判定可以通过U-I图象来完成，由图象可知，E1＝E2，两电源的短路电流I1＞I2(图象的横截距)，故内阻r＝E/I，r1＜r2，选项A、C正确，因图象1的斜率的绝对值小于图象2的斜率的绝对值，由图象可以得到ΔU＝kΔI，可知ΔU2＞ΔU1，选项D正确．【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】　ACD
6．如图4-1-13所示，I是电源的路端电压随电流变化的图线，Ⅱ是某电阻的伏安特性曲线，当该电源向该电阻供电时，电阻上消耗的功率和电源的效率分别是(　　)【出处：21教育名师】
图4-1-13
A．4 W和33% B．2 W和67%
C．2 W和33% D．4 W和67%
【解析】　将R连入电路后，路端电压U＝2 V，电流I＝2 A，所以PR＝UI＝2×2 W＝4 W，η＝＝＝＝67%，故D对．www-2-1-cnjy-com
【答案】　D
7．如图4-1-14所示，电源的内阻r为2 Ω，R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，当S连接1时，电流表的示数为0.2 A，则将S切换到2时，电流表的示数变为(　　)
图4-1-14
A．0.18 A　 B．0.20 A
C．0.24 A D．0.26 A
【解析】　根据闭合电路欧姆定律
S连1时　I1＝
S连2时　I2＝
两式联立得I2＝0.24 A.
【答案】　C
8．如图4-1-15所示，电动势为2 V的电源跟一个阻值R＝9 Ω的电阻连接成闭合电路，测得电源两端电压为1.8 V，求电源的内阻．21·cn·jy·com
图4-1-15
【解析】　通过电阻R的电流为
I＝＝ A＝0.2 A
由闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，
得电源内阻r＝＝ Ω＝1 Ω.
【答案】　1 Ω
[能力提升]
9．如图4-1-16所示，当开关S闭合时，电流表和电压表的读数变化为(　　)
图4-1-16
A.的读数减小， 的读数增大
B.的读数增大，的读数减小
C.、的读数均减小
D.、的读数均增大
【解析】　S闭合后，R总减小，根据I总＝知I总增大，又U＝E－I总r，所以U减小，即读数减小，而UR1＝I总R1，UR1增大，而UR3＝U－UR1，UR3减小，由I＝知I减小，即读数减小，所以C项正确．21教育网
【答案】　C
10．如图4-1-17所示电路，闭合开关S，两个灯泡都不亮，电流表指针几乎不动，而电压表指针有明显偏转，该电路的故障可能是(　　)www.21-cn-jy.com
图4-1-17
A．电流表坏了或未接好
B．从点a经过灯L1到点b的电路中有断路
C．灯L2的灯丝断了或灯座未接通
D．电流表和灯L1、L2都坏了
【解析】　由于闭合开关，两灯不亮，电流表没有示数，可以断定电路中某处断路，由于电压表有示数，则经开关、电流表、电压表、L2线路没有断路，故应是a经L1到点b间有断路，故B正确．【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】　B
11．人造地球卫星常常利用太阳能电池作电源，太阳能电池由许多片电池板组成．设某太阳能电池板的内电阻为r＝20 Ω，它不接外电路时两极间的电压为8×10－4 V.2-1-c-n-j-y
(1)该太阳能电池板的电动势为多大？
(2)该太阳能电池板的短路电流为多大？
(3)若在该太阳能电池板的两极间连接一只定值电阻R，R＝5 Ω，则电阻R两端的电压为多大？
【解析】　(1)电池板的电动势E等于不接外电路时两极间的电压U，即E＝8×10－4 V
(2)外电路短路时，R＝0，I短＝＝4×10－5 A
(3)由I＝及UR＝IR得UR＝＝1.6×10－4 V.
【答案】　(1)8×10－4 V　(2)4×10－5 A　(3)1.6×10－4 V
12．电路图如图4-1-18甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R0＝3 Ω.
甲　　　　乙
图4-1-18
(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大，最大值为多少？
(2)当R为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？
【解析】　(1)由题图乙可知电源的电动势和内阻为：E＝20 V，r＝7.5 Ω.
由题图甲分析知道，当R＝0时，R0消耗的功率最大，
最大值为P＝2R0＝2×3 W＝10.9 W.
(2)当r＝R＋R0，即R＝4.5 Ω时，电源的输出功率最大，最大值为P′＝2(R0＋R)＝2×(3＋4.5) W＝13.3 W.21世纪教育网版权所有
【答案】　(1)0　10.9 W　(2)4.5 Ω　13.3 W