2018年高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第1节闭合电路欧姆定律随堂演练巩固提升鲁科版选修3_1

第1节 闭合电路欧姆定律
[随堂检测]
1.电源电动势为E，内阻为r，向可变电阻R供电.关于路端电压，下列说法中正确的是(　　)
A．因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B．因为U＝IR，所以路端电压U与R成正比
C．因为U＝IR，所以当I增大时，路端电压U也增大
D．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压U减小
解析：选D．电源电动势不变，路端电压随外电阻的增大而增大，随外电阻的减小而减小，故A错误；路端电压不能根据U＝IR来判断，而应由U＝判断，显然U与R不成正比，故B错误；当I增大时，说明R减小，故不能根据U＝IR判断路端电压的变化，而应由U＝E－Ir分析，E、r不变，I增大，U减小，故C错误、D正确.
2.(2018·济南高二质检)电动势为2 V的电池在电路上输出1 A的电流，可以断定(　　)
A．内、外电阻相差2 Ω　　 B．外电阻是2 Ω
C．内电阻是2 Ω D．内、外电阻之和是2 Ω
解析：选D．由闭合电路欧姆定律I＝可知D正确.
3.(2018·甘肃兰州一中高二期末)一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为(　　)
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω
C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
解析：选B．外电路断开时的路端电压等于电源电动势，E＝3 V；根据欧姆定律，电路中电流I＝＝0.3 A；根据闭合电路的欧姆定律E＝U＋Ir，解得电源内阻r＝＝2 Ω，故A、C、D错误，B正确.
4.(2018·四川双流中学检测)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下面结论正确的是(　　)
A．电源的电动势为1.0 V
B．电源的内阻为2.0 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电源的内阻为12.0 Ω
解析：选B．由闭合电路欧姆定律U＝E－Ir得，当I＝0时，U＝E，即图线与纵轴交点表示断路状态，电动势E＝6.0 V，故 A错误；电源的内阻等于图线斜率的绝对值大小，r＝＝ Ω＝2.0 Ω，故B正确，D错误；外电阻R＝0时，短路电流为I＝＝ A＝3.0 A，故C错误.
5.(多选)如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是(　　)
A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电池的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
解析：选ABC．由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C正确；此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B正确；流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A正确、选项D错误.
[课时作业]
一、单项选择题
1.对于电动势的定义式E＝的理解，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
解析：选C．电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与W、q无关.
2.关于电源电动势，下列说法中正确的是(　　)
A．同一电源接入不同的电路电动势会发生改变
B．电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压
C．电源电动势表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，与是否接外电路无关
D．电源电动势与电势差是一回事
解析：选C．电动势由电源本身的性质决定，A错，C对.电动势和电压是两个不同的物理量，断路时，电源两端的电压在数值上等于电动势，故B、D错.
3.一个电源分别接上8 Ω和2 Ω的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为(　　)
A．1 Ω B．2 Ω
C．4 Ω D．8 Ω
解析：选C．由P＝I2R得：P1＝×8，P2＝×2.又P1＝P2，所以r＝4 Ω.
4.将电阻R1和R2分别单独与同一电源相连，在相同的时间内，两电阻发出的热量相同，则电源内阻应为(　　)
A． B．
C．  D．
解析：选C．由题意知R1t＝R2t，整理得r＝，选项C正确.
5.(2018·惠州高二测试)如图所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A．5∶3 B．3∶5
C．2∶3 D．3∶2
解析：选D．S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E＝3 V.S闭合时，U外＝1.8 V，所以U内＝E－U外＝1.2 V.因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2.
6.(2018·河南南阳一中高二月考)硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点.如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的U－I图象.在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为(　　)
A．5.5 Ω B．7.0 Ω
C．12.0 Ω D．12.5 Ω
解析：选A．由欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为：E＝3.6 V.根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为U＝2.5 V，电流为I＝0.2 A，则硅光电池的内阻为：r＝＝5.5 Ω，故 A正确.
二、多项选择题
7.(2018·河北冀州中学高二月考)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的图象，则下列说法中正确的是(　　)
A．电动势E1＝E2，发生短路时的电流I1＞I2
B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2
C．电动势E1＝E2，内阻r1＜r2
D．当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：选ACD．图象的纵截距表示电流为零的情况下外电路电压，即断路情况，此时外电压大小等于电源电动势，两者的纵截距相同，表示电源电动势相同，所以E1＝E2，图象的横截距表示外电路电压为零时，电路的电流，即短路电流，所以短路电流I1＞I2，图象斜率的绝对值表示电源内阻，所以r1＜r2，故A、C正确，B错误；根据U＝E－Ir可知，|ΔU|＝r|ΔI|，内阻r1＜r2，故当电源的工作电流变化相同时，电源2的路端电压变化较大，D正确.
8.如图所示，电源内阻为r，此电源为线圈电阻是R的直流电动机供电，当电动机正常工作时，电源两端的电压是U，通过电动机的电流是I，则以下判断正确的是(　　)
A．电源的电动势为I(R＋r)
B．电源的输出功率为UI
C．电动机内部发热功率为I2R
D．电动机的机械功率为UI－I2R
解析：选BCD．此电路是非纯电阻电路，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，其中U＞IR，故A错误；电源的输出功率为P＝UI，故B正确；电动机内部发热功率P热＝I2R，故C正确；电动机的机械功率为P－P热＝UI－I2R，故D正确.
9.如图所示，图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是(　　)
A．电源的电动势为50 V
B．电源的内阻为 Ω
C．电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 Ω
D．输出功率为120 W时，输出电压是30 V
解析：选ACD．电源的路端电压和电流的关系为：U＝E－Ir，显然直线①的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E＝50 V，r＝ Ω＝5 Ω，A正确，B错误；当电流为I1＝2.5 A时，由回路中电流I1＝，解得外电路的电阻R外＝15 Ω，C正确；当输出功率为120 W时，由题图中P－I关系图线看出对应干路电流为4 A，再从U－I图线读取对应的输出电压为30 V，D正确.
10.如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则(　　)
A．电源内阻r＝－R
B．电源内阻r＝－－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
解析：选BC．电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋，又由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir，解得：r＝－－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以选项B、C正确.
三、非选择题
11.在如图甲所示的电路中，A、B为定值电阻，C为滑动变阻器.现用描点法绘出当滑动变阻器的滑动触头从最左端滑到最右端的过程中，电源的输出电压与输出电流的关系图线，如图乙中线MN，且M、N两点为滑动触头在最左或最右端时所对应的点.已知定值电阻A的阻值为RA＝100 Ω，电源有一定的内阻.求：
(1)电源的内阻以及定值电阻B的阻值RB；
(2)滑动变阻器C的最大电阻值.
解析：(1)由题图乙可知，电源的电动势为E＝20 V，内阻r＝＝20 Ω
当P滑到C的右端时，A被短路，电路参数对应题图乙中的N点，即
UB＝4 V，IB＝0.8 A，
得RB＝＝5 Ω.
(2)当P滑到C的左端时，由题图乙知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A
所以R外＝＝80 Ω
因为R外＝＋RB
所以RC＝300 Ω.
答案：(1)20 Ω　5 Ω　(2)300 Ω
12.(2018·江苏泰州中学月考)如图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝30 Ω，S闭合时，电压表 V的示数为11.4 V，电流表 A的示数为0.2 A；S断开时，电流表 A的示数为0.3 A(各表均为理想电表)，求：
(1)R3的电阻值；
(2)电源的电动势E和内阻r.
解析：(1)根据欧姆定律得：
电阻R2两端的电压U2＝I2R2＝0.2×30 V＝6 V
则R1两端的电压U1＝U－U2＝(11.4－6) V＝5.4 V
根据欧姆定律得：I1＝＝ A＝0.6 A
根据串并联电路电流关系得：
I3＝I1－I2＝(0.6－0.2) A＝0.4 A
根据欧姆定律得：R3＝＝ Ω＝15 Ω.
(2)根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir
所以E＝11.4＋0.6r①
E＝0.3×(9＋30)＋0.3r②
代入数值得E＝12 V，r＝1 Ω.
答案：(1)15 Ω　(2)12 V　1 Ω