2.4 电源电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 Word版含解析

闭合电路的欧姆定律

1.
如图所示，已知电源内电阻r为2 Ω，定值电阻R0为3 Ω，滑动变阻器阻值范围为0～10 Ω。当使滑动变阻器R阻值为R1时，在R1上获得最大功率，则R1的阻值应为(　　)
A．2 Ω　　　　　　　　　 B．3 Ω
C．4 Ω D．5 Ω
解析：　R0为定值电阻，把它等效为电源内阻，当R1＝R0＋r时，R1上获得最大功率，故选项D正确。
答案：　D
2.
(多选)(2018·佛山质检)在如图所示的电路中，开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是(　　)
A．滑动变阻器R的阻值变小
B．灯光L变暗
C．电源消耗的功率增大
D．电容器C的电荷量增大
解析：　滑动变阻器的滑片向右移动时，其电阻R增大，流过R的电流减小，灯泡L变暗，故A错误，B正确；由P总＝EI知电源消耗的功率减小，C错误；电容器C上电压为路端电压，由U路＝E－Ir知路端电压增大，即电容器C上的电荷量增大，D正确。
答案：　BD
3.
(多选)如图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(　　)
A．电动势E1＝E2，内阻r1B．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求解可以通过U -I图线来完成。由图线可知，E1＝E2，两电源的短路电流I1>I2(图线的横截距)，内阻r＝，故r1|ΔU1|，选项D正确。
答案：　ACD
4.
(多选)按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，L1、L2两灯泡都能发光。在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是(　　)
A．L1变暗 B．L1变亮
C．L2变暗 D．L2变亮
解析：　滑动变阻器的滑动头向左移动时，电路中的总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律I＝知，干路电流增大，则L2变亮；又因为路端电压减小，L2两端的电压增加，则并联电路两端的电压减小，那么L1两端的电压减小，L1变暗。
答案：　AD
5．(2018·沈阳质检)如图所示，R1＝R2＝R3＝R4＝R，开关S闭合时，间距为d的平行板电容器C的正中间有一质量为m、电荷量为q的小球恰好处于静止状态；则开关S断开时，小球的运动情况为(　　)
A．不动 B．向上运动
C．向下运动 D．不能确定
解析：　开关S断开，电路的总电阻变大，干路电流减小，R4两端电压减小，则电容器两端的电压也减小，匀强电场的场强减小，小球受到的电场力减小，所以小球所受合力向下，C正确。
答案：　C
6．(多选)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是(　　)
A．R1＝R2 B．R1>R2
C．U1解析：　电流从导体的横截面流过，由电阻定律R＝ρ＝ρ＝，可见电阻与边长a无关，A正确；因外电阻相同，故路端电压相等，D正确。
答案：　AD
7．已知如图所示的电路中有一处发生了断路，现用多用电表的电压挡对电路进行故障检查，当两表笔接a、d和a、b时电表显示的示数均为5 V，接c、d和b、c时均无示数，则发生断路的是(　　)
A．L B．R
C．R′ D．S
解析：　由题意可知，测得Uad＝5.0 V，测量的是电源，测得Ucd＝0 V，Ubc＝0 V，说明在b→R′→c→L→d之外有断路现象；测得Uab＝5.0 V，说明a、b之间有断路之处，所以断路是在电阻R上，故选B。
答案：　B
8．(2018·临沂模拟)在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变阻器。当R2的滑动触头在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触头向b端移动，则三个电表示数的变化情况是(　　)
A．I1增大，I2不变，U增大
B．I1减小，I2增大，U减小
C．I1增大，I2减小，U增大
D．I1减小，I2不变，U减小
解析：　当R2的滑动触头由a滑向b时，R2阻值减小，电路总电阻减小，则总电流I增大；根据闭合电路欧姆定律知路端电压U＝E－Ir，所以电压表示数U减小；R1两端电压U1＝U－U3，而U3＝IR3，U3增大，所以U1减小，则I1减小，而I＝I1＋I2，所以I2增大，B正确。
答案：　B
9.
在如图所示的电路中，R1＝11 Ω，r＝1 Ω，R2＝R3＝6 Ω，当开关S闭合且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q1；当开关S断开且电路稳定时，电容器C带电荷量为Q2，则(　　)
A．Q1∶Q2＝1∶3 B．Q1∶Q2＝3∶1
C．Q1∶Q2＝1∶5 D．Q1∶Q2＝5∶1
解析：　当开关S闭合时，电容器两端电压等于R2两端的电压，U2＝＝，Q1＝C；当开关S断开时，电容器两端电压等于电源电动势，U＝E，Q2＝EC，所以Q1∶Q2＝1∶3，选项A正确。
答案：　A
10.
(2018·西安一中期末)如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(　　)
A．R3断路
B．R2断路
C．R1短路
D．R1、R2同时短路
解析：　由电路图可知，通过灯泡A的电流等于通过灯泡B的电流与通过R2的电流之和。灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，说明通过灯泡B的电流变大，而通过灯泡A的电流变小，结合电路分析可知R2断路，所以B正确。R3断路或R1短路都会使两灯泡都比原来变亮；R1、R2同时短路会使灯泡A比原来变亮，灯泡B熄灭。
答案：　B
◎ 能力提升练
11.
(多选)如图电路中，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，电容器的电容为C。闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI，则(　　)
A．变化过程中ΔU和ΔI的比值保持不变
B．电压表示数U和电流表示数I的比值不变
C．电阻R0两端电压减小，减小量为ΔU
D．电容器的带电荷量增大，增加量为CΔU
解析：　根据闭合电路欧姆定律，U＝E－I(r＋R0)，闭合开关S，增大可变电阻R的阻值，电流表的示数减小，电压表的示数增大，ΔU＝ΔI(R0＋r)，可见，变化过程中ΔU和ΔI的比值等于定值电阻R0与电源内阻r之和，保持不变，选项A正确；电压表的示数U和电流表的示数I的比值等于可变电阻R的阻值，应该是逐渐增大。选项B错误；电阻R0两端电压减小，电源内阻的电压损失也减小，它们的减小量之和等于ΔU，所以电阻R0两端电压的减小量小于ΔU，选项C错误；可变电阻R两端的电压增大，电容器的带电荷量增大，增加量为CΔU，选项D正确。
答案：　AD
12．如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，平行板电容器的两块金属板正对水平放置，B为两极板间一固定点，R为光敏电阻(光照越强电阻越小)。图中滑动变阻器R1的滑片P在a端时，闭合开关K，稳定后电流表和电压表的示数分别为I和U，以下说法正确的是(　　)
A．若此时仅将R1的滑动触头P向b端移动，则平行板电容器所带的电荷量将减小
B．若此时仅将电容器上极板上移，则图中B点电势将降低
C．若此时仅用更强的光照射R，则I增大，U增大，电容器所带的电荷量增大
D．若此时仅用更强的光照射R，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值之比减小
解析：　滑动变阻器处于含电容器的支路中，相当于导线，所以移动滑动变阻器的滑片，I不变，U不变，电容器所带的电荷量不变，选项A错误；若此时仅将电容器上极板上移，极板间距离变大，电容器两端电压不变，两极板间的电场强度变小，所以B点到下极板的电势差减小，而下极板电势不变，所以B点电势将降低，选项B正确；用更强的光线照射R，R的阻值变小，总电阻减小，电流增大，内电压增大，外电压减小，即U减小，根据Q＝UC可知，Q减小，所以U的变化量的绝对值等于内电压的增加量，＝r不变，选项C、D错误。
答案：　B
13．(多选)如图所示，电源电动势E＝3 V，小灯泡L标有“2 V　0.4 W”，开关S接1，当滑动变阻器调到R＝4 Ω时，小灯泡L正常发光，现将开关S接2，小灯泡L和电动机M均正常工作。则(　　)
A．电源内阻为1 Ω
B．电动机的内阻为4 Ω
C．电动机正常工作电压为1 V
D．电源效率约为93.3%
解析：　小灯泡正常工作时的电阻RL＝＝10 Ω，流过小灯泡的电流I＝＝0.2 A，当开关S接1时，R总＝＝15 Ω，电源内阻r＝R总－R－RL＝1 Ω，A正确；当开关S接2时，电动机M两端的电压UM＝E－Ir－U＝0.8 V，C错误；电动机对外功率未知，不能求出电动机的电阻，选项B错误；电源的效率η＝＝＝93.3%，D正确。
答案：　AD
14．(多选)两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路进行实验，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一位同学记录电流表和电压表的测量数据，另一位同学记录电流表和电压表的测量数据。两位同学根据记录的数据描绘出如图(b)所示的两条U -I图线。则图象中两图线的交点表示的物理意义是(　　)
A．滑动变阻器的滑动触头P滑到了最右端
B．电源的输出功率最大
C．定值电阻R0消耗的功率为0.5 W
D．电源的效率达到最大值
解析：　由题图可得，电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，在交点位置有R＋R0＝＝2 Ω，R0＝＝2 Ω，则R＝0，滑动变阻器的滑动触头P滑到了最左端，选项A错误；当电路中外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，但R0>r，故改变滑动变阻器的阻值时无法使电路中外电阻等于电源内阻，此时外电阻越接近电源内阻，电源的输出功率越大，故选项B正确；P0＝U2I＝0.5 W，选项C正确；电源的效率η＝，电流越小，电源的效率越大，可见滑动变阻器的滑动触头P滑到最右端时电源的效率最大，选项D错误。
答案：　BC