高中物理粤教版选修3-1 作业 2.3　研究闭合电路 Word版含解析

　研究闭合电路

一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1．(多选)如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是(　　)
A．该电池的容量为500 mA·h
B．该电池的电动势为3.6 V，内阻为0
C．该电池在工作时的电流为500 mA
D．若电池以10 mA的电流工作，可用50 h
AD　[电池上的3.6 V表示电动势，但该电池的内阻不为零，故B错．该电池在工作时的电流很小，远小于500 mA，故C错.500 mA·h表示电荷容量，可以由电荷容量计算在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h＝t×10 mA，得t＝50 h，所以A、D选项正确．]
2．(多选)对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是(　　)
A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势
B．1号干电池的容量比5号干电池的容量大
C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大
D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，则它们做功的快慢相同
BD　[电池的电动势取决于正、负极材料及电解液的化学性质，与体积大小无关，A错误．电池的容量与体积大小有关，B正确．电池的内阻与体积大小无关，C错误.1号和5号电池电动势相同，电流相同时，做功快慢也相同，D正确．]
3.如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，○V与○A分别为电压表与电流表．初始时S0与S均闭合，现将S断开，则(　　)
A．○V的读数变大，○A的读数变小
B．○V的读数变大，○A的读数变大
C．○V的读数变小，○A的读数变小
D．○V的读数变小，○A的读数变大
B　[S断开时，外电路总电阻增大，总电流减小，故路端电压增大，电压表示数增大，由于R3两端电压增大，故通过R3的电流增大，电流表示数增大，故B正确．]
4．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
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.]
5．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6.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电流为0.3 A时的外电阻是12 Ω
A　[因电源的U-I图象纵轴坐标并不是从零开始，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E＝6.0 V，但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝＝Ω＝2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3 A时，外电阻R＝－r＝18 Ω.]
6.如图所示电路，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(　　)
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的灯丝断开或灯座未接通
D．电流表和灯L1、L2都坏了
B　[因电压表有示数，则说明电流表与灯泡L2没有断路，可能是从点a经过灯L1到点b的电路中有断路．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示的电路中，电阻R＝10 Ω，当开关S打开时，理想电压表示数为6 V．当开关S合上时，电压表示数为5.46 V，则电源的内阻为多少？
[解析]　当S打开时，R外→∞，E＝U外＝6 V；
S闭合时，U外＝IR，
即5.46＝I×10 Ω.
所以I＝0.546 A.
再由E＝U外＋I·r，
即6＝5.46＋0.546r，
得r≈1 Ω.
[答案]　1 Ω
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1.(多选)如图所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻电路)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是(　　)
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
AC　[甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路为纯电阻电路说明两电源的外电阻相等，故A正确；图线的斜率的绝对值大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率的绝对值大于图线乙的斜率的绝对值，表明电源甲的内阻大于电源乙的内阻，故D错误；图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明电源甲的电动势大于电源乙的电动势，故C正确；电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为电源甲的内阻较电源乙的内阻大，所以当电流都为I0时，电源甲的内电压较大，故B错误．故选A、C.]
2．如图所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，电阻R1＝4.0 Ω，R2＝7.5 Ω，R3＝5.0 Ω，电容器的电容C＝10 μF，闭合开关S，电路达到稳定后电容器的电荷量为(　　)
A．4.5×10－5 C B．6.0×10－5 C
C．7.5×10－5 C D．1.2×10－4 C
B　[闭合开关S，R1和R3串联，电容器的电压等于R3的电压，为U＝E＝×12 V＝6.0 V；电容器上所带的电荷量Q＝CU＝10×10－6×6.0 C＝6.0×10－5 C，故选B.]
3．在如图所示的电路中，电源电动势为E，其内阻为r，L1、L2、L3为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，P为滑动变阻器的滑片，S1、S2为单刀开关．S1闭合，则下列说法中正确的是(　　)
A．将S2闭合，小灯泡L1变暗
B．将S2闭合，小灯泡L2变暗
C．在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡L3变暗
D．在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，小灯泡L2变亮
A　[将S2闭合，总电阻减小、总电流增大、L2变亮；内电压增大、路端电压减小，L2两端电压增大、则L1两端电压减小，故小灯泡L1变暗，故A正确、B错误；在S2处于闭合状态下，向右滑动滑片P，总电阻增大、总电流减小、内电压和L2两端电压减小，L2变暗，则L3两端电压增大，故L3变亮，故C、D错误．]
4.如图所示，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
B　[滑动触头由a向b移动时，R2阻值减小，所以总电阻减小，电路中总电流增大，则内电压增大，路端电压减小，故U减小；总电流增大，R3两端电压也增大，所以并联电压减小，故I1减小，I2增大．]
二、非选择题(26分)
5．(12分)在图所示的电路中，R1＝9 Ω，R2＝5 Ω，当a、b两点间接理想的电流表时，其读数为0.5 A；当a、b两点间接理想的电压表时，其读数为1.8 V．求电源的电动势和内电阻．
[解析]　当a、b两点间接理想的电流表时，R1被短路，回路中的电流I1＝0.5 A，由闭合电路欧姆定律得：E＝I1(R2＋r)
代入数据得：E＝0.5(5＋r) ①
当a、b两点间接理想的电压表时，回路中的电流I2＝＝ A＝0.2 A
由闭合电路欧姆定律得：
E＝I2(R2＋R1＋r)
即E＝0.2(14＋r) ②
联立①②得：E＝3 V，r＝1 Ω.
[答案]　3 V　1 Ω
6．(14分)在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的．求：
甲　　　　　　　乙
(1)电源的电动势和内电阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器R3的最大值．
[解析]　(1)由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir
将图象中A、B两点的电压和电流代入得：
E＝16＋0.2r，E＝4＋0.8r
解得E＝20 V，r＝20 Ω.
(2)当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：R2＝＝ Ω＝5 Ω.
(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大，设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐标求出：
R＝＝ Ω＝80 Ω.
又R＝＋R2，代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3＝300 Ω.
[答案]　(1)20 V　20 Ω　(2)5 Ω　(3)300 Ω