2.7闭合电路的欧姆定律 作业Word版含解析

第7节　闭合电路的欧姆定律
基础训练
闭合电路欧姆定律的理解
1.某电路如图所示,已知电池组的总内阻r=1 Ω,外电路电阻R=5 Ω,理想电压表的示数U=3.0 V,则电池组的电动势E等于(　B　)
A.3.0 V
B.3.6 V
C.4.0 V
D.4.2 V
解析:由于电压表的示数为路端电压,而U=IR,则I==0.6 A,由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r)=0.6×(5+1) V=3.6 V,故选项B正确。
2.电动势为E、内阻为r的电源与固定电阻R0、可变电阻R串联,如图所示,设R0=r,Rab=2r,当变阻器的滑片自a端向b端滑动时,下列各物理量中随之减小的是(　B　)
A.电源的输出功率
B.变阻器消耗的功率
C.固定电阻R0上消耗的功率
D.电池内电阻上消耗的功率
解析:当外电阻等于电源的内阻时,电源的输出功率最大。滑片自a端向b端滑动时,变阻器接入电路的电阻减小,由R0=r,Rab=2r得知,电源的输出功率增大,故选项A错误;将R0看成电源的内阻,则有R0+r=2r,而Rab=2r,可知变阻器消耗的功率减小,故选项B正确;电路中电流增大,固定电阻R0上和电源的内阻上消耗的功率增大,故选项C,D均 错误。
3.(2018·浙江杭州期末)许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成、某电池板不接负载时电压是600 μV,短路电流是30 μA,下列说法错误的是(　D　)
A.该电池板电动势约为600 μV
B.该电池板内阻约为20 Ω
C.该电池板最大输出功率为4.5×10-9 W
D.该电池板最大输出效率为50%
解析:电池板不接负载时电压是600 μV,即电池的电动势为600 μV,故A正确;电池板内阻约为 Ω=20 Ω,故B正确;电池最大输出功率即外电阻与内阻相等时,Pmax==W=4.5×10-9W,故C正确;根据η======可知,R越大,效率越高,故D错误。
4.(2018·浙江宁波期中)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,L1,L2两灯均正常发光,R1为定值电阻,R为一滑动变阻器,P为滑动变阻器的滑片,若将滑片P向下滑动,则(　B　)
A.L1灯变亮,L2灯变暗
B.L1和L2灯都变暗
C.L1和R1上消耗的功率都变大
D.电源输出功率一定变大
解析:将滑片P向下滑动,则R变小,总电阻变小,总电流变大,路端电压减小,则L1两端电压减小,L1灯变暗,消耗的功率变小;R1两端电压变大,R1上消耗的功率变大,则L2两端的电压减小,L2灯变暗,选项A,C错误,B正确;因电源内阻和外电阻之间的关系不确定,无法判断电源输出功率如何变化,选项D错误。
电源U-I图象的理解和应用
5.如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是(　C　)
A.4 W,33.3% B.2 W,33.3%
C.4 W,66.7% D.2 W,66.7%
解析:从题图中可知E=3 V,直线A和直线B的交点是电源和电阻R构成闭合电路的工作点,因此P出=UI=4 W,P总=EI=6 W。电源的效率η=≈66.7%。
6.如图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线.用此电源与3个阻值均为3 Ω的电阻连接成电路,测得路端电压为4.8 V.则该电路可能为(　B　)
解析:电源的电动势为6 V,内阻为0.5 Ω。在A电路中,外电阻为1 Ω,则总电阻为1.5 Ω,根据闭合电路欧姆定律,总电流为4 A,则外电压为4 V,A错误。在B电路中,外电阻为2 Ω,则总电阻为2.5 Ω,根据闭合电路欧姆定律,总电流为2.4 A,则外电压为4.8 V,B正确。在C电路中,外电阻为9 Ω,则总电阻为9.5 Ω,根据闭合电路欧姆定律,总电流为 A,则外电压为 V,C错误。在D电路中,外电阻为4.5 Ω,则总电阻为5 Ω,根据闭合电路欧姆定律,总电流为1.2 A,则外电压为5.4 V,D错误。
7.如图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B和C分别为电阻R1和R2的U-I图线,用该电源分别与R1,R2组成闭合电路时,电源的输出功率分别为P1,P2,电源的效率分别为η1,η2,则(　C　)
A.P1>P2 B.P1η2 D.η1<η2
解析:由直线A可知,E=6 V,r=1 Ω,由直线B,C可知,R1=2 Ω,R2= 0.5 Ω,P1=()2·R1=8 W,η1==,P2=()2R2=8 W,η2==,故有P1=P2,η1>η2,只有C正确。
路端电压与负载的关系
8.某中学生科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的水果制作了水果电池,该电池能使一个发光二极管发光,却不能使标有“2.5 V　 0.3 A”的小灯泡发光。断开电路用电压表测量该电池两端的电压值,却发现接近于2.5 V。对小灯泡不亮的原因,该小组同学进行以下一些猜想,你认为可能正确的是(　D　)
A.水果电池的电动势太大 B.水果电池的电动势太小
C.小灯泡的电阻太大 D.水果电池的内阻太大
解析:电池两端的电压值接近于2.5 V,说明电池的电动势约为2.5 V,接近小灯泡的额定电压,但小灯泡却不亮。根据闭合电路的欧姆定律可判断出,水果电池的内阻远大于小灯泡的电阻,使小灯泡分得的电压很小,所以小灯泡不亮。故D项正确。
9.如图所示电路用来测定电池组的电动势和内电阻。其中○V　为电压表(理想电表),定值电阻R=7.0 Ω。在开关未接通时,○V　的读数为6.0 V;开关接通后,○V　的读数变为5.6 V。那么,电池组的电动势和内电阻分别等于(　B　)
A.6.0 V,1.25 Ω B.6.0 V,0.5 Ω
C.5.6 V,1.25 Ω D.5.6 V,0.5 Ω
解析:开关未接通时,电压表示数即为电源电动势,故电动势E=6.0 V;开关接通后,对R由欧姆定律可得,电路中电流I==0.8 A;由闭合电路欧姆定律可知,内电阻r==0.5 Ω,故选B。
能力提升
10.如图所示,U-I图线上,a,b,c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,α=β,则下列说法中正确的是(　A　)
A.在b点时,电源有最大输出功率
B.在b点时,电源的总功率最大
C.从a到b时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大
D.从b到c时,β角增大,电源的总功率和输出功率都将增大
解析:在b点时,因为α=β,所以直线Ob的斜率大小与直线ac的斜率大小相等,此时外电阻和电源的内电阻大小相等,此时电源的输出功率最大,故选项A正确;电源的总功率P总=EI,从b到a时,β角越小,I越大,电源的总功率越大,故b点的总功率不是最大,故选项B错误;在b点时,电源的输出功率最大,从a到b时,β角增大,输出功率变大,由于电流变小,故电源总功率减小,故选项C错误;同理,从b到c时,β角增大,输出功率减小,由于电流减小,故电源总功率减小,故选项D错误。
11.在如图所示的U-I图象中,直线I为某电源的路端电压与电流的关系图象,直线Ⅱ为某一电阻R的UI图象,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知(　D　)
A.R的阻值为 Ω
B.电源电动势为3 V,内阻为0.5 Ω
C.电源的输出功率为3.0 W
D.电阻R消耗的功率为1.5 W
解析:直线Ⅰ在纵轴上的截距为电动势,即E=3 V,斜率的绝对值为内阻,即r=1.5 Ω,选项B错误;由两图线的交点知,R== Ω=1.5 Ω,选项A错误;电源的输出功率P=UI=1.5 W,也等于电阻R消耗的功率,选项C错误,D正确。
12.直流电路如图所示,在滑动变阻器的滑片P向右移动时,关于电源的下列说法,错误的是(　D　)
A.总功率一定减小
B.效率一定增大
C.内部损耗功率一定减小
D.输出功率一定先增大后减小
解析:当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻变大,整个回路的电流变小,电源内部损耗的功率P内=I2r一定减小,C正确;总功率P=EI一定减小,A正确;而内电压降低,外电压升高,电源的效率增大,B正确;当内电阻等于外电阻时,输出功率最大,此题中无法知道内、外电阻的大小关系,因此D错误。