高中物理人教版选修3-1 第二章 第7节 闭合电路欧姆定律 课后作业 Word版含解析

1.(闭合电路欧姆定律)如图所示的电路中，把R由2 Ω改变为6 Ω时，电流强度减小为原来的一半，则电源的内电阻应为(　　)
A．4 Ω B．8 Ω
C．6 Ω D．2 Ω
答案　D
解析　根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2 Ω时，E＝I(2＋r)；当R＝6 Ω时，E＝(6＋r)，解得r＝2 Ω，故选D。
2．(路端电压与负载的关系)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，所以当I增大时，路端电压也增大
C．因为U＝E－Ir，所以当I增大时，路端电压减小
D．若外电路断开，则路端电压为零
答案　C
解析　路端电压U＝IR＝E－Ir，因为I增大时，R减小，所以不能用U＝IR判断路端电压的变化情况，根据U＝E－Ir可知，当I增大时，路端电压减小，所以A、B错误，C正确；当外电路断开时，路端电压为E，D错误。
3．(闭合电路欧姆定律的应用)一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA。若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)
A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V
答案　D
解析　由已知条件得：E＝800 mV。又因I短＝，所以r＝＝ Ω＝20 Ω。所以U＝IR＝R＝×20 mV＝400 mV＝0.40 V，D正确。
4.(电源U-I图象的理解和应用)(多选)如图所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列说法中正确的是(　　)
A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2
B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2
C．电动势E1>E2，内阻r1>r2
D．当工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大
答案　AD
解析　由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋Ir。当I＝0时电动势E等于路端电压U，即U-I图线和U轴的交点就是电源电动势，由题图知，两电源的电动势相等。当U＝0时I＝，U-I图线和I轴的交点就是短路电流，由题图知I1>I2，A正确；而r＝，即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，由题图知r15．(闭合电路欧姆定律的理解及应用)有两个相同的电阻，阻值为R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I；若将这两个电阻并联，仍接在该电源上，此时通过一个电阻的电流为，则该电源的内阻是(　　)
A．R B. C．4R D.
答案　C
解析　由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时：I＝，两电阻并联时：I＝·，解得，r＝4R。
6.(闭合电路欧姆定律的理解及应用)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
答案　D
解析　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。
7.(闭合电路欧姆定律的应用)如图所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω。当开关S闭合后，电压表的读数为1 V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8 V，则电源的电动势等于(　　)
A．1 V B．1.2 V
C．2 V D．4 V
答案　C
解析　当S闭合时，I＝＝ A＝1 A，故有E＝I(1.5＋r)；当S断开时，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(2＋r)，解得E＝2 V，C正确。
B组：等级性水平训练
8．(U-I图象)(多选)如图所示，图线甲、乙分别为电源和某导体的伏安特性曲线，电源的电动势和内阻分别用E、r表示，根据所学知识分析下列选项正确的是(　　)
A．E＝50 V
B．r＝ Ω
C．当该导体直接与该电源相连时，该导体的电阻为20 Ω
D．当该导体直接与该电源相连时，电路消耗的总功率为80 W
答案　AC
解析　由图象的物理意义可知电源的电动势E＝50 V，内阻r＝＝ Ω＝5 Ω，故A正确，B错误；该导体与该电源相连时，导体的电压、电流分别为U＝40 V，I＝2 A，则R＝＝20 Ω，此时，电路消耗的总功率P总＝EI＝100 W，故C正确，D错误。
9.(U-I图象)(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
答案　AC
解析　甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路为纯电阻电路，说明当路端电压都为U0时，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。
10.(非纯电阻闭合电路)如图所示，电源电动势E＝30 V，内阻r＝1 Ω，灯泡上标有“6 V　12 W”字样，直流电动机线圈电阻R＝2 Ω，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率。
答案　36 W
解析　因灯泡正常发光，
所以I＝＝ A＝2 A
U内＝Ir＝2×1 V＝2 V
所以电动机两端电压为
UM＝E－U内－U＝30 V－2 V－6 V＝22 V
电动机输出的机械功率为
P机＝UMI－I2R＝22×2 W－22×2 W＝36 W。
11．(综合提高)一电路如图所示，电源电动势E＝28 V，内阻r＝2 Ω，电阻R1＝12 Ω，R2＝R4＝4 Ω，R3＝8 Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0 pF，虚线到两极板距离相等，极板长L＝0.20 m，两极板的间距d＝1.0×10－2 m。
(1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电量为多少？
(2)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0 m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，求：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g取10 m/s2)
答案　(1)6.0×10－12 C　(2)不能，分析过程见解析
解析　(1)S断开时，电阻R3两端电压为：
U3＝·E＝×28 V＝16 V
S闭合后，外电阻为：
R＝＝ Ω＝6 Ω
路端电压为：U＝·E＝×28 V＝21 V
电阻R3两端的电压为：
U3′＝·U＝×21 V＝14 V
则流过R4的总电量为：
ΔQ＝CU3－CU3′＝6.0×10－12 C。
(2)设微粒质量为m，电量为q，
当开关S断开时有：＝mg
当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则：
mg－＝ma
设微粒能从C的电场中射出，则水平方向：t＝
竖直方向：y＝at2
由以上各式解得：y＝6.25×10－3 m>
故微粒不能从C的电场中射出。