1.下列关于电源电动势的认识中,你认为正确的是( )
A.同一电源接入不同的电路中,电动势会发生变化
B.1号1.5 V干电池比7号1.5 V干电池体积大,但电动势相同
C.电动势表征了电源把其他形式能转化为电能的本领大小,电源把其他形式能转化为电能越多,电动势越大
D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
解析:选B 电源的电动势由电源本身决定,与外电路无关,A选项错误;电动势跟电源的体积无关,1号干电池比7号干电池体积大,但电动势相同,B选项正确;电源电动势表示了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,根据W=qE可知,电源把其他形式能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移动电荷的多少有关,C选项错误;电动势、电压和电势差物理意义不同,单位相同,D选项错误。
2.第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3 000 mAh电池50%电量的快充技术成果,引起业界广泛关注。如图是华为某智能手机电池上的信息,支持低压大电流充电,则( )
A.4.35 V表示该电池的电动势
B.该电池充满电后以100 mA的电流工作时,可连续工作30小时
C.11.4 Wh表示该电池能提供的电量
D.3 000 mAh表示该电池能提供的电能
解析:选B 4.35 V为充电电压,不是该电池的电动势,故A错误;该电池充满电后以100 mA的电流工作时,可连续工作时间t==30 h,故B正确;11.4 Wh为电池的充电电能,不是该电池的电量,故C错误;mAh为电量的单位,所以3 000 mAh表示该电池能提供的电量,故D错误。
3.一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的是( )
A.当外电阻增大时,路端电压增大
B.当外电阻减小时,路端电压增大
C.当外电阻减小时,电路中的电流减小
D.电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越大
解析:选A 根据U=E-Ir,当外电阻增大时,I减小,U增大,A正确,B错误。根据I=,C错误,再根据U=E-Ir,ΔU=ΔIr,故D错误。
4.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
解析:选C 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,所以选项A、B错误,C正确;当外电路断开时,路端电压为E,选项D错误。
5.两个电源a、b的路端电压和电流的变化关系曲线如图所示,由图可知( )
A.电源a的内阻较小,电动势较大
B.电源a的内阻较大,电动势较大
C.电源b的内阻较大,电动势较小
D.电源b的内阻较大,电动势较大
解析:选B U-I图线的纵截距表示电源电动势,所以Ea>Eb,图线斜率的绝对值等于电源的内阻,所以ra>rb,故B正确。
6.在如图所示的电路中,电阻R=2.0 Ω,电源的电动势E=3.0 V,内电阻r=1.0 Ω。闭合开关S后,通过电阻R的电流为( )
A.1.0 A B.1.5 A
C.2.0 A D.6.0 A
解析:选A 根据闭合电路的欧姆定律得I== A=1 A,则A正确。
7.有两个相同的电阻R,串联起来接在电动势为E的电源上,电路中的电流为I;将它们并联起来接在同一电源上,此时流过电源的电流为,则电源的内阻为( )
A.R B.
C.4R D.
解析:选C 由串联电路和并联电路的特点及闭合电路的欧姆定律得E=I(2R+r),E=I,由以上两式可得r=4R。
8.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。
9.由于摩托车等的燃油放出的尾气对环境有一定的影响,所以电动自行车已是许多家庭的首选。已知电动自行车的电源由18组蓄电池串联而成,正常行驶时,电路中的电流为5 A,在10 min内电源做功1.08×105 J,则每组蓄电池的电动势为多少?
解析:由q=It得10 min内移送的电荷量q=5×600 C=3 000 C。由电动势的定义,电池组的总电动势E== V=36 V,故每组蓄电池的电动势E′===2 V。
答案:2 V
B级—选考提能
10.[多选]如图所示电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法中正确的是( )
A.当S断开时,UAC=9 V
B.当S闭合时,UAC=9 V
C.当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0
D.当S断开时,UAB=0,UBC=0
解析:选AC 当S断开时,UAC与UBC为路端电压,等于电源电动势,A正确,D错误;当S闭合时,UAC=UAB=R=7.5 V,UBC=I×0=0,B错误,C正确。
11.[多选]某电源的电动势E和内阻r均为定值,当外电路电阻R发生变化时,回路电流I、路端电压U、内电压U′都将随之发生变化,下列图像能正确表示其变化规律的是 ( )
解析:选AB 根据闭合电路的欧姆定律得I=,可知R增大,I减小,两者是非线性关系,当R→∞时,I→0,故A正确。路端电压U=IR=E=E,E、r
为定值,R增大,减小,则得U增大,当R→∞时,U→E,故B正确,D错误。内电压U′=Ir=E,可知U′与R是非线性关系,U′-R图像应是曲线,故C错误。
12.将总电阻R0=22 Ω的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连,已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示,电源正常工作时允许通过的最大电流为2 A。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)接到滑动变阻器A、B间的负载电阻R′的阻值许可范围。
解析:(1)闭合电路中路端电压为U=IR==,由此可见:①当外电路电阻R趋向无限大时,趋向0,路端电压趋向电源电动势E;②当R=r时,路端电压U=。根据上述结论,分析图像,可知电源电动势E=12 V,电源内电阻r=2 Ω。
(2)电源允许通过的最大电流值是2 A,内电压的最大值是4 V,外电压的最小值是8 V,所以外电阻必须大于或等于4 Ω。当滑动变阻器的滑动触头c处在a端时,外电阻最小,此时,负载电阻R′与R0并联为电源的外电阻,应有≥4 Ω,由此可以求得负载电阻的阻值许可范围,R′≥ Ω≈4.9 Ω。
答案:(1)12 V 2 Ω (2)R′≥4.9 Ω