13　闭合电路欧姆定律—2020-2021鲁科版高中物理选修3-1课时作业

课时分层作业(十三)　闭合电路欧姆定律
(时间：40分钟　分值：100分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)
1．下列说法正确的是(　　)
A．电源电动势等于路端电压
B．外电阻越大，内电压越大
C．当外电压增大时，内电压一定减小
D．无论外电路如何变化，只要电源的内阻不变，则内电压一定不变
C　[由E＝U外＋U内可知，A错误，C正确；由I＝和U内＝Ir得U内＝，显然外电阻越大，内电压越小，B、D错误。]
2．对于电动势的定义式E＝的理解，正确的是(　　)
A．E与W成正比
B．E与q成反比
C．E的大小与W、q无关
D．W表示非静电力
C　[电动势是描述电源非静电力搬运电荷本领大小的物理量，与W、q无关。]
3．(多选)铅蓄电池的电动势为2
V，这表示(　　)
A．电路中每通过1
C电量，电源把2
J的化学能转变为电能
B．铅蓄电池断开时两极间的电压为2
V
C．铅蓄电池能在1
s内将2
J的化学能转化成电能
D．铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5
V)的大
ABD　[根据电动势的定义和表达式E＝，非静电力移动1
C电荷量所做的功W＝qE＝1×2
J＝2
J，由功能关系可知有2
J的化学能转化为电能，A正确，C错误。电源两极的电势差(电压)U＝，而Ep＝W，即Uq＝Eq，所以U＝E＝2
V，B正确。电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，因E蓄电池＝2
V＞E干电池＝1.5
V，故D正确。]
4.(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U?I图象，则下列说法正确的是(　　)
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．当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化量较大
AD　[由题图可知两电源的U?I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确，C项错误。又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B项错误。由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确。]
5．(多选)如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法正确的是(　　)
A.灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗
B．灯多时各灯两端的电压较低
C．灯多时通过电池的电流较大
D．灯多时通过各灯的电流较大
ABC　[由于电灯并联在电路中，所以接入电路的电灯越多，总电阻越小，电路的总电流越大，选项C正确；此时电源的内电压越大，路端电压越低，选项B正确；流过每个灯的电流越小，每个电灯越暗，选项A正确，选项D错误。]
6．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
D　[根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2
Ω时，E＝I(2
Ω＋r)；当R＝6
Ω时，E＝(6
Ω＋r)，解得r＝2
Ω，故选D。]
二、非选择题(14分)
7．如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为理想电表)的示数各为1.6
V和0.4
A；当S断开时，它们的示数各改变0.1
V和0.1
A，求电源的电动势及内阻。
[解析]　当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得
U1＝E－I1r，
即E＝1.6
V＋0.4r，①
当S断开时，由闭合电路欧姆定律得
U2＝E－I2r，
即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)r，②
由①②得E＝2
V，r＝1
Ω。
[答案]　2
V　1
Ω
一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)
1．在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是(　　)
A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大
B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小
C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小
D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量
D　[已接电源的闭合电路中，电源电动势和内电压、外电压的关系为：E＝U外＋U内，E由其自身性质决定，一般不变，所以U外增大，U内减小；U外减小，U内增大，二者的和始终不变。]
2．一太阳能电池板，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的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)
A．0.10
V　　　
B．0.20
V
C．0.30
V
D．0.40
V
D　[电池板没有接入外电路时，路端电压等于电动势，所以电动势E＝800
mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池板内阻r＝＝
Ω＝20
Ω。该电池板与20
Ω的电阻器连成闭合电路时，电路中电流I＝＝
mA＝20
mA，所以路端电压U＝IR＝400
mV＝0.40
V。]
3．(多选)如图所示，当可变电阻R＝2
Ω时，理想电压表的示数U＝4
V，已知电源的电动势E＝6
V，则
(　　)
A．此时理想电流表的示数是2
A
B．此时理想电流表的示数是3
A
C．电源的内阻是1
Ω
D．电源的内阻是2
Ω
AC　[如题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过R的电流，由部分电路欧姆定律可得U＝IR，故I＝2
A；再由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，将I＝2
A、U＝4
V、E＝6
V代入可得r＝1
Ω。故选项A、C正确。]
4．(多选)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略一切阻力及导线电阻，则(　　)
A．电源内阻r＝－R
B．电源内阻r＝－－R
C．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大
D．如果电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小
BC　[电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋，又由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir，解得：r＝－－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以选项B、C正确。]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(12分)如图所示的电路中，R1＝9
Ω，R2＝30
Ω，S闭合时，电压表V的示数为11.4
V，电流表A的示数为0.2
A；S断开时，电流表A的示数为0.3
A(各表均为理想电表)，求：
(1)R3的电阻值；
(2)电源的电动势E和内阻r。
[解析]　(1)根据欧姆定律得：
电阻R2两端的电压U2＝I2R2＝0.2×30
V＝6
V
则R1两端的电压U1＝U－U2＝(11.4－6)V＝5.4
V
根据欧姆定律得：I1＝＝
A＝0.6
A
根据串并联电路电流关系得：
I3＝I1－I2＝(0.6－0.2)A＝0.4
A
根据欧姆定律得：R3＝＝
Ω＝15
Ω。
(2)根据闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir
所以E＝11.4＋0.6r
E＝0.3×(9＋30)＋0.3r
代入数值得E＝12
V，r＝1
Ω。
[答案]　(1)15
Ω　(2)12
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是滑动变阻器，在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两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的。求：
(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，
将题图乙中A、B两点对应的电压和电流代入得
E＝16
V＋0.2r，E＝4
V＋0.8r，解得E＝20
V，r＝20
Ω。
(2)当R3的滑片自左向右滑动时，R3的有效阻值变小，使电路的总电阻变小，总电流变大，由此可知，图线上的A、B两点是滑片分别位于最左端和最右端时得到的。当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路电阻即为R2，故由B点的U、I值得R2＝＝
Ω＝5
Ω。
(3)当滑片在最左端时，R3的有效阻值最大，并对应着图线上的A点，故由A点的U、I值可求出此时外电路的电阻，再根据串、并联电路的规律可求出R3的最大值。
R外＝＝
Ω＝80
Ω，又R外＝＋R2，
代入数据解得滑动变阻器的最大值R3＝300
Ω。
[答案]　(1)20
V　20
Ω　(2)5
Ω　(3)300
Ω