2.7 闭合电路的欧姆定律—2020-2021学年高中物理选修3-1练习册

7　闭合电路的欧姆定律
知识点一　对电动势的深入理解
1.关于电源的电动势,下列说法中正确的是
(　　)
A.电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的电压的大小,所以当电源接入电路时,电动势的大小将发生变化
B.电路闭合时,并联在电源两端的电压表的示数就是电源电动势的值
C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电势能的本领大小的物理量
D.在闭合电路中,电动势等于内、外电路上电压之和,所以电动势实际上就是电压
2.(多选)如图L2-7-1所示为一块手机电池背面印有的一些符号,下列说法正确的是
(　　)
图L2-7-1
A.该电池的容量为500
mA·h
B.该电池的电动势为3.6
V
C.该电池在工作1
h后达到的电流为500
mA
D.若电池以10
mA的电流工作,可用50
h
知识点二　闭合电路欧姆定律的简单应用
3.在如图L2-7-2所示的电路中,电阻R=2.0
Ω,电源的电动势E=3.0
V,内阻r=1.0
Ω.闭合开关S后,通过电阻R的
图L2-7-2
电流为
(　　)
A.1.0
A
B.1.5
A
C.2.0
A
D.6.0
A
4.(多选)纯电阻电路中,若E表示电动势,U表示外电压,U'表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示干路电流,则下列各式中正确的是
(　　)
A.U'=IR
B.U'=E-U
C.U=E+Ir
D.U=E
5.在如图L2-7-3所示的电路中,当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的读数为3
V;当开关S1、S2均闭合时,
图L2-7-3
电压表的读数为1.8
V,已知电压表为理想电表,外接电阻为R,电源内阻为r.由以上数据可知为
(　　)
A.
B.
C.
D.
6.(多选)如图L2-7-4所示为某一电源的U-I图线,由图可知
(　　)
图L2-7-4
A.电源电动势为2
V
B.电源内阻为
Ω
C.电源短路时电流为6
A
D.电路路端电压为1
V时,电路中电流为5
A
7.(多选)如图L2-7-5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
(　　)
图L2-7-5
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
8.(多选)图L2-7-6甲是手机用锂电池,图乙是某型号超级电容器,两者的内阻均不计.如果将充满电的甲和乙的电荷量完全放完,甲可以释放电荷量Q1,同时对外做功W1;乙可以释放电荷量Q2,同时对外做功W2,则以下关系正确的是
(　　)
图L2-7-6
A.Q1>Q2
B.Q1C.W1>W2
D.W19.如图L2-7-7所示,已知R1=R2=R3=1
Ω.当开关S闭合后,理想电压表的读数为1
V;当开关S断开后,理想电压表的读数为0.8
V,则电源的电动势等于
(　　)
图L2-7-7
A.1
V
B.1.2
V
C.2
V
D.4
V
10.(多选)如图L2-7-8所示为闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列说法中正确的是
(　　)
图L2-7-8
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
11.(多选)如图L2-7-9所示,电源电动势E=3
V,小灯泡L的规格为“2
V　0.4
W”.开关S接1,当滑动变阻器调到R=4
Ω时,
图L2-7-9
小灯泡L正常发光.现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则
(　　)
A.电源内阻为1
Ω
B.电动机的内阻为4
Ω
C.电动机正常工作电压为1
V
D.电源效率约为93.3%
12.(多选)如图L2-7-10所示为测电源电动势和内阻时依据测量数据作出的路端电压与电流的关系图线,图中DC平行于横坐标轴,DE平行于纵坐标轴,由图可知,以下说法正确的是
(　　)
图L2-7-10
A.比值表示外电路电阻
B.比值表示电源内阻
C.比值表示电源电动势
D.矩形OCDE的面积表示电源的输出功率
13.将电动势为3
V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4
V,当电路中有6
C的电荷流过时,则:
(1)有多少其他形式的能转化为电能?
(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能?
(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能?
14.一电动势为48
V的蓄电池恰能给都标有“46
V　23
W”的一电动机和一灯泡并联供电.已知电动机的内阻R=4
Ω,求:
(1)回路的总电流和电源的内阻;
(2)电动机的输出功率和效率;
(3)电源的效率.
7　闭合电路的欧姆定律
1.C　[解析]
直接利用电动势的概念分析判断可知,选项C正确.
2.ABD　[解析]
电池上的3.6
V表示电动势,500
mA·h表示电池容量,可以由电池容量计算在一定放电电流下使用的时间,由500
mA·h=t×10
mA,解得t=50
h,选项A、B、D正确.
3.A　[解析]
闭合开关S后,根据闭合电路欧姆定律得,电路中的电流为I==
A=1
A,则电流表的示数为1
A.故选A.
4.BD
5.D　[解析]
当开关S1断开、开关S2闭合时,电压表的示数等于电源的电动势,即E=3
V.当开关S1、S2均闭合时,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,故D正确.
6.AD　[解析]
在本题的U-I图线中,纵轴截距表示电源电动势,故A正确;横轴截距表示短路电流,故C错误;图线斜率的绝对值表示电源的内电阻,则r=
Ω=0.2
Ω,故B错误;当路端电压为1
V时,内电阻分得的电压U内=E-U外=2
V-1
V=1
V,则电路中的电流I==
A=5
A,故D正确.
7.AC　[解析]
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.
8.BD　[解析]
由图可知,手机锂电池放电的电荷量Q1=It=2000
mA·h=7200
C,电容器的放电电荷量Q2=CU=4000×2.7
C=10
800
C,比较可得Q1J=2.664×104
J,电容器对外做功W2=Q2U=10
800×2.7
J=2.916×104
J,比较可得W19.C　[解析]
当S闭合时,I==
A=1
A,R外=+R1=1.5
Ω,故有E=I(1.5
Ω+r);当S断开时,I'==0.8
A,R'外=R1+R3=2
Ω,故有E=I'(2
Ω+r),解得E=2
V,C正确.
10.AD　[解析]
由闭合电路欧姆定律知E=U+Ir.当I=0时U=E,即U-I图线纵轴截距表示电源电动势,两电源的电动势相等.当U=0时I=,由题图知,U-I图线中横轴截距表示短路电流,则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r111.AD　[解析]
小灯泡的额定电流为I==
A=0.2
A,电阻为RL==Ω=10
Ω,当接1时,由闭合电路欧姆定律可知E=I(RL+R+r),解得r=1
Ω,故A正确;当接2时,灯泡正常发光,流过的电流为I=0.2
A,电源内阻分的电压为U=Ir=0.2×1
V=0.2
V,故电动机分的电压为U动=E-UL-U=(3-2-0.2)
V=0.8
V,电动机的内阻R<=
Ω=4
Ω,故B、C错误;电动机的输入功率P=U动I=0.8×0.2
W=0.16
W,电源的效率η===93.3%,故D正确.
12.ABD　[解析]
由图像可知,D点对应的路端电压大小可以用DE表示,电路电流可以用OE表示,外电路电阻R==,故A正确;AC段表示电源内电压,CD表示电路电流,电源内阻r==,故B正确;电源的电动势E=U内+U外=AC+CO=AO,故C错误;电源的输出功率P=U外I=CO×OE=SOCDE,故D正确.
13.(1)18
J　(2)14.4
J　(3)3.6
J
[解析]
(1)W=Eq=3×6
J=18
J,电源中有18
J其他形式的能转化为电能.
(2)W1=U1q=2.4×6
J=14.4
J,外电路中有14.4
J的电能转化为其他形式的能.
(3)W2=W-W1=3.6
J,内电路中有3.6
J的电能转化为其他形式的能.
14.(1)1
A　2
Ω　(2)22
W　95.7%　(3)95.8%
[解析]
(1)由题意知,路端电压U=46
V,内电压为Ur=E-U=48
V-46
V=2
V,
总电流为I=2=2×
A=1
A,
电源内阻为r==
Ω=2
Ω.
(2)电动机总功率P=23
W,
电动机热功率P'=I'2R=0.52×4
W=1
W.
电动机输出功率P″=23
W-1
W=22
W,
效率为η===95.7%.
(3)电源总功率P=EI=48×1
W=48
W,
电源内阻消耗功率为ΔP=I2r=12×2
W=2
W,
电源效率η===95.8%.