1、课时跟踪检测（三十五） 电源 闭合电路的欧姆定律一、立足主干知识，注重基础性和综合性1.如图所示是研究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置，电池的两极A、B与电压传感器2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连，R是滑动变阻器。则( )A电压传感器1测得的是外电压B电压传感器2测得的是电动势C移动挡板，减小内阻，传感器1的读数增大D变阻器R阻值增大时传感器2的读数增大解析：选D由题图可知，电压传感器1测得的是内电压，A错误；电压传感器2测得的是路端电压，B错误；移动挡板，减小内阻，则内电压减小，即传感器1的读数减小，C错误；变阻器R阻值增大时外电阻增大，路端电压增大即传感器2的
2、读数增大，D正确。2.在如图所示的电路中，电源内阻和定值电阻的阻值均为r，滑动变阻器的最大阻值为2r。闭合开关，将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中，下列选项正确的是( )A电压表的示数变大 B电流表的示数变大C电源的效率变大 D滑动变阻器消耗功率变大解析：选B开关闭合后，电压表测量路端电压，电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中，接入电路的电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，路端电压减小，故电压表的示数变小，电流表的示数变大，A错误，B正确；根据电源效率公式100%100%可知，当路端电压U减小时，则电源的效率变小，C错误；将定值电阻r看成电源的内阻，则等效
3、电源的内阻为2r，滑动变阻器的最大阻值也是2r，因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大，所以滑片P由a端向b端滑动过程中，滑动变阻器消耗的功率变小，D错误。3.(多选)直流电源E、定值电阻R1、R2以及电容器C和开关S构成的电路如图所示。电源的电动势E5 V，内阻忽略不计，R12 ，R23 ，C5 F，开关S处于闭合状态，下面说法正确的是( )A电容器C上的电荷量为1.0105 CB电容器C上的电荷量为1.5105 CC断开开关S，电容器C增加的电荷量为1.5105 CD断开开关S，电容器C增加的电荷量为1.0105 C解析：选BD开关S闭合，电容器两极板间电压等于R2两端电压，由闭合电路
4、的欧姆定律得U1R23 V，由电荷量表达式可知Q1U1C1.5105 C，故A错误，B正确；开关S断开，电容器两极板间电压等于电源电动势U2E5 V，由电荷量表达式可知Q2U2C2.5105 C，QQ2Q11.0105 C，故C错误，D正确。4(多选)在如图甲所示的电路中，电源的U-I图像如图乙中的图线a所示，定值电阻R0的U-I图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器Rx的总电阻为1 ，下列说法正确的是( )A定值电阻R0的阻值为4 B电源的内阻为0.5 C当Rx0时电源输出的功率最大D当Rx0.25 时电源输出的功率最大解析：选BD由定值电阻R0的U-I图像知其阻值R00.25 ，故A错误；由
5、电源的U-I图像知电源的电动势 E3 V，内阻r0.5 ，故B正确；当RxR0r，即Rx0.25 时，电源输出的功率最大，故C错误，D正确。5有两位同学用同一组电学元件分别连接成图甲和图乙的调光电路。在闭合开关后，使滑动变阻器的滑片由最左端开始向右滑动，直到灯泡正常发光。则灯泡正常发光时电源总功率和整个过程中灯泡的亮度变化情况是( )A甲电路中的电源总功率小，亮度变化范围大B甲电路中的电源总功率小，亮度变化范围小C乙电路中的电源总功率小，亮度变化范围大D乙电路中的电源总功率小，亮度变化范围小解析：选B乙图是分压式控制电路，电压电流可以从0开始调节，则小灯泡的亮度变化范围较大，甲图是限流式控制电
6、路，电压电流不能从0开始，则小灯泡的亮度变化范围较小。甲电路中的电源总功率为PEI灯，乙电路中的电源总功率为PE(I灯I滑)，则甲电路中的电源总功率较小。故选B。6(2021年8省联考湖南卷)有四个电源甲、乙、丙、丁，其路端电压U与电流I的关系图像分别如图(a)、(b)、(c)、(d)所示，将一个6 的定值电阻分别与每个电源的两极相接，使定值电阻消耗功率最大的电源是( )A甲电源 B乙电源C丙电源 D丁电源解析：选D由闭合电路的欧姆定律UEIR，可得U-I图像纵轴的截距为电源电动势，斜率的绝对值等于电源内阻，因此可知四个电源的电动势都为12 V，而内阻r甲12 ，同理可求得r乙6 ，r丙4 ，
7、r丁3 ，定值电阻消耗的功率为P2R，可知内阻越大功率越小，因此与电源丁相连时，定值电阻消耗功率最大。二、强化迁移能力，突出创新性和应用性7.(2022山东临沂模拟)在图示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器的最大电阻为R0，且R0R2，电容器的电容量为C。若有电流通过，灯就能发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑片P由a端向b端移动过程中，以下说法中正确的是( )AL1先变暗后变亮，L2一直变亮BL1先变亮后变暗，L2先变暗后变亮C电容器极板所带的电量先减小后增大D电源的效率先减小后增大解析：选AR0R2时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器
8、的滑片P由a向b端移动时，总电阻先增大，后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，故L1先变暗后变亮，而通过L2的电流一直变大，L2不断变亮，A正确，B错误；电容器C上的电压UCEI(rRL1)，总电流先减小后增大，所以电容器C上的电压先增大后减小，则电容器极板所带的电量先增大后减小，C错误；电源的效率100%100%1，因为总电流先减小后增大，所以电源的效率先增大后减小，则D错误。8.(多选)在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，各电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示。下列说法正确的是(
9、)A不变，不变B变大，变大C变大，不变 D变大，不变解析：选ACD由题图可知，U1、U2分别是R1、R2两端的电压，电流表测通过这个电路的总电流，U3是路端电压，由欧姆定律可知R1(因R1是定值电阻)，A正确；由闭合电路的欧姆定律有U2EI(R1r)(因E、R1、r均是定值)，R2，R2变大，变大，的大小为R1r，保持不变，故B错误，C正确；由欧姆定律有R1R2，因R2变大，则变大，又由于U3EIr，可知的大小为r，保持不变，故D正确。9.在如图所示的电路中，电源的电动势E28 V，内阻r2 ，电阻R112 ，R2R44 ，R38 ，C为平行板电容器，其电容C3.0 pF，虚线到两极板的距离相
10、等，极板长L0.20 m，两极板的间距d1.0102 m，g取10 m/s2。(1)若最初开关S处于断开状态，则将其闭合后，流过R4的电荷量为多少；(2)若开关S断开时，有一个带电微粒沿虚线方向以v02.0 m/s的初速度射入平行板电容器的两极板间，带电微粒刚好沿虚线匀速运动，则：当开关S闭合后，此带电微粒以相同的初速度沿虚线方向射入两极板间后，能否从极板间射出？(要求写出计算和分析过程)解析：(1)S断开时，电阻R3两端的电压U316 VS闭合后，外电路的总电阻R6 路端电压U21 V电阻R3两端的电压U3U14 V闭合开关后流过R的电荷量QCU3CU36.01012 C。(2)设带电微粒的
11、质量为m、带电荷量为q，当开关S断开时有：qmg当开关S闭合后，设带电微粒的加速度为a，则有：mgqma假设带电微粒能从极板间射出，则水平方向有：t竖直方向有：yat2由以上各式得y6.25103 m故带电微粒不能从极板间射出。答案：(1)6.01012 C(2)带电微粒不能从极板间射出10(2022山东六校联考)如图甲所示电路中，R1为滑动变阻器，R2、R3均为定值电阻，且R2135 ，R3阻值未知。当滑动变阻器的滑片P从右端滑至左端时，测得电源的路端电压随流过电源的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点对应的U、I值。求：(1)电源的电动势E和内阻r；(2)滑
12、动变阻器的最大阻值；(3)当输出功率最大时滑动变阻器的阻值(保留两位有效数字)。解析：(1)题图乙中BA延长，交U轴于6.0 V处，所以电源的电动势为E6.0 V，由U-I图像斜率绝对值表示电源的内阻可知，r12 。(2)当P位于R1的右端时，对应题图乙中的B点，只有电阻R3接入电路，由题图乙可知U31.2 V，I30.40 A，则定值电阻R3的阻值为R33 ，当P位于R1的左端时，对应题图乙中的A点，由题图乙可知，路端电压UA4.8 V，IA0.10 A，由欧姆定律得R3，解得R167.5 。(3)当R1的滑片从最右端滑到左端时，外电路总电阻从小于电源内阻r逐渐大于r，当外电路总电阻和内阻相等时，电源输出功率最大，则有rR3，解得R19.6 。答案：(1)6.0 V12 (2)67.5 (3)9.6
