1、常见的电路元器件闭合电路的欧姆定律(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(2020雅安高二检测)下列有关电动势的说法正确的是()A.电动势和电势差虽名称不同,但物理意义相同B.电动势就是电源两极间的电压C.非静电力做功越多,电源的电动势就越大D.电动势的大小由电源本身性质决定【解析】选D。电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,反映了电源内部非静电力做功的本领,电压和电势差是两点之间电势的差,它们的物理意义不同,故A、B错误;电动势的大小与非静电力做功的能力大小有关,与非静电力做功的多少无关,故C错误;电动势的大小是由电源本身的性质决定的,故D正确。2
2、.(2020洛阳高二检测)关于电源的电动势,下面说法不正确的是()A.电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量B.电动势在数值上等于电路中通过1 C电荷量时电源提供的能量C.电源的电动势跟电源的体积有关,跟外电路有关D.电动势虽有方向,但电动势是标量【解析】选C。由电动势的物理意义可知,电动势是表征电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,它在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压,也等于电路中通过1 C电荷量时电源所提供的能量;电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的大小无关,跟外电路也无关;电动势虽然有方向,但电动势是标量。综上所述,不正确的选项是C。3.电动势为E,
3、内阻为r的电源,向可变电阻R供电,关于路端电压说法正确的是()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,则路端电压小于E【解析】选C。电源的电动势不变,路端电压随外电阻的增大而增大,减小而减小,故A错误;I增大是由于外电阻R减小造成的,所以不能根据U=IR判断路端电压的变化,当I增大时,电源的内电压增大,由闭合电路欧姆定律可知,路端电压应减小,故B错误;由U=E-Ir分析,E、r不变,I增大,得到U减小,即路端电压减小,故C正确;若外电路断开,电流为零,根据U=E-Ir,路端电压
4、为E,故D错误。4.在新冠肺炎疫情出现后,全国上下纷纷参与到了这场没有硝烟的战争中。某厂家生产的医用监护仪紧急发往疫情地区医院,其配套的电池如图所示。某同学根据电池上的标示,所做的判断错误的是()A.该电池放电时能输出的总电荷量为1 800 CB.该电池的电动势为3.6 VC.若电池以10 mA的电流工作,可用50 hD.若两块电池串联使用,电动势仍为3.6 V【解析】选D。由电池铭牌可知,该电池的电动势为3.6 V,故B项正确;由q=500 mAh得,q=50010-3 A3 600 s=1 800 C,故A项正确;由q=It得t= s=1.8105 s=50 h,故C项正确;两块电池串联使
5、用时,E总=2E=7.2 V,故D项错误。5.(2020成都高二检测)如图所示的电路中,电源的电动势和内阻一定,当可变电阻的阻值由2 变为6 时,电源的路端电压变为原来的1.5倍,则电源的内阻为()A.4 B.8 C.6 D.2 【解析】选D。由闭合电路欧姆定律有U1=E ,U2=E由题意有=1.5联立解得:r=2 故D正确。【加固训练】如图所示的电路中,把R由2 改变为6 时,电流强度减小为原来的一半,则电源的内电阻应为()A.4 B.8 C.6 D.2 【解析】选D。设电源的内阻为r,则根据闭合电路欧姆定律,得I1=,I2=。联立两式得2(R1+r)=R2+r,代入数据解得r=2 ,故D项
6、正确。6.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV,短路电流40 mA。若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是()A.0.10 VB.0.20 VC.0.30 VD.0.40 V【解析】选D。设电池板的内阻为r,其开路电压等于它的电动势,依题意有:E=800 mV ,I短=,解得电源内阻:r= =20 ,电池板连上20 阻值后,流过电阻的电流大小为:I= mA=20 mA此时的路端电压为:U=IR=2020 mV=400 mV=0.40 V,故选D。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(12分)如图所
7、示的电路中,R1=9 ,R2=30 ,S闭合时,理想电压表V的示数为11.4 V,理想电流表A的示数为0.2 A,S断开时,理想电流表A的示数为0.3 A,求:(1)电阻R3的值;(2)电源电动势E和内阻r的值。【解析】(1)S闭合时,R2两端电压:U2=I2R2=6 V;所以,R1两端电压为:U1=U-U2=5.4 V;流过R1的电流:I1=0.6 A流过电阻R3的电流I3=I1-I2=0.6 A-0.2 A=0.4 A所以电阻R3的阻值R3= =15 (2)由闭合电路欧姆定律,当S闭合时E=U+I1r当S断开时E=I(R1+R2+r)代入数据,联立解得E=12 V,r=1 。答案:(1)1
8、5 (2)12 V1 8.(12分)如图所示,电路中接一电动势为4 V、内阻为2 的直流电源,电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4 ,电容器的电容为30 F,电流表的内阻不计,当电路稳定后,求:(1)电流表的读数;(2)电容器所带的电荷量;(3)如果断开电源,通过R2的电荷量。【解析】当开关S闭合时,电阻R1、R2被短路,根据欧姆定律求出流过R3的电流,即电流表的读数,电容器的电压等于R3两端的电压,求出电压,再求解电容器的电量,断开开关S后,电容器通过R1、R2放电,R1、R2并联后与R3串联,再求解通过R2的电量。(1)当开关S闭合时,电阻R1、R2被短路,根据欧姆定律得电流表的读数I=
9、0.4 A;(2)电容器所带的电量Q=CU3=CIR3=4.810-5 C;(3)断开开关S后,电容器相当于电源,外电路是R1、R2并联后与R3串联的电路。由于各个电阻都相等,则通过R2的电量为Q=Q=2.410-5 C。答案:(1)0.4 A(2)4.810-5 C(3)2.410-5C(15分钟40分)9.(6分)在如图所示电路中,电源的电动势E=9.0 V,内阻可忽略不计;AB为滑动变阻器,其最大电阻R=30 ;L为一小灯泡,其额定电压U=6.0 V,额定功率P=1.8 W;S为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B端,现在接通开关S,然后将触头缓慢地向A端滑动,当到达某一位置C时,小灯泡恰
10、好正常发光。则C、B之间的电阻应为()A.10 B.20 C.15 D.5 【解析】选B。小灯泡恰好正常发光,说明此时通过小灯泡的电流为额定电流I额= A=0.3 A,两端电压为额定电压U额=6.0 V,而小灯泡和电源、滑动变阻器的AC部分串联,则通过电阻AC的电流与通过小灯泡的电流相等,故RAC= =10 ,所以RCB=R-RAC=20 ,故B项正确。10.(6分)(多选)(2020杭州高二检测)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,下列说法正确的是()A.电源的内阻为12 B.电源的电动势为6.0 VC.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 【解析】选B、D
11、。根据闭合电路的欧姆定律可知U=E-Ir ,所以图像的斜率代表内阻r= =2 ,电动势为图像与纵轴交点E=6.0 V,故A错误、B正确。短路电流I=3 A,故C错误。电流为0.3 A时,外电路电阻R=-r=18 ,故D正确。11.(6分)(多选)在如图所示的电路中,电源电动势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A、B。由闭合电路欧姆定律有I=U=E-Ir=E-=EU=Ir=E根据式可知,I随R的增大单调递减,但不是线性变化,故A正确。将式变形可得U=E,利用数学知识可知B正确,D错误。根据
12、式可知,C错误。故选A、B。12.(22分)如图所示,甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如乙图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。(1)电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图像中的哪一条直线?(2)定值电阻R0、滑动变阻器的总电阻R分别为多少?(3)求出电源的电动势和内阻。【解析】(1)电流增大,路端电压减小,定值电阻R0分压增大,V1指示电阻R0两端电压,示数变化如AC直线所示,V2指示路端电压,示数变化如BC直线所示。(2)根据欧姆定律,由题图乙可知,R0= =3 。当电流取最小值I0=0.5 A时,滑动
13、变阻器的阻值最大,此时滑动变阻器两端电压UR=UB-UA=(7.5-1.5) V=6 V,总电阻R= =12 。(3)根据闭合电路欧姆定律,路端电压与电流的关系是U=E-Ir,所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻,即r=|= =1 ,电动势E=UB+I0r=(7.5+0.51) V=8 V。答案:(1)见解析(2)3 12 (3)8 V1 【加固训练】图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是()A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系【解析】选B。由题图甲可知,tA点对应的电阻阻值较小,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较大,故tA应标在电流较大的刻度上;而tB点对应的电阻阻值较大,由闭合电路欧姆定律知对应电路中的电流较小,故tB应标在电流较小的刻度上;由题图甲得R=R0+kt其中R0为图线的纵截距,由闭合电路欧姆定律得I=联立解得t=-可知t与I是非线性关系,故B正确,A、C、D错误。
