高中物理人教版 (新课标)选修37 闭合电路欧姆定律当堂达标检测题

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 [随堂基础巩固]1.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4I/3，则电源的内阻为(　　)A.R　　　　　　　　　  B.R/2C.4R        D.R/8解析：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(＋r)，由以上两式可得r＝4R。答案：C2.如图2－7－11所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，在平行板电容器C中恰好有一带电粒子处于悬空静止状态，当变阻器R0的滑动触头向左移动时，带电粒子将(　　)图 2－7－11A.向上运动       B.向下运动C.静止不动       D.不能确定运动状态的变化解析：当滑动触头向左移动时，R0接入电路的电阻值变大，则R总变大，总电流变小，R两端的电压变小，电容器中的电场强度变小，所以粒子将向下运动，故B正确。答案：B3.如图2－7－12所示是一实验电路图，在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是(　　)A.路端电压变小B.电流表的示数变大C.电源内阻消耗的功率变小          图 2－7－12D.电路的总电阻变大解析：当滑动触头由a端向b端滑动的过程中，接入电路中的电阻减小，使得总电阻减小，D错；根据I＝，可知总电流增加，根据闭合电路的欧姆定律有E＝Ir＋U外，可知路端电压减小，A对；流过电流表的示数为I＝，可知电流减小，B错；根据P＝I2r，可知内阻消耗的功率增大，C错。答案：A4.如图2－7－13所示，R为电阻箱，V为理想电压表。当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V。求：图 2－7－13 (1)电源的电动势E和内阻r；(2)当电阻箱R读数为多少时，电源的输出功率最大？最大值Pm为多少？解析：(1)由闭合电路欧姆定律E＝U1＋r①E＝U2＋r②联立①②并代入数据解得E＝6 V，r＝1 Ω。(2)由电功率表达式P＝R③将③式变形为P＝④当④式知，当R＝r＝1 Ω时P有最大值Pm＝＝9 W。答案：(1)6 V　1 Ω　(2)1 Ω　9 W[课时跟踪训练](满分50分　时间30分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.某电池当外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载电阻后其路端电压降为2.4 V，则可以断定该电池的电动势E和内阻r为(　　)A.E＝2.4 V　r＝1 Ω　　　    B.E＝3 V　r＝2 ΩC.E＝2.4 V　r＝2 Ω       D.E＝3 V　r＝1 Ω解析：由题知，电源的电动势为3 V，接入外电阻，外电压为2.4 V，I＝U/R＝0.3 A，由I＝E/(R＋r)解得r。答案：B2.如图1所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下面结论正确的是(　　)A.电源的电动势为6.0 VB.电源的内阻为12 Ω           图 1C.电源的短路电流为0.5 AD.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω        解析：因电源的U－I图像纵轴坐标并不是从零开始，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E＝6.0 V，但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝||＝ Ω＝2 Ω。由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3 A时，外电阻R＝－r＝18 Ω。答案：AD3.如图2所示电路中，当滑动变阻器的触头向上滑动时，则(　　)图 2A.电源的功率变小B.电容器贮存的电荷量变小C.电源内部消耗的功率变大D.电阻R消耗的电功率变小解析：由闭合电路欧姆定律可知，当滑动触头向上滑动时，R总变小，I总增大，U端减小，而R1分压U1增大，所以电容器上的电压减小。电源功率P总＝I总·E增大，A错误；Q＝CU减小，B正确；电源内部消耗功率P内＝Ir增大，C正确；电阻R1消耗的功率在增大，R上消耗功率无法确定。答案：BC4.如图3所示，直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线，曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线。若A、B点的横坐标均为1 A，那么AB线段表示的功率为(　　)图 3 A.1 W　　　　　　    B.6 WC.2 W         D.2.5 W解析：由题图知，在C点，电源的总功率等于电源内部的热功率，所以电源的电动势为E＝3 V，短路电流为I＝3 A，所以电源的内阻为r＝＝1 Ω。图像上AB段所表示的功率为PAB＝P总－I2r＝(1×3－12×1) W＝2 W。答案：C5.如图4所示，直线A为电源的U－I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U－I图线。用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2。则(　　)图 4A.P1＞P2　　　　   B.P1＜P2C.η1＞η2      D.η1＜η2解析：由图像可以看出：E＝6 V，r＝1 Ω，R1＝2 Ω，R2＝0.5 Ω。当电源与R1连接时，P1＝()2R1＝8 W，η1＝＝66.7%；当电源与R2连接时，P2＝()2R2＝8 W，η2＝＝33.3%，所以P1＝P2，η1＞η2，故选项C正确。答案：C6.如图5所示，当电路中滑动变阻器R2的滑动触头P向下滑动时(　　)图5 A.电容器C两端的电压增大B.电容器C两极板间的电场强度增大C.电压表的读数减小D.R1消耗的功率增大解析：P下滑时R2接入电路的电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R1消耗的功率减小，D错误；内电压减小，外电压增大，电压表的读数增大，C错误；电容器两端的电压增大，两极间的电场强度增大，A、B选项正确。答案：AB7.如图6所示的电路，灯泡L1与L2完全相同，开关S闭合后，电压表的示数都等于电源电压，两个灯泡都不发光。如果故障只有一个，则可能是(　　)图 6 A.L1短路　　　　　   B.L1断路C.L2短路       D.L2断路解析： 示数等于电源电压，则说明电压表的两接线柱间含电源部分的电路b－L1－c－d－e－a之间是连通的，且a－L2－b部分无短路现象，则选项B、C排除；选项A和D都满足和 的示数等于电源电压的要求，但由于电路故障只有一处，若L1短路，则L2完好，应发光，与两个灯都不发生矛盾，故只有选项D正确。答案：D8.如图7所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，串联的固定电阻为R2，滑动变阻器的总阻值是R1，电阻大小关系为R1＋R2＝r，则在滑动触头从a端滑到b端过程中，下列描述正确的是(　　)图 7A.电路的总电流先减小后增大B.电路的路端电压先增大后减小C.电源的输出功率先增大后减小D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大解析： 由并联的知识可知，当滑动变阻器触头处于中央位置时，变阻器的总电阻和电路的总电阻最大，故滑动触头从a端滑到b端过程中，总电阻先增大后减小，总电流先减小后增大，由U外＝E－Ir，电路的路端电压先增大后减小，A、B正确；因为外电路的电阻一直小于电源内阻。由P出－R图像可以看出(如图所示)，在虚线左侧，电源的输出功率先增大(箭头向右)后减小(箭头向左)，故C正确；对于D选项，可把R2拉到电源内部去，看成内部的一部分；此时R外小于电源内阻(r＋R2)，由图看出在虚线左侧；R1消耗功率先增大后减小，D错。答案：ABC二、非选择题(本题共2小题，共18分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9.(8分)如图8所示的电路中，电源的电动势E＝3.0 V，内阻r＝1.0 Ω；电阻R1＝10 Ω，R2＝10 Ω，R3＝30 Ω，R4＝35 Ω；电容器的电容C＝100 μF。电容器原来不带电。求接通电键S后流过R4的总电量。图 8解析：由电阻的串并联公式，得闭合电路的总电阻为R＝＋r由欧姆定律得，通过电源的电流I＝路端电压U＝E－Ir电阻R3两端的电压U′＝U，通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU′，由以上各式并代入数据解得Q＝2.0×10－4C。答案：2.0×10－4C10.(10分)如图9所示，线段A为某电源的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电源和电阻组成闭合电路时，求：(1)电源的输出功率P出是多大？(2)电源内部损耗的电功率P内是多少？(3)电源的效率η是多大？           图 9解析：根据题意从A图线可读出E＝3 V，r＝＝ Ω＝0.5 Ω，从B图线可读出R＝＝1 Ω。由电源E＝3 V，r＝0.5 Ω与R＝1 Ω组成的闭合电路中，I＝＝A＝2 A，则P出＝I2R＝4 W，P内＝I2r＝2 W，P总＝IE＝6 W，所以η＝＝66.7%。答案：(1)4 W　(2)2 W　(3)66.7 %