人教版 (2019)必修 第三册2 闭合电路的欧姆定律精品课时练习

12.2闭合电路的欧姆定律 课中练

一、电动势

【课堂引入】

1.（1）电源内部的电场沿什么方向？正电荷所受静电力是正电荷运动的动力还是阻力？

（2） 是什么力把正电荷从电源的负极搬到正极？此过程正电荷的电势能如何变化？

【例题】

2. 关于电压和电动势，下列说法正确的是（　　）

A. 电压和电动势的单位都是伏特，所以电动势和电压是同一物理量的不同说法

B. 电动势就是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量

C. 电动势E越大，表明电源储存的电能越多

D. 电动势公式E=中的W与电压U=中的W是一样的，都是电场力做的功

【课堂练习】

2. 某电源的电动势为3．6V，这表示（　　）

A. 电路通过1C的电荷量，电源把3．6J电能转化为其他形式的能

B. 电源在每秒内把3．6J其他形式的能转化为电能

C. 该电源比电动势为1．5V的电源做功多

D. 该电源与电动势为1．5V的电源相比，通过1C电荷量时转化的电能多

【课堂练习】

4. 如图是某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则（    ）

A. 表示该电池的电动势

B. 表示该电池能提供的电量

C. 表示该电池能提供的电能

D. 该电池充满电后以的电流工作时，可连续工作30小时

二、闭合电路的欧姆定律

【课堂引入】

5. 如图为闭合电路的组成．

（1）在外、内电路中，沿着电流方向，各点电势如何变化？

（2）若电源电动势为E，电路中的电流为I，在t时间内非静电力做功多少？内、外电路中产生的焦耳热分别为多少？它们之间有怎样的关系？

（3）闭合电路的电流I与电动势E、外电阻R和内电阻r的关系怎样？

【例题】

6. 如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω， R2的阻值未知，R3是一个滑动变阻器，在其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两点是滑片在变阻器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。

【课堂练习】

7.飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量．若一太阳能电池板，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

三、路端电压与负载的关系

【课堂引入】

8. 在如图所示的电路中，电源的电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，试求当外电阻分别是3 Ω、4 Ω、9 Ω时所对应的路端电压。通过数据计算，你发现了怎样的规律？根据闭合电路欧姆定律写出路端电压U与干路电流I之间的关系式，并画出U－I图像？

【例题】

9. 如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是（　　）

A. 电源的电动势为6.0 V

B. 电源的内阻为12 Ω

C. 电源的短路电流为0.5 A

D. 电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω

【课堂练习】

10. 如图所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线，直线Ⅱ为某一电阻R的U－I图线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　）

A. R的阻值为1.5 Ω

B. 电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω

C. 电源的输出功率为3.0 W

D. 电源内部消耗功率为1.5 W

【例题】

11. 如图所示，E＝8 V，r＝2 Ω，R1＝8 Ω，R2为变阻器接入电路中的有效阻值，问：

(1)要使变阻器获得的电功率最大，则R2的取值应是多大？这时R2的功率是多大？

(2)要使R1得到的电功率最大，则R2的取值应是多大？R1的最大功率是多少？这时电源的效率是多大？

(3)调节R2的阻值，能否使电源以最大的功率输出？为什么？

参考答案

1. 【答案】（1）由正极指向负极，阻力；（2）是非静电力把正电荷从电源的负极搬到正极；此过程克服电场力做功，正电荷的电势能增加；

【详解】（1）电源内部电场方向由正极指向负极，在电源内部使正电荷从负极定向移动到正极的力是非静电力，从低电势到高电势静电力对正电荷的运动其阻碍作用，是阻力。

（2）是非静电力把正电荷从电源的负极搬到正极；此过程克服电场力做功，正电荷的电势能增加；

2. B

【详解】A、电压与电动势的单位相同，但物理意义不同，是两个不同的物理量．故A错误；

B、电源是把其他形式的能转化为电能的装置，电动势反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小．故B正确；

C、电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，电动势越大，本领越大，不表示电源储存的电能越多，故C错误；

D、电动势公式中的W是非静电力做功，电压中的W是静电力做功．故D错误；

故选B．

3. D

【详解】A、电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，根据电动势的定义式E知：电动势为3.6V，表示电路通过1C的电荷量，电源把3.6J其他形式的能转化为电能，故A B错误；

C、电动势越大，将其他形式的能转化为电能的本领越大，故C错误，D正确．

故选D．

4. D

【详解】A.4.35V为充电电压，不是该电池的电动势，故A错误；

B.11.4Wh为电池的充电电能，不是该电池的电量，故B错误；

C.是电量的单位，所以3000mAh表示该电池能提供的电量，故C错误；

D.该电池充满电后以的电流工作时，可连续工作H，故D正确．

5.【答案】（1）在外电路中沿电流方向电势降低；在内电路中沿电流方向电势升高；（2）EIt；I2rt；I2Rt；EIt＝I2Rt＋I2rt；（3）E＝IR＋Ir或I＝

6.【答案】(1)20 V，20 Ω；(2)5 Ω；(3)300 Ω

【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得

将图像中A、B两点的电压和电流代入可得

联立解得

（2）当R3的滑片自左向右滑时，R3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大。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所得到的。当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路总电阻即为R2

(3)当滑片在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A点

又

代入数值解得滑动变阻器的最大值

7. D

【详解】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=800mV；I短=E/r，解得电源内阻：，电池板连上20Ω阻值后，流过电阻的电流大小为：；此时的路端电压为：U=IR=20×20mV=400mV=0.4V；故D正确，ABC错误．

8.【答案】见解析

【详解】由闭合电路的欧姆定律得

分别将外电阻3 Ω、4 Ω、9 Ω代入计算可求得路端电压分别为7.5V、8V、9V，可得随着外电阻增大，路端电压逐渐增大，由

及

得

U－I图像如图所示

9. AD

【详解】A．对比闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知，图线与纵轴交点表示电动势，即E=6.0V，图线的斜率表示内阻，大小为

A正确，B错误；

C．当外电路短路，只有内阻时电流为

C错误；

D．由闭合电路欧姆定律

可得当电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω，D正确。

故选AD。

10. AD

【详解】A. R的阻值为

A正确；

B. 电源电动势为纵截距3 V，内阻为

B错误；

C. 电源的输出功率为

C错误；

D. 电源内部消耗功率为

D正确。

故选AD。

11. 【答案】(1)10 Ω；1.6 W；(2)0；5.12 W；80%；(3)不能；理由见解析

【详解】(1)将R1和电源等效为一新电源，则新电源的电动势E′＝E＝8 V，内阻r′＝r＋R1＝10 Ω，且为定值．利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知，当R2＝r′＝10 Ω时，R2有最大功率，即 ．

(2)因R1是定值电阻，所以流过R1的电流越大，R1的功率就越大．当R2＝0时，电路中有最大电流，即 ，R1的最大功率 ，这时电源的效率 ．

(3)不能．因为即使R2＝0，外电阻R1也大于r，不可能有 的最大输出功率．