物理必修 第三册4.4 现代家庭电路一课一练

【精品】第4节现代家庭电路-1作业练习

一.填空题

1．当电源内阻忽略不计，外电阻增大时端电压______；当电源内阻不可忽略，外电阻增大时端电压______。（均选填“增大”．“减小”．“不变”）。

2．电路如图所示，已知电源电动势为，内阻的变化范圈是。则：

(1)电源的最大输出功率为____ W；

(2)消耗的最大功率为___ W。

3．在如图所示的电路中，已知定值电阻为R，电源内阻为r，电表均为理想电表。将滑动变阻器滑片向下滑动，电流表A示数变化量的绝对值为△I，则电压表V1示数变化量的绝对值△U1＝_____，电压表V2示数变化量的绝对值△U2＝_____。

4．如图所示，a触点离电阻R左端，b触点离电阻R右端，已知，示数为，电源由4节相同的电池串联而成，每个电池的内阻为，求图中电压表V．电流表A的示数分别是_______V．_______A和每个电池的输出功率为_______W.（将各电表视为理想电表处理）

5．如图所示电路中，电源内阻不可忽略且阻值小于R1。滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，电压表V的示数变化情况是________；滑片处于__________时，电源的输出功率最大。

6．如图所示电路中，是由某种金属氧化物制成的导体棒，实验证明通过它的电流I和它两端电压U遵循的规律，（式中），R是普通可变电阻，遵循欧姆定律，电源E电压恒为6V，此电路中的电流．电压仍遵循串联电路的有关规律。当电阻R的阻值为____Ω，电流表的示数为0.16A；当R．R0电功率相等时，电源的输出功率P出=____W。

7．如图所示，电路中电阻R1 = 8Ω，R2 = 20Ω，R3 = 20Ω，C = 2μF，E=12V，电源内阻r= 0，S闭合，当滑动变阻器的阻值R由2Ω变至22Ω的过程中，通过A1的电量是________， A2的读数变化情况是________。

8．闭合电路中电源的电动势为12V，外电压10V，当有2C的电量通过时，该电路的能量转化情况是：非静电力做功把_________J的其他形式能量转化为电能，电源自身消耗了____J的电能。

9．如图所示的电路中，E．r．R1已知，可变电阻R2的最大值。当R2=______时，R2的电功率P2有最大值，最大值为______。

10．如图是一种可显示汽车蓄电池输出电压的车用充电头。小明观察到停车熄火状态下，单独打开前车灯时，充电头显示电压为12.5V；同时打开前后车灯后，电压降为12.0V。小明由此判断前后车灯是并联关系，他的判断依据是：__________。小明查阅行车手册后得知，前车灯和后车灯的额定电压相同，额定功率分别为120W和30W，由此推算出汽车蓄电池的电动势为_________V。

11．在如图所示闭合回路中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U．电流表的示数I及干电池的输出功率P都会发生变化。

下面各示意图中正确反映关系的是__________；

A. B.

C. D.

下面各示意图中正确反映，关系的是____________。

A. B.

C. D.

12．在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E．内电阻为r，R1．R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A．V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中，电压表示数___________，电容器C所带电荷量___________。（填变大．变小或不变）

13．如图所示，电源电动势E为6.0V，内阻r为1.0Ω，电阻R为2.0Ω，忽略电流表和电压表对电路的影响。闭合电键S后，电流表的示数为___________A，电压表的示数为___________V。

14．用如图电路测量干电池的电动势和内电阻。调节电阻箱，得到若干组电阻值R及对应的电流值I。以变量为横轴．变量R为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出图像，则该图像的____表示了干电池的电动势，该图像的______表示了干电池的内电阻。

15．如果E表示电源的电动势，表示路端电压，表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示闭合电路中的电流，那么根据下列给出的已知条件，求出其余各量（用已知量表示）:

（1）已知E．和r，则_______，_______，_______.

（2）已知I．R和，则E=_______，_______._______.

16．在如图所示的电路中，电表均为理想电表，电源内电阻r=3，当开关S闭合后电路正常工作，电压表的读数U=6V，电流表的读数I=1A，则电阻大小为___________，电源电动势E为___________V。

17．一只电流表表头的满偏电流为，内阻为。若改装成量程为的电流表，则改装后的电流表内阻为_______；若改装成量程为的电压表，则改装后的电压表内阻为________。

18．电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大．某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A．B．C．D，测量它们的电动势和内阻．
 

（1）用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势．测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为______V．

（2）用图乙所示电路测量A．B．C．D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω．改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A．B．C．D四块电池的图线，如图丙．由图线C可知电池C的电动势E=____ V；内阻r=_____Ω．

（3）分析图丙可知，电池____（选填“A”．“B”．“C”或“D”）较优．

参考答案与试题解析

1．【答案】不变    增大   

【解析】【来源】上海市嘉定区嘉定一中2018-2019学年高二（上）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压，当电源内阻忽略不计，即r=0时，不管外电阻是否增大，路端电压始终保持不变，且有U=E。

[2]如果电源内阻不可忽略，当外电阻R增大时，由闭合电路的欧姆定律可知，电流I会减小，由路端电压可知，路端电压会增大。

2．【答案】    ①. 2.25    ②. 1.5

【解析】

【详解】[1]当电源的内外电阻相等时，电源输出功率最大，则电源的最大输出功率为

[2]将看成电源内阻，则当等于电源新内阻时，即

此时，消耗的最大功率为

3．【答案】       

【解析】【来源】2020年上海市青浦区高考一模物理试题

【分析】

考查电路的动态分析。

【详解】

[1][2]．据题理想电压表内阻无穷大，相当于断路．理想电流表内阻为零，相当短路，所以R与变阻器串联，电压表V1．V2．分别测量R．路端电压的电压．当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，则A的示数增大，则:

根据闭合电路欧姆定律得：

则得：

则有：

4．【答案】6    1    1.5   

【解析】

【详解】

[1][2]当触点离电阻左端，触点离电阻右端时，最左端一段与中间一段先并联再与最右端一段串联，示数为通过最左端一段的电流，所以最左端一段电压为：

通过最右端一段的电流为：

即电流表A的示数是，最右端一段的电压为：

图中电压表V的示数为：

[3]电池的输出功率为：

 每个电池的输出功率为：

5．【答案】先变大后变小    a端或b端   

【解析】【来源】2020届上海市金山区高三（下)二模物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]分析电路结构可知，滑动变阻器的两部分接入电阻与并联然后和串联，滑动变阻器的滑片P从a向b移动的过程中，并联部分总电阻

因此变阻器电阻线变大后减小，总电流先减小后增大，而路端电压先增大后减小，电压表直接测路端电压，所以电压表的示数先变大后变小。

当外电阻等于电源内阻时电源输出功率最大。而又因为电源内阻阻值小于，所以当最小时电源输出功率最大，即滑片处于a端或b端时，电源的输出功率最大。

6．【答案】25    3.24   

【解析】【来源】2020届上海市崇明区高三（下)二模物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]串联电路电流相等，通过的电流为，由

可得

代入数据解得

因为串联电路路端电压等于各部分电压之和，由此可得

代入数据解得

根据

代入数据解得

根据

和串联电路电流相等可得，当

时，R．R0电功率相等。因此电流为

代入数据得

因此

代入数据得

同理可得

因此外电阻

因此电源输出功率

代入数据得

7．【答案】1.28×10‐5 C    一直减小   

【解析】【来源】天津市第一中学2017-2018学年高一下学期期末考试物理试题

【详解】

[1]．设电池的负极的电势为0，电容的下极板的电势不变，则上极板的电势变化范围为电容器两极板的电压的变化范围：即

则通过A2的电量为

Q=C△U=6.4×2×10-6=1.28×10-5C

[2]．A1的读数为通过R1的电流，其值，则R增大，电流变小。

8．【答案】24    4   

【解析】【来源】上海市进才中学2019-2020学年高二（上)期终考试（等级考)物理试题

【分析】

【详解】

[1]在电源内部，根据公式

非静电力将24J的其它形式的能转化为电能。

[2]静电力做功

故静电力把20J的电能转化为其他形式的能量，则电源消耗的电能

9．【答案】R1+r       

【解析】【来源】陕西省宝鸡市千阳县中学2020-2021学年高二（上）期中质量检测物理试题

[1][2]将R1视为电源的内电阻处理，则根据电源的输出功率随外电阻变化的特点可知，当

R2=R1+r

电源的输出功率最大，即外电阻R2消耗的电功率最大，P2有最大值为

10．【答案】前后车灯的开关状态互不影响    15   

【解析】

[1]若是串联关系，两灯必是同时开关的，所以判断的依据是前后车灯的开关状态互不影响。

[2]设前灯电阻为R1，后灯电阻为R2，根据，可得

设电源电动势为E，内阻为r，单独打开前车灯时，有

同时打开前后车灯时，前后车灯并联，则并联总电阻为

联立方程，解得

E=15V

11．【答案】    ①. C    ②. C

【解析】

【详解】[1]当滑动变阻器的阻值等于电源内阻时，电源的输出功率最大，即电源的输出功率随先变大，再变小，输出功率与路端电压的关系式为

由数学知识可知，C正确，ABD错误。

[2]电源的输出功率为

由数学知识可知，C正确，ABD错误。

12．【答案】    ①. 变大    ②. 减小

【解析】

【详解】[1]滑动变阻器的滑动触头P自a端向b端滑动的过程中，R3接入电路的电阻减小，电路外电阻减小，干路电流增大，电阻R1两端电压

增大，电压表示数增大；

[2]干路电流增大，并联部分电压

减小，电容器两板间电压减小，电容器C所带电荷量减小。

13．【答案】  (1). 2    (2). 4

【解析】[1]根据闭合电路的欧姆定律得

[2] 电压表的示数为

14．【答案】斜率    截距   

【解析】【来源】2020届上海市长宁区高三（下)二模物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]闭合电路欧姆定律，有

公式变形，得到

以变量为横轴．以变量R为纵轴建立直角坐标系，利用测得的数据画出图象，该图象的斜率表示了干电池的电动势 则该图像纵坐标的截距表示了干电池的内电阻。

15．【答案】                       

【解析】

【详解】

(1)[1][2][3]根据闭合电路电压关系可知，

对内阻根据欧姆定律可知，电流

外电阻

(2)[4][5][6] 已知I．R和，则根据闭合电路欧姆定律

E=

路端电压

对内阻根据欧姆定律可知，内阻

16．【答案】  (1). 6    (2). 9

【解析】[1]根据欧姆定律，电阻

[2]根据闭合电路的欧姆定律，电源电动势

17．【答案】1    5000   

【解析】

[1]改装成大量程电流表有

则改装后的电流表内阻为

[2]改装后的电压表内阻为

18．【答案】(1). 11.0V    (2). 12.0V    (3). 1.0Ω    (4). C

【解析】（1）用多用表直流电压50V挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的中间刻度读出正确结果，由指针指示可知：E=11.0V．
（2）根据闭合电路欧姆定律有：E=I（R+r）+IR0，因此有：，由此可知，图象的斜率表示，纵轴截距为：．由图象可知：，，由此解得：E=12V．r=1Ω．
（3）电动势大的内阻小的电源最优，由图象可知C图象代表的电源电动势最大，内阻最小，因此最优．故答案为C．