高中物理6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律巩固练习

这是一份高中物理6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律巩固练习，共7页。试卷主要包含了一台发电机用0，5×60 V=6 V等内容，欢迎下载使用。

基础巩固
1.一台发电机用0.5 A电流向外输电,在1 min内将180 J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )
A.6 VB.360 V
C.120 VD.12 V
答案:A
解析:q=It,E=Wq=WIt=1800.5×60 V=6 V。
2.一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的是( )
A.当外电阻增大时,路端电压增大
B.当外电阻减小时,路端电压增大
C.当外电阻减小时,电路中的电流减小
D.电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越大
答案:A
解析:根据U=E-Ir,当外电阻增大时,I减小,U增大,A正确,B错误。根据I=ER+r,C错误。再根据U=E-Ir,ΔU=ΔIr,故D错误。
3.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4I3,则电源的内阻为( )
A.RB.R2
C.4RD.R8
答案:C
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=43IR2+r,由以上两式可得r=4R。
4.如图所示的电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑片向下滑动的过程中( )
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
答案:A
解析:由变阻器R0的滑片向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小,则R外减小,由I=ER外+r可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小。由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2减小,由I2=U2R2可知电流表示数变小,故A正确。
5.有一铅蓄电池,在其内部将2×10-5 C的电子从正极移到负极需要3×10-2 s的时间,此过程中非静电力做功为4×10-5 J,则该铅蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2 A,供电10 min,非静电力做功是多少?
答案:2 V 240 J
解析:电动势E=Wq=4×10-52×10-5 V=2 V
非静电力做的功W=Eq=EIt=2×0.2×60×10 J=240 J。
能力提升
1.(多选)下图为闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列说法正确的是( )
A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1>E2,内阻r1>r2
D.当工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
答案:AD
解析:由闭合电路欧姆定律知E=U+Ir。当I=0时U=E,即U-I图线和U轴的交点就是电源电动势,两电源的电动势相等。当U=0时I=Er,由题图知,U-I图线和I轴的交点就是短路电流,则I1>I2,A正确。而r=ΔUΔI,即图线的斜率的绝对值表示电源的内阻,由题图知r12.(多选)如图所示的电路中,电源的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时,电压表的读数为3 V,下列说法正确的是( )
A.电源的内电阻为4 Ω
B.小灯泡的电阻为2 Ω
C.当开关S接到位置2时,小灯泡很暗
D.当开关S接到位置2时,小灯泡两端的电压为3 V
答案:BC
解析:灯泡的额定电流IL=PLUL=4.53 A=1.5 A,电阻RL=ULIL=31.5 Ω=2 Ω,当开关接1时,通过电阻R的电流I=UR=330 A=0.1 A,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,代入得3.2 V=3 V+0.1 A×r,可得r=2 Ω,故A错误,B正确;当开关接2时,灯泡电流IL'=ERL+r=3.22+2 A=0.8 A,小于灯泡的额定电流,实际功率小于其额定功率,则灯泡L不能正常发光,会很暗,此时灯泡两端的电压为UL'=IL'RL=0.8×2 V=1.6 V,故C正确,D错误。
3.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb。由图可知ηa、ηb的值分别为( )
A.34、14 B.13、23
C.12、12 D.23、13
答案:D
解析:由U-I图像可知,若电源的电动势为6U0,则a、b两点处对应的路端电压分别为4U0、2U0,电源的效率η=UIEI=UE,所以ηa=U1E=23,ηb=U2E=13,正确选项为D。
4.如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光,如果变阻器的滑片向b端滑动,则( )
A.电灯L变亮,电流表的示数减小
B.定值电阻R2消耗的功率增大
C.电灯L变暗,电源的总功率减小
D.电灯L变暗,电流表的示数增大
答案:A
解析:滑片向b端滑动,R1变大,电路中总电阻变大,路端电压变大,根据I=ER总+r知I减小,电流表示数减小,根据E=U外+Ir,U外变大,灯泡两端电压变大,故电灯L变亮。再根据P2=I22R2,I总减小,IL变大,故I2变小,R2功率变小,故B、C、D错误,A正确。
5.如图所示的电路中,电源的电动势E=12 V,内阻未知,R1=8 Ω,R2=1.5 Ω,L是规格为“3 V 3 W”的灯泡,开关S断开时,灯泡恰好正常发光。不考虑温度对灯泡电阻的影响。试求:
(1)灯泡的额定电流和灯丝电阻;
(2)电源的内阻;
(3)开关S闭合时,灯泡实际消耗的功率。
答案:(1)1 A 3 Ω (2)1 Ω (3)0.48 W
解析:(1)I=PU=3W3V=1 A
RL=UI=3V1A=3 Ω
(2)S断开时,E=Ir+IR1+IRL
将E=12 V,I=1 A,R1=8 Ω,RL=3 Ω代入求解得r=1 Ω。
(3)开关S闭合时,E=I'r+I'R1+U2
I'=U2R2+U2RL
代入数据联立求解得U2=1.2 V
灯泡实际消耗的功率P'=U22RL=0.48 W。
6.在如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=R3=4 Ω。当开关S接a时,R2上消耗的电功率为4 W;当开关S接b时,电压表示数为4.5 V。试求:
(1)开关S接a时,通过电源的电流和电源两端的电压;
(2)电源的电动势和内电阻;
(3)开关S接c时,通过R2的电流。
答案:(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A
解析:(1)开关S接a时,R1被短路,由P2=I2R2得
通过电源的电流为I=1 A
电源两端的电压等于R2两端的电压,为U=IR2=1×4 V=4 V。
(2)由闭合电路欧姆定律得
当开关S接a时,有E=U+Ir
代入得E=4 V+1 A×r。
当开关S接b时,电压表示数为4.5 V,有E=U'+U'R1+R2r
联立解得E=6 V,r=2 Ω。
(3)当开关S接c时,通过R2的电流为
I'=12·ER1+12R2+r=0.5 A。