2022届高考物理选择题专题强化训练：电源的电动势和内电阻 闭合电路的欧姆定律 路端电压(天津使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：电源的电动势和内电阻 闭合电路的欧姆定律 路端电压(天津使用)，共15页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共20小题；共80分）
1. 如图甲所示，理想变压器原线圈匝数 n1=200 匝，副线圈匝数 n2=100 匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻 R 的阻值均为 125 Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是
A. 通过电阻的交流电频率为 100 Hz
B. 电压表的示数为 250 V
C. 电流表的示数为 0.25 A
D. 每个电阻 R 两端电压最大值为 1252 V

2. 关于电动势，下列说法中正确的是
A. 电压表接到电源两极时，测得的就是电动势
B. 因电动势的单位和电势差相同，所以电动势实质上就是电势差
C. 一个电动势为 1.5 V 的电池接入电路时，若有 1 C 的电荷量通过电路，就有 1.5 J 的电能转变成化学能
D. 一个电源的电动势的大小只由电源本身决定

3. 关于电动势，下列说法正确的是
A. 电动势就是电压
B. 电动势越大，表明电源存储的电能越多
C. 一节干电池的电动势为 1.5 V，表示该电池能将 1.5 J 的化学能转变成电能
D. 每通过 1 C 的电荷量，非静电力做功 2 J，那么这节电池的电动势是 2 V

4. 关于电源和电动势的说法错误的是
A. 电源是把其他形式的能转化为电能的装置
B. 闭合电路电源两极间的电压就等于电动势
C. 电动势的单位是“伏特”
D. 电动势由电源本身的性质决定

5. 如图所示，变压器为理想变压器，电流表 A1 内阻不可忽略，其余的均为理想的电流表和电压表。a 、 b 之间接有电压不变的交流电源，R0 为定值电阻，R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片沿 c→d 的方向滑动时，则下列说法正确的是
A. 电流表 A1 、 A2 的示数都增大
B. 电流表 A1 的示数变小，A2 的示数增大
C. 电压表 V1 、 V2 示数不变，V3 示数变小
D. 电压表 V1 、 V2 示数变小，V3 示数变大

6. 下列关于电源的说法错误的是
A. 电源是把其他形式的能转化为电能的装置
B. 电源电动势由电源本身的性质决定的
C. 电动势的单位是“伏特”
D. 闭合电路电源两端的电压等于电动势

7. 关于电动势的说法正确的是
A. 电源的电动势就是直接接在电源两端的电压表测得的电压值
B. 同一电源接入不同的电路中，电动势就会发生变化
C. 电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压
D. 在电路中，接入电路的电阻越大，电源的电动势就越大

8. 一个电动势为 E 内阻为 r 的电源，接有阻值是 R 的外电路，用 UR 表示路端电压，Ur 表示内电压，用 I 表示通过电源的电流强度，下列关系式中错误的是
A. E=UR+UrB. E=UR+IrC. E=UR+Ur+IrD. E=I(R+r)

9. 下列说法正确的是
A. 1 号干电池比 5 号干电池的电动势小、容量大
B. 电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加
C. 电势降低的方向就是电场强度方向
D. 在同一等势面上移动电荷电场力对电荷一定不做功

10. 如图所示，直线 A 为电源的 U−I 图线，曲线 B 为灯泡电阻的 U−I 图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的效率分别是
A. 4 W 、 33.3% B. 2 W 、 66.7% C. 4 W 、 66.7% D. 2 W 、 33.3%

11. 如图所示，直线 A 为某电源的 U−I 图线，曲线 B 为某小灯泡的 U−I 图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是
A. 4 W ， 8 W B. 4 W ， 6 W C. 2 W ， 3 W D. 2 W ， 4 W

12. 如图所示为两电源的 U－I 图象，则下列说法正确的是
A. 电源 ① 的电动势和内阻均比电源 ② 小
B. 当外接同样的电阻时，两电源的输出功率可能相等
C. 当外接同样的电阻时，两电源的效率可能相等
D. 不论外接多大的相同电阻，电源 ① 的输出功率总比电源 ② 的输出功率大

13. 如图所示，理想变压器原线圈接在 u=Umsin(wt+φ) 的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻 R，不计电表内电阻影响。闭合开关 S 后
A. 电流表 A2 的示数减小B. 电压表 V1 的示数减小
C. 电压表 V2 的示数不变D. 电流表 A1 的示数不变

14. 如图所示，电阻为 r，匝数为 N，面积为 S 的矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度 ω 匀速转动，接入电路中变阻器的阻值为 R。t=0 时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则
A. t=0 时，线圈中的感应电动势 E=NBSω
B. 电压表的示数为 NBSωR+r
C. 滑片 P 向下滑动时，电流表的读数变大
D. 线圈匀速转动的角速度 ω 变大时，电流表的读数变大

15. 太阳能电池是利用太阳能一种有效装置。现有一太阳能电池板，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. 0.20 VB. 0.10 VC. 0.40 VD. 0.30 V

16. 不计电阻的某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的 A 、 B 两端，电压表和电流表均为理想电表，R1 为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R2 为定值电阻。下列说法正确的是
A. 在 t=0.01 s，穿过该线圈的磁通量为零
B. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u=362sin50πt(V)
C. R1 处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D. R1 处温度升高时，电压表 V1 、 V2 示数的比值不变

17. 如图所示，图线 a 是某一电源的 U−I 曲线，图线 b 是某一定值电阻的 U−I 曲线。若将该电源与该定值电阻连成闭合电路（已知该电源的内阻 r=2.0 Ω ），则下列说法错误的是
A. 将 2 只这种电阻串联作为外电阻，电源输出功率最大
B. 将 3 只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大
C. 该定值电阻为 6 Ω
D. 该电源的电动势为 20 V

18. 如图所示，电源电动势 E=3 V，小灯泡 L 标有“2 V 、 0.4 W”，开关 S 接 1，当变阻器调到 R=4 Ω 时，小灯泡 L 正常发光；现将开关 S 接 2，小灯泡 L 和电动机 M 均正常工作，则
A. 电动机的内阻为 4 Ω B. 电动机正常工作电压为 1 V
C. 电源内阻为 1 Ω D. 电源总功率 0.4 W

19. 在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，某同学设计了一种报警装置，电路如图所示，M 是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻 RM 会发生变化，导致 S 两端电压 U 增大，从而使装置发出警报，E 为内阻不计的电源，此过程中
A. 此过程中流过电源的电流变小
B. 此过程中流过传感器 M 的电流变小
C. RM 变大，且 R 越大，U 增大越明显
D. RM 变小，且 R 越大，U 增大越明显

20. 如图所示电路中，电源电动势为 6 V，电源内阻为 1.0 Ω，电路中的电阻 R0 为 1.5 Ω，小型直流电动机 M 的内阻为 0.5 Ω，闭合开关 S 后，电动机转动，理想电流表的示数为 1.0 A，则以下判断中正确的是
A. 电动机的输出功率为 4 WB. 电动机两端的电压为 4.0 V
C. 电动机产生的热功率为 0.5 WD. 电源输出的电功率为 6 W

二、双项选择题（共10小题；共40分）
21. 硅光电池已广泛应用于人造卫星和灯塔、高速公路“电子眼”等设施。其原理如图所示，a 、 b 是硅光电池的两个电极，P 、 N 是两块硅半导体，P 、 N 可在 E 区形成匀强电场，P 的上表面镀有一层膜，当光照射时，P 内产生的自由电子经 E 区电场加速后到达半导体 N，从而产生电动势，以下说法中正确的是
A. a 电极为电池的正极
B. 电源内部的电流方向由 P 指向 N
C. E 区匀强电场的方向由 N 指向 P
D. 硅光电池是一种把化学能转化为电能的装置

22. 关于电动势，下列说法正确的是
A. 电源两极间的电压等于电源电动势
B. 电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
C. 电动势的数值等于内外电压之和
D. 电源电动势与外电路的组成有关

23. 国家标准管委会规定"自2010年1月1日起， 40 公斤以上、时速 20 公里以上的电动自行车称为电动摩托车，划入机动车范畴"。一电动摩托车由电动势为 48 V 、内阻为 0.5 Ω 的蓄电池供电，当电动车匀速行驶时，通过蓄电池的电流为 5 A ，此时该蓄电池
A. 输出电压为 48 V B. 输出电压为 45.5 V
C. 内耗热功率为 2.5 W D. 内耗热功率为 12.5 W

24. 在如图所示电路中，电源电动势为 10 V，电源内阻为 1.0 Ω，电路中电阻 R0 为 1.5 Ω，小型直流电动机 M 的内阻为 0.5 Ω，闭合开关 S 后，电动机转动，理想电流表的示数为 2.0 A。则以下判断中正确的是
A. 电源两端的电压为 8 VB. 电源输出的电功率为 16 W
C. 电动机两端的电压为 2.5 VD. 电动机的输出功率为 10 W

25. 如图所示，手摇发电机产生正弦交流电，经理想变压器给灯泡 L 供电。当线圈以角速度 ω 匀速转动时，额定电压为 U 的灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为 r，灯泡正常发光时的电阻为 R，其它电阻不计，变压器原线圈与副线圈的匝数比为 n:1。则
A. 电压表的读数为 Un
B. 原线圈中的电流为 UnR
C. 从中性面开始计时，原线圈输入电压瞬时值的表达式为 u=2nUsinωt
D. 发电机的线圈中产生的电动势有效值为 n2R+r2nRU

26. 如图所示，变压器原、副线圈匝数比为 2:1。电池和交变电源的电动势都为 4 V，内阻均不计，电流表视为理想电表，变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是
A. S 与 a 接通的瞬间，R 中无感应电流
B. S 与 a 接通稳定后，R 两端的电压为 2 V
C. S 与 b 接通稳定后，R 的滑片向上滑，电流表的示数变小
D. S 与 b 接通稳定后，R 两端的电压为 2 V

27. 如图（a）为一调压装置，变压器为理想变压器，负载电路中 R0=5 Ω，R=50 Ω，电表均为理想表，若原线圈接入图（b）所示的交变电压时，电流表示数为 2 A，下列说法正确的是
A. 原、副线圈匝数比为 2:1
B. 原线圈的电流为 4 A
C. 当 R 增大时，电压表的示数增大
D. 当 R 减小时，原线圈的输入功率减小

28. 在如图所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，R0 为一定值电阻，闭合电键 S，当可变电阻 R=10 Ω 时，电压表读数为 2 V。当可变电阻 R=8 Ω 时，电压表的读示数为 U，则下列说法正确的是
A. 电压表的示数 U 可能为 1.9 V
B. 电压表的示数 U 可能为 1.6 V
C. 当 R 减小时，电源的输出功率一定要减小
D. 当 R 减小时，电源的效率一定要减小

29. 如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，若调整可变电阻 R 的阻值，可使电压表 Ⓥ 的示数减小 ΔU（电压表为理想电表），在这个过程中
A. 通过 R1 的电流减小，减小量一定等于 ΔUR
B. R2 两端的电压增加，增加量一定等于 ΔU
C. 路端电压减小，减小量一定等于 ΔU
D. 通过 R2 的电流增加，但增加量一定小于 ΔUR2

30. 如图甲所示，将圆形闭合回路（面积固定）置于广阔的匀强磁场中，若磁感应强度 B 随时间 t 变化的图象分别如图乙中的 a 、 b 、 c 、 d 所示。则下列关于回路中产生感应电流的论述中正确的是
A. 图 a 中回路产生的感应电流恒定不变
B. 图 b 中回路产生的感应电流恒定不变
C. 图 c 中回路在 0∼t1 时间内产生的感应电流大于在 t1∼t2 时间内产生的感应电流
D. 图 d 中回路产生的感应电流先变大再变小
答案
第一部分
1. C
2. D
【解析】由于电压表有内电阻，故接在电源两极间的电压表测得的电压小于电源的电动势，故A错误；
电动势公式 E=Wq 中 W 与电势差公式 U=Wq 中的 W 是不一样的，前者是非静电力做功，而后者是电场力做功，故电动势和电势差的实质不同，故B错误；
一个电动势为 1.5 V 的电池接入电路时，若有 1 C 的电荷量通过电路，根据电动势公式 E=Wq，非静电力做功 1.5 J，有 1.5 J 的化学能转变成电能，故C错误；
电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势的大小只由电源本身决定，与外电路无关，故D正确。
3. D
【解析】电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领强弱；而电压是反映电场做功的能力大小的；二者有着本质的区别，故A错误；
电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领强弱；电动势越大，表明电源把其他形式的能转化为电能本领越大，故B错误；
常用干电池的电动势约为 1.5 V，表示该电池每通过 1 C 的电量，能将 1.5 J 的化学能转变成电能，故C错误；
每通过 1 C 的电荷量，非静电力做功 2 J，那么这节电池的电动势是 2 V，故D正确。
4. B
【解析】电源是把其他形式的能转化为电能的装置，故A正确；
闭合电路电源两极间的电压为路端电压，一般均要小于电动势，只有当外电路为开路时，路端电压才等于电动势，故B错误；
电动势的单位也为伏特，故C正确；
电动势是由电源本身的性质决定的，故外电路无关，故D正确。
5. A
【解析】a 、 b 之间接有电压不变的交流电源，变阻器的滑片沿 c→d 的方向滑动时，接入电路的等效电阻变小，故电流表 A1 示数增大，根据电流与匝数成反比，电流表 A2 示数也增大，故A正确，B错误；
由于电流表 A1 内阻不可忽略，故 Uab=I1r+U1，Uab 不变，I1 变大，则 U1 变小，即电压表 V1 示数变小，根据电压与匝数成正比，电压表 V2 示数也变小；U3=U2−I2R0，U2 变小，故 U3 变小，即 V3 示数变小，故C、D错误。
6. D
【解析】电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置，故A正确；
电源电动势由电源本身的非静电力性质决定的，与外电路无关，故B正确；
电动势的单位是“伏特”，即焦耳/库仑，故C正确；
闭合电路电源两端的电压等于电动势减去内电压，故D错误。
7. C
【解析】接在电源两端的电压表本身就构成了外电路，电路中有电流，电源有内电压，根据闭合电路欧姆定律可知外电压小于电源的电动势，故电压表测得的电压值将小于电源的电动势，故A错误。
电动势由电源本身的特性决定，与外电路的结构无关。同一电源接入不同的电路中，电动势不变，故B错误。
电源没有接入电路时内电压为零，根据闭合电路欧姆定律可知电源两极间的电压等于电源的电动势，故C正确。
电源的电动势与接入电路的电阻无关，故D错误。
8. C
【解析】根据闭合电路欧姆定律得：U=E−Ir，
其中外电路电压为 UR=IR，内电路电压 Ur=Ir
所以
E=UR+Ir=UR+Ur=I(R+r)，故ABD正确；C错误
本题选错误的。
9. D
【解析】不同型号的干电池，电动势相同，干电池的电动势均为 1.5 V，故选项A错误；
只受电场力作用，电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加：若还有其它力作用，其他力对其做功，动能不一定增加，故选项B错误；
电势降低的最快的方向就是场强的方向；电势降低的方向不一定是场强的方向，故选项C错误；
同一等势面上的各点电势相等，根据 W=qU 可知在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功，故选项D正确。
10. C
【解析】本题考查的是电源及小灯泡伏安特性曲线的识别及输出功率的求解问题。由电源的伏安特性曲线可知电源电动势 E=3 V，内阻 r=EI短=36=0.5 Ω，当把此电阻接到这个电源上时，路端电压 U=2 V，十路电流 I=2 A，电源的输出 P=IU=4 W，电源效率 η=UE×100%=23×100%=66.7%，C项对，ABD错。
11. B
【解析】由 A 曲线可知电源电动势 E=3 V，交点的含义即为将此电阻接到这个电源上时的干路电流和路端电压，即 I=2 A，U=2 V，所以电源的输出功率 P出=IU=4 W，电源的总功率 P总=IE=6 W，因此B项对。
12. D
13. A
【解析】开关 S 闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即 V1 示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故 A1 的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即 V2 的示数减小，故电流表 A2 的示数减小，故A正确，BCD错误。故选A。
14. D
15. C
【解析】根据 r=ɛI= Ω，开路电压为 800 mV，即电源电动势为 800 mV，将该电池板与一阻值为 20 Ω 的电阻器连成闭合电路，则有闭合电路欧姆定律可知：路端电压 U=ɛ−Ir，电压分配和阻值成正比，可得路端电压是 0.4 V。
16. C
【解析】AB.原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压 362 V，周期 0.02 s，故角速度是 ω=2πT=100π rad/s，原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u=362sin100πt(V)，当 t=0.01 s 时，u=0，此时穿过该线圈的磁通量最大，A、B错误；C. R1 温度升高时，阻值减小，总电阻减小，而输出电压不变，电流增大，即电流表的示数变大，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，C正确；D. R1 处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是 V2 不是测量副线圈电压，R1 温度升高时，阻值减小，电流增大，则 R2 电压增大，所以 V2 示数减小，则电压表 V1 、 V2 示数的比值增大，D错误。
17. A
【解析】图线 b 的斜率 k=UI=152.5=6 Ω，则定值电阻的阻值 R=k=6 Ω，故C正确；
由图读出交点的电压 U=15 V，电流 I=2.5 A，根据闭合电路欧姆定律得，电源的电动势：E=U+Ir=15 V+2.5×2 V=20 V；故D正确；
当内外电路的电阻相等时电源的输出功率最大，故将 3 只这种电阻并联作为外电阻，电源输出功率最大，故A错误，B正确。
18. C
【解析】小灯泡的额定电流为 I=PU=0.42 A=0.2 A；
电阻为 RL=UI=20.2 Ω=10 Ω
当接 1 时，由闭合电路欧姆定律可知，E=I(RL+R+r)，代入数据解得 r=1 Ω，故C正确；
当接 2 时灯泡正常发光，流过的电流为 I=0.2 A
电源内阻分的电压为 U=Ir=0.2×1 V=0.2 V
故电动机分得电压为 U动=E−UL−U=3 V−2 V−0.2 V=0.8 V
故电阻 R1.6 V；故A 正确，B 错误；
当 R 减小时，外电阻减小，而电源的输出功率在内外电阻相等时最大，因不明确内外电阻的大小关系，故无法确定功率的变化情况；
但当 R 减小时，外电阻减小，则电路中的电流增大，则内电压增大，外电压减小；则电源的效率 η=UE×100%，因 E 不变，路端电压减小，故电源的效率一定减小；故D正确.
29. A， D
【解析】由串反并同结论可知，当 R 电阻减小并联部分分压减小，电压表示数减少，与其并联的 R1 的电流也减小，与其串联的电阻 R2 电压增大，由欧姆定律 R1 两端电压减小 ΔU=ΔIR，则A对，由闭合电路欧姆定律 E=U+Ir，电阻 R3 与 r 电压共增加了 ΔU，BC错，通过 R2 的电流增加，增加量一定小于 ΔUR2。
30. B， C
【解析】根据闭合电路欧姆定律知，感应电流的大小跟感应电动势成正比（总电阻不变），再由法拉第电磁感应定律得：E∝ΔΦΔt=SΔBΔt∝ΔBΔt，即圆形回路产生的感应电动势跟图象中的图线斜率成正比；
结合图象可以知道在图 a 中回路产生的感应电流为零，图 b 中回路产生的感应电流恒定不变，选项A错误、B正确；
图象 c 中在 0∼t1 时间内的感应电流是在 t1∼t2 时间内感应电流的 2 倍；
图 d 中回路产生的感应电流应该是先变小再变大，选项C正确、D错误。