物理教科版 (2019)第二章 电路及其应用6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律同步测试题

2021-2022学年教科版（2019）必修第三册

2.6电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律

课时练习（解析版）

1．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，电流表A和电压表V均可视为理想电表．闭合开关S后，在将滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中（  ）

A．电流表A的示数变小，电压表V的示数变大

B．小灯泡L变暗

C．电源的总功率变大，效率变小

D．通过定值电阻R1的电流方向自右向左

2．如图所示，图中的四个电表均为理想电表，当滑动变阻器滑片P向右端移动时，下面说法中正确的是（　　）

A．电压表V1的读数减小，电流表A1的读数减小

B．电源的输出功率一定变小

C．电压表V1的读数的变化量与电流表A1的读数的变化量的比值不变

D．若滑片P的位置不动，R2突然发生短路，则A2的读数增大

3．如图所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器闭合开关S后，滑动变阻器滑片P自b向a移动的过程中（　　）

A．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小

B．电流表A的示数变大，电压表V2的示数与电流表A的示数之比变大

C．电压表V1的示数不变，电路总功率变大

D．电压表V1的示数变小，电路总功率变小

4．如图甲所示的电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）

A．图乙中滑动变阻器的最大功率

B．图乙中，

C．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大

D．调整滑动变阻器的阻值，可以使电源的输出电流达到

5．如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的、均为总阻值一定的滑动变阻器，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是（　　　）

A．只逐渐增大的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻中有向下的电流

B．只调节滑动变阻器的滑动端向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻中有向上的电流

C．只调节滑动变阻器的滑动端向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动

D．若断开电键S，带电微粒向下运动

6．如图所示的电路，两电表均为理想电表，电源的内阻不可忽略，。开始时滑片位于图示的位置，则在滑片向上滑动的过程中，下列选项正确的是（　　）

A．电源的输出功率增大 B．流过R的电流减小

C．两电表的示数均增大 D．电源的总功率减小

7．如图所示，R4是由半导体材料制成的热敏电阻，电阻率随温度的升高而减小，电流表是安放在值班室的显示器，电源两极之间接一个报警器，当R4所在处出现火情时，电流表显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（　　）

A．I变大，U变小 B．I变大，U变大

C．I变小，U变大 D．I变小，U变小

8．如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为R，L1和L2为相同的灯泡，每个灯泡的电阻和定值电阻的阻值均为R，电压表为理想电表，S为单刀双掷开关，当开关由1位置打到2位置时，下列说法正确的是（　　）

A．电压表读数将变小

B．L1亮度不变，L2将变暗

C．L1将变亮，L2将变暗

D．电源内阻的发热功率将变小

9．2021年2月24日，我国以“一箭三星方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道发射任务取得圆满成功卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像（电池内阻不是常量），图线b是某电阻R的U-I图像在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（　　）

A．电源的电动势为E=5V B．电阻两端的电压为U=3V

C．电阻的电流为I=0.4A D．硅光电池的内阻为3Ω

10．图示电路中，电源电动势E=12V，内阻r=4Ω，定值电阻R0=2Ω，变阻器Rx的最大阻值为10Ω，开关S闭合，下列判定正确的是（　　）

A．当Rx=2Ω时，定值电阻的功率最大

B．当Rx=6Ω时，变阻器的功率最大

C．当Rx=0时，电源的输出功率最大

D．当Rx=0时，电源的效率最高

11．某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程．先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示．电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是

A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流

C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻

12．如图所示电路，电源内阻为r，两相同灯泡 电阻均为R，D为理想二极管（具有单向导电性），电表均为理想电表。闭合S后，一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动，电压表 示数变化量绝对值分别为 ，电流表示数变化量为，则下列说法中错误的是（　　）

A．两灯泡逐渐变亮 B．油滴将向下运动

C． D．

13．如图所示，直流电路中，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照增强而减小。当开关S闭合时，处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止。现用强光照射电阻时（　　）

A．电源的总功率增大 B．A板的电势降低

C．液滴向下运动 D．电容器所带电荷量增加

14．如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源路端电压与电流的关系，图线b为某一个小灯泡的伏安特性曲线。用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路，以下说法正确的是（　　）

A．电源电动势为3 V

B．此时电源的效率为25%

C．此时小灯泡的阻值为1.5 Ω

D．此时小灯泡的功率为1.5 W

15．若用E表示电源电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中一定正确的是（　　）

A．U＝2U′ B．U′＝E－U

C．U＝E—Ir D．U＝·E

16．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．

17．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=50cm．电源电E=36V，内阻r=1Ω，电阻R=9Ω．合合开关S，待电路稳定后，将一带正电的微粒从B板小孔以初速度竖直向上射入两板间，微粒恰能别达A板．已知微粒带电荷量q=1.6×10-10C、质量m=2×10-10㎏，不考虑空气阻力，取g=10m/s2．求：

（1）两金属板间的电压；

（2）电源的输出功率．

参考答案

1．C

【详解】

试题分析：电压表测量两端的电压或者电容器两端的电压，当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路总电阻减小，故电路总电流增大，所以通过灯泡L的电流增大，即小灯泡变亮，电流表示数增大，由于总电阻减小，所以根据闭合回路欧姆定律可得路端电压减小，而小灯泡两端的电压增大，所以滑动变阻器两端的电压减小，即电压表示数减小，故AB错误；根据公式可得电源的总功率增大，根据公式可得电源的效率减小，故C正确；由于电容器两端的电压减小，所以根据公式可得电容器上的电荷量减小，故通过定值电阻R1的电流方向自左向右，D错误

考点：考查了电路动态变化分析

【名师点睛】在分析电路动态变化过程中，一般步骤是从部分变化，到整体变化，在根据整体变化推演到另外部分电路的变化，另外在含电容电路中，电容所在支路相当于断路，

2．C

【详解】

A．当滑动变阻器滑动触点P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电流表A1读数增大；电压表V1读数U1=E-I（R1+r），I增大，其他量不变，则U1减小；故A错误；

B．由于电源的内外电阻关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故B错误．

C．根据闭合电路欧姆定律有 U1=E-I（R1+r），则得 =R1+r，保持不变，故C正确；

D．若滑片P的位置不动，R2突然发生短路，外电阻减小，干路电流增大，电源的内电压和R1的电压增大，所以R3的两端电压U1减小，A2的读数为 I2=，则I2减小，故D错误；

故选C。

3．A

【详解】

电路的等效电路图如下图所示：

当滑片P自b向a移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路的总电阻变小；根据公式

可知，电路中电流变大，即电流表示数变大；根据公式

U=IR

可知，电阻R1两端的电压变大，即V1的示数变大；根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压变小，即电压表V2的示数变小，因电压表V2的示数变小、电流表示数变大，所以电压表V2的示数与电流表A的示数之比变小；根据

P=IU

可知，电流I增大，U不变，则电路的总功率变大。

故选A。

4．B

【详解】

A．由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为

把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当

滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为

A错误；

B．滑动变阻器的阻值为时与阻值为时消耗的功率相等，有

解得

B正确；

C．当回路中电流最大时，即时定值电阻R消耗的功率最大，C错误；

D．当滑动变阻器的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为

则调整滑动变阻器的阻值，不可能使电源的输出电流达到，D错误。

故选B。

5．D

【详解】

A．只逐渐增大的光照强度，的阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，根据

可知电阻消耗的电功率变大；同时，滑动变阻器R2的电压也变大，则电容器两端的电压增大，电容器内的电荷量变大，故电容器处于充电状态，因电容器下极板与电源的正极连接，故电阻中有向上的电流，故A错误；

B．电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻的滑动端向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；

C．只调节电阻的滑动端向下端移动时，电路中的总电阻不变，故总电流不变，所以电压表的示数不变，由于电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由

可知电场力变大，而重力不变，故带电微粒向上运动，故C错误；

D．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，板间场强减小，带电微粒所受的电场力减小，而重力不变，故带电微粒将向下运动，故D正确。

故选D。

6．A

【详解】

BC．当滑动变阻器的滑片向上滑动时，外电路电阻减小，总电流增大，路端电压减小，电压表测得的是路端电压，因此电压表示数减小；由于总电流增大，所以两端电压增大，并联部分电压减小，流过电阻的电流减小，电流表测得的是流过的电流，电流表示数减小，流过滑动变阻器R的电流增大，故BC错误；

A．当外电阻等于内阻时，电源的输出功率增大，已知，随着R的减小，则电源的输出功率增大，故A正确；

D．电源的总功率

由于总电流增大，所以电源的总功率增大，故D错误。

故选A。

【点睛】

7．A

【详解】

当传感器R4所在处出现火情时，R4的阻值变小，R2、R3与R4的并联电阻减小，外电路总电阻变小，则总电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，即有U变小；因U变小，而电流增大，故R1分压增大；并联部分分压减小，故R3的电流减小，由可知，电流表示数变大，故选A。

8．A

【详解】

开关在位置1时，外电路总电阻

电压表示数

U＝E＝E

同理，每个灯泡两端的电压

U1＝U2＝E

电源内阻的发热功率为

P热＝＝

开关在位置2时，外电路总电阻

R总′＝R

电压表示数

U′＝E＝E

灯泡L1的电压

U1′＝E

L2的电压

U2′＝E

电源内阻的发热功率为

P热′＝＝

综上所述，电压表读数变小，L1亮度不变，L2将变亮，电源内阻的发热功率将变大， BCD错误，A正确。

故选A。

9．B

【详解】

A．由闭合电路欧姆定律得

当I=0时，E=U，由图线a与纵轴的交点读出电源的电动势为

E=4V

选项A错误；

BC．根据两图线交点处的状态可知，电阻两端的电压为

U=3V

电流为

I=0.2A

选项B正确，C错误；

D．则硅光电池的内阻为

r==5Ω

选项D错误。

故选B。

10．B

【详解】

A．变阻器的阻值Rx=0时，电路中电流最大，故根据可知定值电阻R0消耗的功率最大，选项A错误；

C．电源的输出功率

当，即时，电源的输出功率最大，选项C错误；

B．由闭合电路的欧姆定律结合功率公式，根据等效内阻法，当时，变阻器消耗的功率最大，选项B正确；

D．电源的效率

外电阻越大，电源效率越高，所以当Rx=10Ω时，电源的效率最高，选项D错误。

故选B。

11．D

【详解】

由Q=CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I=Q/t，变形得，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以Q=S/R，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，

选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出．

12．B

【详解】

A．滑片向上滑动，其阻值减小，总电阻减小，回路中电流变大，两灯变亮，选项A正确；

B．总电流增大，故内电压增大，所以外电压减小，即V1的示数减小，而L1的电压变大，所以并联部分L2的电压减小，所以V2的示数及电容器板间电压变小，应放电，但二极管的单向导电性使电荷不能放出，由于Q不变，则由

得

可知E不变，油滴静止不动，选项B错误；

C．把电阻R看作电源内阻一部分，就是两端电压的增加量，也是电容器两板间电压减少量，则

选项C正确；

D．由闭合电路欧姆定律可得

所以

选项D正确。

本题选错误的，故选B。

13．AD

【详解】

BC．现用强光照射电阻时，的阻值减小，干路电流增大，R2与电容器串联，稳定后相当于断路，对电路无影响，故电容器两端电压相当于R1两端电压，由于下极板接地，由

可知，电容器两端电压增大，即A板的电势升高，极板间场强

故场强增大，液滴受到向上的电场力增大，故液滴向上运动，BC错误；

D．由

可知，电容器所带电荷量增加，D正确；

A．由

可知，电源的总功率增大，A正确。

故选AD。

14．ACD

【详解】

A．由图根据闭合电路欧姆定律，可得

U=E-Ir

当I=0时，U=E，可读出电源的电动势

E=3.0V

故A正确；

BD．两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出路端电压U=1.5V，电路中电流I=1.0A，则小灯泡的功率为

P=UI=1.5W

电源消耗的总功率为

P总=EI=3.0W

电源的效率

100%=50%

故B错误；D正确；

C．根据欧姆定律可知R的阻值为

故C正确。

故选ACD。

15．BC

【详解】

A．内电压和外电压的关系是由内阻和外电阻的关系决定，则两者不一定是2倍关系，选项A错误；

B．电动势等于内外电压之和，即

U′＝E－U

选项B正确；

C．根据闭合电路的欧姆定律

U′=Ir

则

U＝E—Ir

选项C正确；

D．若电路是纯电阻性电路，根据闭合电路欧姆定律

路端电压

若电路是非纯电阻性电路，此时路端电压

D错误。

故选BC。

16．U＝E－Ir；见解析

【详解】

由E＝U＋U内及U内＝Ir得

U＝E－Ir，U－I图像如图所示

17．（1）6V（2）99W

【详解】

（1）设两板间电压为，由动能定理：，解得．

（2）由闭合电路欧姆定律得：则得

滑动变阻器两端电压．

电源输出功率：

联立解得