高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十二章 电能 能量守恒定律2 闭合电路的欧姆定律综合训练题

课时跟踪检测(十八)  闭合电路的欧姆定律

A组—重基础·体现综合

1．(多选)对于电动势的定义式E＝的理解，下列说法正确的是(　　)

A．E与W成正比

B．E与q成反比

C．E的大小与W、q无关

D．W表示非静电力做的功

解析：选CD　电动势的定义式E＝中，E与W、q无关，E反映的是电源的属性，由电源内部非静电力的特性决定，W为非静电力做的功，故A、B错误，C、D正确。

2．下列有关电动势的说法中不正确的是(　　)

A．电源的电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功

B．当外电路断开时，电源两端的电压与电源电动势相等

C．电源提供的电能越多，电源的电动势越大

D．当电路中通过1 C电荷量时，电源便将E J其他形式的能转化为电能

解析：选C　根据电动势的定义式E＝可知，电源的电动势等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，A正确；由闭合电路欧姆定律可知，电动势等于内、外电路电势降落之和，当外电路断开时，电源两端的电压与电源电动势相等，B正确；电源提供的电能取决于做功时间与输出功率的乘积，电源提供的电能多，不能说明电动势大，C错误；根据电动势的定义式E＝可知，当电路中通过1 C 电荷量时，电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值，D正确。

3．第56届日本电池大会上华为发布了5分钟即可充满3 000 mA·h电池50%电量的快充技术成果，引起业界广泛关注。如图1是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则(　　)

图1

A．4.35 V表示该电池的电动势

B．11.4  W·h表示该电池能提供的电荷量

C．3 000  mA·h表示该电池能提供的电能

D．该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作30 h

解析：选D　4.35 V为充电电压，不是该电池的电动势，故A错误；11.4 W·h为电池能提供的电能，不是该电池能提供的电荷量，故B错误；mA·h为电荷量的单位，所以3 000 mA·h表示该电池能提供的电荷量，故C错误；该电池充满电后以100 mA的电流工作时，可连续工作时间t＝＝30 h，故D正确。

4.在如图2所示的电路中，电源的内电阻为1 Ω，外电路电阻为9 Ω，闭合开关后，电流表的示数为0.3 A，电流表的内阻不计。电源的电动势E等于(　　)

图2

A．1 V　　　　　　 B.2 V

C．3 V  D．5  V

解析：选C　根据闭合电路欧姆定律得电源的电动势为E＝I(R＋r)＝0.3×(9＋1)V＝3 V，故选项C正确。

5.如图3所示的电路中，把R由2  Ω改变为6  Ω时，电流减小为原来的一半，则电源的内电阻应为(　　)

图3

A．4 Ω   B．8  Ω

C．6 Ω   D．2  Ω

解析：选D　根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2  Ω时，E＝I(2  Ω＋r)；当R＝6  Ω时，E＝(6  Ω＋r)，解得r＝2 Ω，故选项D正确。

6.(多选)如图4所示电路中，电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列说法中正确的是(　　)

图4

A．当S断开时，UAC＝9 V

B．当S闭合时，UAC＝9 V

C．当S闭合时，UAB＝7.5 V，UBC＝0

D．当S断开时，UAB＝0，UBC＝0

解析：选AC　当S断开时，UAC与UBC都等于电源电动势，A正确，D错误；当S闭合时，UAC＝UAB＝R＝7.5 V，UBC＝0，B错误，C正确。

7.如图5所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)

图5

A．5∶3  B．3∶5

C．2∶3  D．3∶2

解析：选D　S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即E＝3 V；S闭合时，U外＝1.8 V，所以U内＝E－U外＝1.2 V，因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2，故D正确。

8.如图6所示为一种加速度仪的示意图。质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时，滑动触头位于滑动变阻器正中间，这时电压表指针恰好在刻度盘正中间。

图6

 (1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式为______________。

(2)若电压表指针指在满刻度的位置，此时系统的加速度大小为________，方向向________(填“左”或“右”)。

解析：(1)当振子向左偏离变阻器中间位置x距离时，对振子，根据牛顿第二定律得2kx＝ma ①

根据欧姆定律和串联电路分压特点得

U＝E②

联立①②得，a＝(E－2U)。

(2)由加速度的表达式可知，a与U是线性关系，所以加速度仪的刻度盘是均匀的，当变阻器触片滑到最右端时，电压表的读数等于电源的电动势E，得到电压表指针指在满刻度的位置时电压值U＝E。代入到加速度a的表达式得，a＝－，负号表示方向向左。

答案：(1)a＝(E－2U)　(2)　左

B组—重应用·体现创新

9．“神舟九号”与“天宫一号”的成功对接，使中国空间站建设迈出了坚实的一步。飞行器在太空飞行，主要靠太阳能电池提供能量。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的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)

A．0.1 V   B．0.2 V

C．0.3 V   D．0.4 V

解析：选D　电池没有接入外电路时，路端电压等于电池电动势，所以电动势E＝800 mV，由闭合电路欧姆定律得短路电流I短＝，所以电池内阻r＝＝ Ω＝20 Ω，该电池与20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝＝ mA＝20   mA，所以路端电压U＝IR＝400  mV＝0.4 V，D正确。

10.如图7所示的电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中(　　)

图7

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

解析：选A　由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小，则R外减小，由I＝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＝可知电流表示数变小，故A正确。

11.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，如图8所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图像(电池内阻不是常数)，图线b是某电阻R的U­I图像，在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为(　　)

图8

A．8.0  Ω   B．10  Ω

C．12  Ω   D．12.5 Ω

解析：选A　由闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，当I＝0时，E＝U，由图线a与纵轴的交点读出电动势E＝3.6 V。根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压U1＝2 V，电流I1＝0.2  A，则内阻r＝＝ Ω＝8.0 Ω，A正确。

12.如图9所示，电源电动势为6  V，内阻为1 Ω，R1＝5  Ω，R2＝10  Ω，滑动变阻器R3阻值变化范围为0～10  Ω，求电路中的总电流的变化范围。

图9

解析：当R3阻值为零时，R2被短路，外电阻最小，电流最大。R外＝R1＝5 Ω，I＝＝ A＝1 A。当R3阻值为10 Ω时，外电阻最大，电流最小。R并＝＝5  Ω，R外′＝R1＋R并＝10 Ω，I′＝＝   A≈0.55  A。

答案：0.55～1  A

13.在如图10所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4 W，当开关K接b时，电压表示数为4.5  V，试求：

图10

(1)开关K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K接c时，通过R2的电流。

解析：(1)开关K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K接a时，有：E＝U＋Ir，

当开关K接b时，电压表示数为4.5 V，有：

E＝U′＋r

联立解得：E＝6 V，r＝2 Ω。

(3)当开关K接c时，通过R2的电流为：

I′＝·＝0.5 A。

答案：(1)1 A　4   V　(2)6  V　2  Ω

(3)0.5  A