粤教版 (2019)必修 第三册第一节 常见的电路元器件课后作业题

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1．[多选]对于电动势的定义式E＝eq \f(W,q)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＝eq \f(W,q)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．(2023·广东1月学考)干电池和太阳能电池等不同电源产生电动势原理不同。下列关于电动势说法正确的是( )
A．电动势是闭合电路中电源两极间的电压
B．电动势越大，电源储存的能量越大
C．电源电动势大小与连接的外电路有关
D．在闭合电路中，电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和
解析：选D 电动势等于电源没有接入电路时两端的电压，在闭合回路中，电源电动势等于外电路电压与内电路电压之和，故A错误，D正确；电动势大小是反映非静电力做功能力大小的，与所储存的电能无关，故B错误；电源电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路无关，故C错误。
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。如图是华为某智能手机电池上的信息，支持低压大电流充电，则( )
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＝eq \f(3 000 mA·h,100 mA)＝30 h，故D正确。
4.在如图所示的电路中，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( )
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( )
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＝eq \f(I,2)(6 Ω＋r)，解得r＝2 Ω，故选项D正确。
6.[多选]如图所示电路中，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( )
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＝eq \f(E,R＋r)R＝7.5 V，UBC＝0，B错误，C正确。
7.如图所示，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( )
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。
(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eq \f(3,4)位置，此时系统的加速度大小为________，方向向______(选填“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＝eq \f(\f(L,2)－x,L)E，②
联立①②得，a＝eq \f(kL,mE)(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eq \f(3,4)位置时电压值U＝eq \f(3,4)E。代入到加速度a的表达式得，a＝－eq \f(kL,2m)，负号表示方向向左。
答案：(1)a＝eq \f(kL,mE)(E－2U) (2)eq \f(kL,2m) 左
B组—重应用·体现创新
9．(2023·浙江1月学考)如图，是小明家的太阳能电池，因户外使用时间较久，厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数，小明测量了此电池不接负载时两极间电压为22.0 V，接上10 Ω的电阻时两极间电压为16.1 V。则此电池的电动势和内阻分别为( )
A．22.0 V和3.7 Ω B．16.1 V和3.7 Ω
C．22.0 V和10 Ω D．16.1 V和10 Ω
解析：选A 不接负载时两极间电压为22.0 V，则电池的电动势为22.0 V；根据闭合电路欧姆定律有E＝eq \f(U,R)·r＋U，代入数据解得r≈3.7 Ω，选项A正确。
10.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的滑动端向下滑动的过程中( )
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
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＝eq \f(E,R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＝eq \f(U2,R2)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( )
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＝eq \f(E－U1,I1)＝eq \f(3.6－2,0.2) Ω＝8.0 Ω，A正确。
12.如图所示，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。
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＝eq \f(E,R外＋r)＝eq \f(6,5＋1) A＝1 A。当R3阻值为10 Ω时，外电阻最大，电流
最小。R并＝eq \f(R3R2,R3＋R2)＝5 Ω，R外′＝R1＋R并＝10 Ω，I′＝eq \f(E,R外 ′＋r)＝eq \f(6,10＋1) A≈0.55 A。
答案：0.55～1 A
13.在如图所示的电路中，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：
(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′＋eq \f(U′,R1＋R2)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′＝eq \f(1,2)·eq \f(E,R1＋\f(1,2)R2＋r)＝0.5 A。
答案：(1)1 A 4 V (2)6 V 2 Ω (3)0.5 A