沪科技版（2020）必修第三册第十章 电路及其应用第五节 闭合电路欧姆定律、电源电动势及内阻优秀第2课时同步达标检测题

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针对考点基础练
考点一 路端电压随外电阻的变化
1．在闭合电路中，下列叙述正确的是（ ）
A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比
B．当外电路断开时，路端电压等于零
C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大
D．当外电阻增大时，电源两端的电压不变，一直等于电源电动势
【答案】A
【解析】根据闭合电路的欧姆定律I＝eq \f(E,R＋r)可知，闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，选项A正确；当外电路断开时，路端电压等于电源电动势，选项B错误；当外电路短路时，电路中的电流为eq \f(E,r)，不是无穷大，选项C错误；根据U＝IR＝eq \f(RE,R＋r)＝eq \f(E,1＋\f(r,R))，当外电阻增大时，电源两端的电压增大，一直小于电源电动势，选项D错误。
2．（2019·江苏卷）如图1所示的电路中，电阻R＝2 Ω.断开S后，电压表的读数为3 V；闭合S后，电压表的读数为2 V，则电源的内阻r为（ ）
图1
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
【答案】A
【解析】电源电动势E＝3 V，闭合S后路端电压U＝IR＝eq \f(ER,R＋r)，代入数据得r＝1 Ω，故A正确。
3．如图2所示为某电源的路端电压与电流的关系图像，下列结论正确的是（ ）
图2
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电流为0.3 A时的外电阻是8 Ω
【答案】A
【解析】由题图可知电源的U－I图像的纵轴坐标并不是从零开始的，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E＝6.0 V，但横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，且电源内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|＝eq \f(6.0－5.0,0.5－0) Ω＝2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3 A时，外电阻R＝eq \f(E,I)－r＝18 Ω。故选A。
4．（2021·泰州市高二上期末）如图3所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻R的电压与电流的关系图像．将电阻R直接接在该电源两端，下列说法错误的是（ ）
图3
A．电源的电动势为3 V，内阻为0.5 Ω
B．电阻R的阻值为1 Ω
C．电阻R两端的电压为3 V
D．电源的输出功率为4 W
【答案】C
【解析】根据题图图线Ⅰ可知电源的电动势E＝3 V，内阻等于图线的斜率大小，则：r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq \f(3,6) Ω＝0.5 Ω，A正确；根据题图图线Ⅱ可知电阻R＝1 Ω，B正确；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的工作状态，由题图可读出R两端的电压U＝2 V，通过R的电流I＝2 A，则电源的输出功率为P出＝UI＝4 W，C错误，D正确。
考点二 欧姆表测电阻的原理
5．以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是（ ）
【答案】C
【解析】选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错误；选项A、D电流表的负极接到了电源的正极，A、D错误；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，C正确。
6．下列关于多用电表欧姆挡的说法中，正确的是（ ）
A．表盘刻度是不均匀的，从零刻度处开始，刻度值越大处，刻度线越疏
B．红表笔是与表内的电源正极相连的
C．测电阻时，直接把红、黑表笔接电阻两端测电阻
D．为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近
【答案】D
【解析】由I＝eq \f(E,r＋R＋Rg＋Rx)，电流I与对应的待测电阻阻值Rx不成正比，多用电表欧姆挡表盘刻度是不均匀的，刻度值越大处刻度线越密，故A错误；在欧姆表内部黑表笔接的是电源的正极，故B错误；测电阻时，首先要把红、黑表笔短接进行调零，然后再去测电阻，故C错误；当指针指在刻度盘的中间刻度附近时，测量的数据误差最小，所以为了减小误差，应尽量使指针指在中间刻度附近，故D正确。
7．（2021·江苏大港中学高二上月考）某同学组装完成的简易多用电表的电路图如图4所示。图中E是电池，R1、R2、R4、R5是固定电阻，R3是可变电阻，G是表头，A端和B端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位。下列说法正确的是（ ）
图4
A．图中的B端与黑表笔相连
B．直流电流挡的“1”挡比“2”挡量程小
C．只有当R5>R4时，才会有直流电压挡“5”比“4”挡量程大
D．“3”挡测电阻时，更换倍率需要重新欧姆调零，即调整R3
【答案】D
【解析】当B端接3时，回路中有电源，此时为欧姆挡，根据电流“红进黑出”的原则可知，B端应与红表笔相连，故A错误；直流电流挡“1”挡表头并联的电阻小于“2”挡，并联电阻越小，分流越大，故直流电流挡的“1”挡比“2”挡量程大，故B错误；直流电压挡“5”挡比“4”挡串联的电阻大，串联电阻越大，分压越大，故直流电压挡“5”挡一定比“4”挡量程大，故C错误；“3”挡为欧姆挡，测电阻时，更换倍率需要重新欧姆调零，即调整R3，使两表笔短接时，流过表头的电流为满偏电流，故D正确。
8．（2020·西南大学附中期末）如图5为利用欧姆表测量电阻Rx的电阻值的电路，欧姆表内部表头的满偏电流为Ig＝3×10－4 A、内阻rg＝100 Ω，电源的电动势为E＝1.5 V，电源的内阻不计，保护电阻的阻值为R0＝50 Ω，滑动变阻器的全值电阻为R＝50 kΩ。若用该欧姆表较精确地测量电阻Rx，则Rx的范围为（ ）
图5
A．0～50 kΩ B．3～8 kΩ
C．300～800 Ω D．30～80 Ω
【答案】B
【解析】欧姆表在中值电阻附近测量是较准确的．设中值电阻为R中，欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内阻R内；根据闭合电路欧姆定律，满偏时：Ig＝eq \f(E,R内)，半偏时eq \f(1,2)Ig＝eq \f(E,R内＋R中)，联立解得：R中＝R内＝eq \f(E,Ig)＝5 kΩ，欧姆表的中值电阻为5 kΩ，欧姆表能准确测量的阻值范围在5 kΩ附近即为3～8 kΩ。
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9．2017年11月5日，我国用长征火箭成功发射了两颗北斗三号组网卫星，开启了北斗导航系统全球组网的新时代。卫星在太空飞行，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
【答案】D
【解析】电路开路时，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＝eq \f(E,r)，所以电池内阻r＝eq \f(E,I短)＝eq \f(800×10－3,40×10－3) Ω＝20 Ω，该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成闭合电路时，电路中电流I＝eq \f(E,R＋r)＝eq \f(800,20＋20) mA＝20 mA，所以路端电压U＝IR＝400 mV＝0.4 V，D项正确。
10．如图6甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的。求：
图6
（1）电源的电动势和内阻；
（2）定值电阻R2的阻值；
（3）滑动变阻器的最大阻值？
【答案】（1）20 V 20 Ω （2）5 Ω （3）300 Ω
【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，
结合题图乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr，
代入数据，联立解得E＝20 V，r＝20 Ω。
（2）当滑片P滑到R3的右端时，R1被短路，电路中总电阻最小，电流最大，对应题图乙中的B点，
此时R2两端的电压U2＝UB＝4 V，
通过R2的电流I2＝IB＝0.8 A，可得R2＝eq \f(U2,I2)＝5 Ω。
（3）当滑片P滑到R3的左端时，
由题图乙知此时U外＝16 V，I总＝0.2 A，
所以R外＝eq \f(U外,I总)＝80 Ω。
因为R外＝eq \f(R1R3,R1＋R3)＋R2，解得R3＝300 Ω，
即滑动变阻器的最大阻值为300 Ω。
11．如图7所示，甲图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
图7
（1）电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U－I图像中的哪一条直线？
（2）定值电阻R0、滑动变阻器的总电阻R分别为多少？
（3）求出电源的电动势和内阻？
【答案】（1）见【解析】（2）3 Ω 12 Ω （3）8 V 1 Ω
【解析】（1）电流增大，路端电压减小，定值电阻R0分压增大，V1指示电阻R0两端电压，示数变化如AC直线所示，V2指示路端电压，示数变化如BC直线所示．
（2）根据欧姆定律，由题图乙可知，
R0＝eq \f(ΔUAC,ΔIAC)＝eq \f(4.5,1.5) Ω＝3 Ω.
当电流取最小值I0＝0.5 A时，滑动变阻器的阻值最大，此时滑动变阻器两端电压
UR＝UB－UA＝（7.5－1.5）V＝6 V，
总电阻R＝eq \f(UR,I0)＝eq \f(6,0.5) Ω＝12 Ω.
（3）根据闭合电路欧姆定律，路端电压与电流的关系是U＝E－Ir
所以BC直线斜率的绝对值表示电源内阻，即r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(ΔUBC,ΔIBC)))＝eq \f(7.5－6,2－0.5) Ω＝1 Ω，
电动势E＝UB＋I0r＝（7.5＋0.5×1）V＝8 V。