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“四翼”检测评价(十四) 常见的电路元器件 闭合电路的欧
姆定律
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.某公司发布了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。如图是该公司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==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=(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=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.(选自鲁科版教材课后练习)如图是一个简易风速测量仪的示意图,绝缘弹簧的一端固定,另一端与导电的迎风板相连,弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆接触良好,并能在金属杆上自由滑动。电路的一端与迎风板相连,另一端与金属杆相连。已知弹簧的劲度系数k=1 300 N/m,电阻R=1.0 Ω,电源的电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长l0=0.5 m,电压传感器的示数U1=3.0 V。若不计摩擦和迎风板的电阻,求:
(1)金属杆单位长度的电阻R0;
(2)当电压传感器的示数为U2=2.0 V时,作用在迎风板上的风力F。
解析:(1)电阻R与金属细杆串联连接
由E=I(R0l0+R+r),U1=IR0l0
可求得R0=1 Ω。
(2)设此时弹簧长度为l
E=I2(R0l+R+r),U2=I2R0l
F=k(l0-l)
可解得:F=260 N,方向垂直于迎风板向里。
答案:(1)1 Ω (2)260 N 方向垂直于迎风板向里
组—重应用·体现创新
9.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=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U-I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== 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== 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.在如图甲所示电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从最左端滑至最右端的过程中,测得电源的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示,其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器R3的最大值。
解析:(1)由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir
将图线中A、B两点的电压和电流代入得:
E=16+0.2r,E=4+0.8r
解得E=20 V,r=20 Ω。
(2)当R3的滑片滑到最右端时,R3、R1均被短路,此时外电路电阻等于R2,且对应于图线上B点,故由B点的U、I值可求出R2的阻值为
R2== Ω=5 Ω。
(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时,R3阻值最大,设此时外电路总电阻为R,由图线上A点坐标求出:
R== Ω=80 Ω
又R=+R2,代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3=300 Ω。
答案:(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω
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