课时梯级训练(18) 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（教科版2019）

课时梯级训练(18)　电源的电动势和内阻　闭合电路欧姆定律 1．关于电动势，下列说法正确的是(　　) A．电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大 B．用电压表直接测量电源两极间电压得到的数值，实际上总略大于电源电动势的准确值 C．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关 D．电源电动势等于电源正、负极之间的电势差 A　解析：电源电动势反映电源将其他形式能量转化为电能的本领大小，电源电动势越大说明电源把其他形式的能转化为电能的本领越大，A正确；用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上是电源的路端电压，总略小于电源电动势的准确值，B错误；电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，但它的数值与外电路的组成无关，电动势反映电源的特性，C错误；电源正、负极之间的电势差为电源的路端电压，小于电源电动势，只有当电源处于断路状态时，电源的电动势才等于路端电压，D错误。 2．关于电源及电路的以下叙述，正确的是(　　) A．外电阻R增大，路端电压减小 B．外电阻R增大，电源的内电压增大 C．外电路短路时，路端电压趋近于零 D．外电路断开时，电源的电动势为零 C　解析：由闭合电路欧姆定律U＝E，可知外电阻R增大，路端电压增大，A错误；由闭合电路欧姆定律U内＝E，外电阻R增大，电源的内电压减小，B错误；外电路短路时，外电阻为零，由欧姆定律可知U＝IR，此时外电压为零，C正确；无论外电路是否断开，电源的电动势都是一个定值，D错误。 3．如图所示的电路中，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(　　) A．1 Ω B．2 Ω C．3 Ω D．4 Ω A　解析：当断开S后，电压表的读数等于电源的电动势，即E＝3 V；当闭合S后，有U＝IR，又由闭合电路欧姆定律可知，I＝，联立解得r＝1 Ω，A正确，B、C、D错误。 4．在如图所示的电路中，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，电流表内阻不计，定值电阻R的阻值为1 Ω，滑动变阻器的最大阻值R1＝4 Ω，在滑动变阻器的滑动端移动过程中，理想电压表的示数变化范围是(　　) A．0 V～3 V B．3 V～5 V C．0 V～6 V D．保持6 V不变 B　解析：根据题意，由电路图可知，电压表测量的是路端电压，由路端电压与负载电阻的关系可知，负载电阻最大时，即R1＝4 Ω 时，路端电压最大，由闭合回路欧姆定律可得 Umax＝E－·r＝5 V 负载电阻最小时，即R1＝0时，路端电压最小，由闭合回路欧姆定律可得 Umin＝E－·r＝3 V 即理想电压表的示数变化范围是 3 V≤U≤5 V。 5．如图所示是某电源的外电压与电流的关系图像，下列说法正确的是(　　) A.电源的内阻为12 Ω B．电源的电动势不等于6.0 V 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18 Ω D　解析：根据题意，由闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir，结合图像可得E＝6.0 V，r＝2 Ω，故AB错误；电源的短路电流为I＝＝3.0 A，C错误；根据题意，由闭合电路欧姆定律可得，电流为0.3 A时的外电阻是R＝－r＝18 Ω，D正确。 6．如图所示电路中，电源输出电压恒定，R1、R2和R3为定值电阻，开关S断开。用I1、I2分别表示通过R1、R2的电流，闭合开关，则(　　) A．I1变大，I2变小 B．I1、I2均变大 C．I1变小，I2变大 D．I1、I2均变小 A　解析：闭合开关，回路总电阻变小，则干路电流增大，故流过R1的电流I1变大，则R1分压变大，并联部分分压变小，R2电压变小，电流I2变小。A正确。 7．如图所示为两个电池的路端电压U随电流I变化的图线，已知图线a∥b，则两个电池的电动势Ea、Eb和内电阻ra、rb的关系是(　　) A．Ea＝Eb、ra＝rb B．Ea＞Eb、ra＝rb C．Ea＞Eb 、ra＞rb D．Ea＝Eb、ra＞rb B　解析：U-I图像中，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，由图可知，a图线纵轴截距大于b图线纵轴截距，故Ea>Eb，图像的斜率表示电源的内电阻，由图可知，由于两图线平行，斜率相等，则有ra＝rb。 8．a、b两电阻的I­U图线如图所示。若将a、b两电阻串联后接到输出电压为5 V的电源上，通过a电阻的电流为(　　) A．1 A B．6 A C． A D． A A　解析：根据题意，由图可知，a、b两电阻的阻值分别为Ra＝ Ω＝2 Ω，Rb＝ Ω＝3 Ω 若将a、b两电阻串联后接到输出电压为5 V的电源上，则电流为I＝＝1 A。 9．如图所示为汽车启动电路原理图，汽车电动机启动时车灯会瞬间变暗。在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表的示数为10 A；电动机启动时电流表的示数为58 A。已知电源的电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω，设电流表的内阻不计、车灯的电阻不变。则(　　) A．车灯的电阻为1.0 Ω B．电动机的内阻为0.2 Ω C．打开车灯、电动机启动时，电动机的输入功率为480 W D．打开车灯、电动机启动时，电源的工作效率为60% C　解析：打开车灯、电动机未启动时，即S1闭合、S2断开时，根据闭合电路欧姆定律，车灯的电阻为R＝－r＝ Ω－0.05 Ω＝1.2 Ω，A错误；打开车灯、电动机启动时，即S1、S2均闭合时，电路外电压为U外＝E－I′r＝12.5 V－58×0.05 V＝9.6 V，流过车灯的电流为I1＝＝ A＝8 A，流过电动机的电流为I2＝I′－I1＝50 A，电动机的输入功率为P＝U外I2＝9.6×50 W＝480 W，由于此时电动机为非纯电阻用电器，由IrM＋P机＝U外I2可知，电动机的内阻应满足rM<＝ Ω＝0.192 Ω，电源的工作效率为η＝＝＝＝76.8%，C正确，B、D错误。 10．如图所示，电源电动势E＝6 V，内电阻r＝1 Ω，闭合开关S后流过小灯泡L的电流为1 A，求： (1)小灯泡L的电阻R； (2)小灯泡两端的电压U。 答案：(1)5 Ω　(2)5 V 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律 I＝ 解得R＝－r＝5 Ω。 (2)根据闭合电路欧姆定律 E＝U＋Ir 可得U＝E－Ir＝5 V。 11．如图所示，图中滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的示数随电流表示数的变化情况如图中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。 (1)电压表V1的示数随电流表示数的变化图线为图中的哪一条直线？ (2)求定值电阻R0的阻值和滑动变阻器的总电阻R。 (3)求电源的电动势E和内阻r。 答案：(1)BC　(2)3 Ω　12 Ω　(3)8 V　1 Ω 解析：(1)当滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，回路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，则定值电阻R0两端电压增大，电压表V2测的是R0两端电压，其示数随电流表示数的变化图像是U-I图中的AC，由U＝E－Ir可知，路端电压随电流增大而减小，电压表V1测的是路端电压，其示数随电流表示数的变化图像是U-I图中的BC。 (2)由图线AC的斜率可知，定值电阻R0的阻值为R0＝＝ Ω＝3.0 Ω 当滑动变阻器的滑片在最右端时，路端电压为7.5 V，R0两端电压为1.5 V，电流为0.5 A，可得滑动变阻器R的总阻值为R＝ Ω＝12 Ω。 (3)由图线BC的斜率可知，电源的内阻为r＝||＝|| Ω＝1.0 Ω 当路端电压为U端＝7.5 V时，电流为I＝0.5 A，内电压为U内＝Ir＝0.5×1 V＝0.5 V 则电源的电动势为E＝U端＋U内＝7.5 V＋0.5 V＝8.0 V。 12．(2023·北京市月考)如图所示电路中，电源的电动势E＝6 V，内阻r＝0.6 Ω，电阻R1＝6 Ω，R2＝4 Ω。则： (1)图中a、b哪个是电流表？哪个是电压表？ (2)闭合电键S后a、b两个电表的示数。 答案：(1)a是电流表，b是电压表 (2)2 A　4.8 V 解析：(1)串联接入电路的电表为电流表，并联接入电路的电表为电压表。 (2)外电路的总电阻为R外＝＝2.4 Ω，闭合电键后电流表的示数为I＝＝ A＝2 A，电压表的示数为U＝E－Ir＝6 V－2×0.6 V＝4.8 V。 13．如图所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω。 (1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少； (2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少； (3)若在C、D间连一个“6 V，3 W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是多少(不考虑温度对小灯泡电阻的影响)? 答案：(1)6 V　(2)1 A　(3)1.33 W 解析：(1)若在C、D间连一个理想电压表，根据闭合电路欧姆定律，有I1＝＝ A＝1 A 理想电压表读数为UV＝I1R2＝6 V。 (2)若在C、D间连一个理想电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小R23＝＝ Ω＝2 Ω 根据闭合电路欧姆定律，有I2＝＝ A＝1.5 A 理想电流表读数为I′＝I2＝×1.5 A＝1 A。 (3)小灯泡的电阻RL＝＝ Ω＝12 Ω 将小灯泡连在C、D之间，小灯泡RL与R3串联，再与R2并联，并联电阻大小为R23L＝＝ Ω＝ Ω R2两端的电压为U2＝E＝5 V 小灯泡消耗的功率PL＝()2RL＝ W＝1.33 W。 学科网（北京）股份有限公司 $$