5.2 全电路欧姆定律 同步作业 -2025-2026学年高二上学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

中职物理高教版(2021)机械建筑类 主题五 直流电及其应用 第二节 全电路欧姆定律同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于全电路欧姆定律的说法，正确的是（ ） A. 全电路欧姆定律仅适用于纯电阻电路 B. 全电路欧姆定律的表达式为I=U/R C. 全电路包括电源内部的电路和外部的负载电路 D. 电源的内阻对电路中的电流没有影响 2. 关于电源电动势的说法，正确的是（ ） A. 电动势是电源两端的电压 B. 电动势的大小等于电源把单位正电荷从负极移到正极所做的功 C. 电动势的单位是安培（A） D. 电动势随外电路电阻的增大而增大 3. 建筑施工现场使用的直流发电机，其电动势为24V，内阻为0.5Ω，外接电阻为11.5Ω，则电路中的电流为（ ） A. 2A B. 2.4A C. 12A D. 20A 4. 全电路欧姆定律的表达式为I=E/(R+r)，其中r表示（ ） A. 外电路电阻 B. 电源内阻 C. 总电阻 D. 负载电阻 5. 当外电路电阻增大时，全电路中的电流会（ ） A. 增大 B. 减小 C. 保持不变 D. 无法确定 6. 路端电压是指（ ） A. 电源内部的电压 B. 外电路两端的电压 C. 电源电动势 D. 内电路与外电路电压之和 7. 某电源电动势E=12V，内阻r=1Ω，外接一个电阻R=5Ω的用电器，其路端电压为（ ） A. 10V B. 12V C. 2V D. 11V 8. 建筑施工中，直流电动起重机工作时，电机负载增大（即外电阻减小），则电路中的电流和路端电压变化情况是（ ） A. 电流增大，路端电压增大 B. 电流增大，路端电压减小 C. 电流减小，路端电压增大 D. 电流减小，路端电压减小 9. 关于电源内阻，下列说法错误的是（ ） A. 电源内阻是电源本身的电阻，由电源材料和结构决定 B. 干电池使用时间越长，内阻越大 C. 理想电源的内阻为无穷大 D. 内阻会消耗电能，导致电源发热 10. 全电路中，内电压U内与电流I的关系是（ ） A. U内=IR B. U内=E-U外 C. U内=E+U外 D. U内=I(R+r) 11. 建筑电气中，多个相同的电阻并联在电源两端，随着并联电阻个数的增多，外电路总电阻和路端电压的变化是（ ） A. 总电阻增大，路端电压增大 B. 总电阻增大，路端电压减小 C. 总电阻减小，路端电压增大 D. 总电阻减小，路端电压减小 12. 下列关于全电路能量转化的说法，正确的是（ ） A. 电源的电能全部转化为外电路的机械能 B. 电源的化学能全部转化为外电路的电能 C. 电源的化学能转化为外电路的电能和内阻的热能 D. 内阻消耗的能量全部转化为光能 二、填空题（本题共6小题，每空2分，共24分） 13. 全电路由__________电路和__________电路组成，电源的电动势E、外电路电阻R、内电路电阻r和电路中的电流I满足的规律叫做全电路欧姆定律，其表达式为__________，也可变形为__________。 14. 电源的电动势是描述电源__________能力的物理量，其符号为__________，单位是__________（V）；电动势的大小等于外电路__________时的路端电压。 15. 路端电压U外与电动势E、内电压U内的关系为__________；内电压U内的计算公式为__________，路端电压U外的计算公式为__________。 16. 当外电路电阻R增大时，根据全电路欧姆定律，电路中的电流I会__________，内电压U内会__________，路端电压U外会__________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 17. 建筑施工中，直流电源的内阻r=0.3Ω，电动势E=18V，外接电阻R=5.7Ω，则电路中的电流I=__________A，路端电压U外=__________V，内电压U内=__________V。 18. 机械直流设备中，当外电路短路时，外电阻R=，电路中的电流称为__________电流，其大小为I短=，此时路端电压U外=__________V。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业知识，画出“包含电源、开关、定值电阻、电流表、电压表的全电路示意图”（标注电源电动势E、内阻r、外电阻R、电表测量对象），并简述全电路欧姆定律的适用条件；说明为什么建筑施工现场的临时电源不宜长时间短路。 20. 建筑施工中，多台直流电焊机并联在同一电源上工作，随着电焊机启动台数的增多，发现部分电焊机输出功率下降，结合全电路欧姆定律解释这一现象；提出一条避免该现象的具体措施。 四、综合应用题（本题共2小题，第21题10分，第22题14分，共24分） 21. 某建筑用直流电源，电动势E=24V，内阻r=0.4Ω，外接一个电阻R=11.6Ω的直流电动机，忽略电动机的反电动势，回答下列问题： （1）求电路中的电流大小； （2）求路端电压和内电压的大小； （3）若将外接电阻更换为R'=5.6Ω，求此时电路中的电流及路端电压。 22. 结合全电路欧姆定律的知识和机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）机械加工中，一台直流电机的额定电压为22V，工作时外接电阻（电机等效电阻）R=4.5Ω，电源电动势E=24V，内阻r=0.5Ω，求电机工作时的电流及电源的输出功率（提示：输出功率P出=U外I）； （2）建筑施工现场的临时直流电源，电动势E=36V，内阻r=0.2Ω，为一组额定电流为2A的照明灯具供电，求灯具的总电阻及路端电压； （3）某直流电源的电动势E=12V，当外电阻R=3Ω时，路端电压为9V，求电源的内阻r； （4）建筑供电中，为什么大功率直流设备（如直流起重机）需要配备内阻极小的专用电源？结合全电路欧姆定律和能量损耗知识解释。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. C 2. B 3. A 4. B 5. B 6. B 7. A 8. B 9. C 10. B 11. D 12. C 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 内；外；I=E/(R+r)；E=I(R+r) 14. 把其他形式的能转化为电能；E；伏特；断开（开路） 15. E=U外+U内；U内=Ir；U外=IR（或U外=E-Ir） 16. 减小；减小；增大 17. 3；17.1；0.9 18. 0；短路；E/r；0 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 全电路示意图描述：画一个包含电源（标注E、内阻r）、开关S、定值电阻R（外电阻）的闭合电路；在电路中串联电流表A，标注测量电路总电流；在定值电阻R两端并联电压表V，标注测量路端电压；电源正极用“+”、负极用“-”标注，电流从正极流出，经开关、电阻、电流表回到负极。 适用条件：适用于所有闭合电路（包括纯电阻电路和非纯电阻电路，如电机电路），但公式中I=E/(R+r)的推导基于能量守恒，对于非纯电阻电路，外电路的电压仍满足U外=E-Ir。 不宜长时间短路的原因：当临时电源短路时，外电阻R=0，根据I短=E/r，电路中会产生极大的短路电流；由Q=I²rt可知，短时间内电源内阻会产生大量热量，导致电源温度急剧升高，可能烧毁电源线圈、引发绝缘层燃烧，甚至发生火灾，危及施工现场安全。 20. 现象解释：多台直流电焊机并联时，外电路总电阻R总随并联台数增多而减小；根据全电路欧姆定律I=E/(R总+r)，电路总电流I增大；内电压U内=Ir增大，路端电压U外=E-Ir减小；电焊机的输出功率与路端电压相关（P=U外I机），路端电压降低导致单台电焊机的实际功率下降，最终表现为输出功率不足。 预防措施：①选用内阻r极小的专用大功率直流电源，减小总电流增大时内电压的损耗，维持路端电压稳定；②合理规划电焊机的启动顺序，避免多台设备同时启动，减小总电流的突变；③为每台电焊机配置独立的稳压装置，保证其工作电压稳定。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）由全电路欧姆定律I=E/(R+r)=24V/(11.6Ω+0.4Ω)=24V/12Ω=2A （2）内电压U内=Ir=2A×0.4Ω=0.8V 路端电压U外=E-U内=24V-0.8V=23.2V（或U外=IR=2A×11.6Ω=23.2V） （3）更换电阻后，电流I'=E/(R'+r)=24V/(5.6Ω+0.4Ω)=24V/6Ω=4A 路端电压U外'=E-I'r=24V-4A×0.4Ω=24V-1.6V=22.4V 答：（1）2A；（2）路端电压23.2V，内电压0.8V；（3）电流4A，路端电压22.4V。 22. （1）电路电流I=E/(R+r)=24V/(4.5Ω+0.5Ω)=24V/5Ω=4.8A 路端电压U外=IR=4.8A×4.5Ω=21.6V（或U外=E-Ir=24V-4.8A×0.5Ω=21.6V） 电源输出功率P出=U外I=21.6V×4.8A=103.68W （2）由I=E/(R总+r)得，总电阻R总=E/I - r=36V/2A - 0.2Ω=18Ω-0.2Ω=17.8Ω 路端电压U外=IR总=2A×17.8Ω=35.6V（或U外=E-Ir=36V-2A×0.2Ω=35.6V） （3）由U外=E - Ir，且I=E/(R+r)，代入得U外=E - [E/(R+r)]r 整理得9V=12V - [12V/(3Ω+r)]×r，解得r=1Ω （4）原因解释：大功率直流设备（如直流起重机）工作时需要较大的电流I；根据全电路欧姆定律U外=E-Ir，专用电源内阻r极小，可减小内电压U内的损耗，保证路端电压U外稳定，满足设备的额定电压要求；同时，由Q=I²rt可知，内阻越小，相同时间内内阻消耗的电能越少，能量损耗越低，避免电源过热，也提高了电能的利用率，确保设备能输出足够的功率完成起重作业。 答：（1）电流4.8A，输出功率103.68W；（2）总电阻17.8Ω，路端电压35.6V；（3）内阻1Ω；（4）原因见解析。 学科网（北京）股份有限公司 $