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课时测评18 闭合电路欧姆定律
(时间:45分钟 满分:70分)
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(选择题1-10题,每题4分,共40分)
1.(多选)关于电源的电动势,下面说法正确的是( )
A.电源的电动势就是电源两极间的电压
B.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大
C.电动势的数值等于内、外电路电压之和
D.电动势只由电源性质决定,与外电路无关
答案:BCD
解析:电动势等于电源没有接入外电路时两极间的电压,当电源接入外电路时,电源有内电压,电源两极间的电压小于电动势,故A错误;电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,电动势越大,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故B正确;根据闭合电路欧姆定律知,电动势的数值等于内、外电路电压之和,故C正确;电动势由电源性质决定,与外电路无关,故D正确。
2.(多选)若电路为纯电阻电路,E表示电动势,U表示外电压,U′表示内电压,R表示外电路的总电阻,r表示内电阻,I表示电流,则下列各式中正确的是( )
A.U′=IR B.U′=E-U
C.U=E+Ir D.U=E
答案:BD
解析:由闭合电路欧姆定律知E=U+Ir,知选项A、C错误,B正确;对整个电路I=,对外电阻I=,故U=E,D正确。
3.电动势为2 V的电池在电路上输出1 A的电流,可以断定( )
A.内、外电阻相差2 Ω B.外电阻是2 Ω
C.内电阻是2 Ω D.内、外电阻之和是2 Ω
答案:D
解析:由闭合电路欧姆定律I=得R+r=2 Ω,可知D正确。
4.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,UAC=9 V
D.当S断开时,UAB=0,UBC=0
答案:A
解析:当S断开时,UAC与UBC为路端电压;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=1×0=0,B、C错误。
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
答案:D
解析:据闭合电路欧姆定律:E=I(R+r),当R=2 Ω时,E=I(2+r),当R=6 Ω时,E=(6+r),解得r=2 Ω,故选项D正确。
6.如图所示,电动势为4 V的电源跟一个阻值为8 Ω的电阻连接成闭合电路,理想电压表测得电源两端的电压为3.2 V,则电源的内阻为( )
A.1 Ω B.2 Ω
C.3 Ω D.4 Ω
答案:B
解析:根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,根据欧姆定律有I=,解得r=2 Ω。故选B。
7.如图所示,已知R1=R2=R3=1 Ω。当开关S闭合后,理想电压表的读数为1 V;当开关S断开后,理想电压表的读数为0.8 V,则电源的电动势等于( )
A.1 V B.1.2 V
C.2 V D.4 V
答案:C
解析:当S闭合时,有E=I(R外+r),其中I= A=1 A,R外=,其中I′==0.8 A,R外′=R1+R3=2 Ω。解得E=2 V,C正确。
8.电压表大、小量程的内阻分别为8 kΩ和3 kΩ,用电压表的正负接线柱直接与一个水果电池的正负极相连测量其电动势大小,发现用大量程挡测量的结果为0.8 V;用小量程挡测量的结果为0.6 V。则下列推断正确的是( )
A.水果电池的内阻大约为零点几欧
B.水果电池的内阻大约为几十欧
C.水果电池的内阻大约为几千欧
D.水果电池的电动势介于0.6~0.8 V之间
答案:C
解析:设水果电池的电动势为E,内阻为r,大量程电压表的内阻为R=8 kΩ,小量程电压表的内阻为R′=3 kΩ。用大量程挡测量时有U=R=0.8 V,用小量程挡测量时有U′=R′=0.6 V,代入数据联立解得E=1 V,r=2 000 Ω。故选C。
9.(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图像,则下列说法中正确的是( )
A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2
B.电动势E1=E2,内阻r1>r2
C.电动势E1>E2,内阻r1<r2
D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化较大
答案:AD
解析:由题图可知两电源的U-I图线交纵轴于一点,则说明两电源的电动势相同;交横轴于两不同的点,很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流,则A项正确。又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值,即电源2的内阻大于电源1的内阻,则可知B、C项错误。由图像可判断当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量,可知D项正确。
10.如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 Ω。电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是( )
A.2 A B.8 A
C.50 A D.58 A
答案:C
解析:只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir=(12+10×0.05) V=12.5 V,车灯的电阻为:R灯= Ω=1.2 Ω,再接通S2后,流过电动机的电流为:I电动机=-I′= A-8A=50 A,故A、B、D错误,C正确。
11.(10分)电路图如图甲所示,若电阻R阻值未知,电源电动势和内阻也未知,电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U -I图线如图乙所示。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)电源的路端电压;
(3)电源的输出功率。
答案:(1)4 V 1 Ω (2)3 V (3)3 W
解析:(1)由图线的意义可知,不过原点的斜线是电源的U -I图线,当电流为0时,由U=E -Ir可知
E=U=4 V;
同样由U=E-Ir可知它的斜率的绝对值表示电源的内电阻,所以r=Ω=1 Ω。
(2)由图可知路端电压是3 V。
(3)电源的输出功率P=UI=3×1 W=3 W。
12.(10分)将总电阻R0=22 Ω的滑动变阻器按如图甲所示与电源相连,已知该电源的路端电压随外电阻变化的图线如图乙所示,电源正常工作时允许通过的最大电流为2 A。求:
(1)电源的电动势和内电阻;
(2)接到滑动变阻器A、B间的负载电阻的阻值R′的许可范围。
答案:(1)12 V 2 Ω (2)R′≥4.9 Ω
解析:该题考查闭合电路的应用,解题的关键是正确地利用图像。
(1)闭合电路中路端电压为U=IR=,由此可见:①当负载电阻R趋向于无穷大时,趋向零,路端电压趋向于电源电动势E;②当R=r时,路端电压U=。根据上述结论,分析图像,可知电源电动势E=12 V,电源内电阻r=2 Ω。
(2)电源允许通过的最大电流值是2 A,内电压的最大值是4 V,外电压的最小值是8 V,所以电源的外电阻必须大于或等于4 Ω。当滑动变阻器的滑动触头c处在a端时,外电阻最小,此时,负载电阻R′与R0并联为电源的外电阻,应有≥4 Ω,由此可以求得负载电阻的阻值R1的许可范围为R′≥ Ω≈4.9 Ω。
13.(10分)如图甲所示的电路中,电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,外电路接有三个定值电阻R1=1 Ω、R2=2 Ω、R3=4 Ω,虚线框内的电路可等效为一个电源,如图乙所示,其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压,若用导线直接将C、D两点连接起来,通过该导线的电流等于等效电源的短路电流。等效电源的电动势和内阻是多少?
答案:3 V 5 Ω
解析:当CD间未接入用电器时,由闭合电路欧姆定律得回路中电流I1==1.5 A,CD间电压UCD=E′=I1R2=3 V,即等效电动势为3 V。若CD间用导线连接起来,R2、R3并联,并联总电阻为R23=Ω,通过电源的电流I2==1.8 A,根据并联电路电流特点可知流过CD间导线的电流即通过R3的电流I短==0.6 A,等效电源的短路电流为0.6 A,故等效电源的内阻r′==5 Ω。
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