内容正文:
题组1 电源和电动势
1.(2025·湖北黄冈市期中)在闭合电路中,下列说法正确的是( )
A.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多
B.沿电流方向电势一定降低
C.电源的电动势总等于内、外电路电压之和
D.电源电动势大小指的是移动单位电荷静电力所做的功
解析:选C。根据E=可知,电源的电动势越大,非静电力做功的本领越大,并不是电源所能提供的电能就越多,故A错误;在外电路中,电流由正极流向负极,沿电流方向电势降低,在内电路中,电流由负极流向正极,沿电流方向电势升高,故B错误;根据闭合电路欧姆定律可得,电源的电动势总等于内、外电路电压之和,故C正确;电源电动势大小指的是移动单位电荷非静电力所做的功,故D错误。
2.(2025·河北石家庄市期中)关于电路、电能和能量守恒定律的概念,下列说法正确的是( )
A.根据I=可知,通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,所以电阻由电压和电流决定
B.电源短路时,电流很大,路端电压为零,此时电源的内电压等于电源电动势,电源的输出功率最大
C.电流通过用电器,用电器消耗的电能等于电流所做的功,根据W=I2Rt可知,只要有电流通过用电器,用电器就会产生热量,电能全部转化为内能
D.电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领
解析:选D。电阻是导体本身的属性,其大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,R=是电阻的定义式,不是决定式,故A错误;电源短路时,外电阻R=0,路端电压U=0,电流I=,此时电源的内电压等于电源电动势,电源的输出功率P=UI=0,故B错误;只有在纯电阻电路中,电流通过用电器,电能才全部转化为内能,在非纯电阻电路中,W=I2Rt计算的是电热,电能除了转化为内能外还会转化为其他形式的能,故C错误;电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领,故D正确。
3.(多选)对于电动势的定义式E=的理解,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,由电源自身的特性决定,W为非静电力做的功,故A、B错误,C、D正确。
题组2 闭合电路欧姆定律的应用
4.
如图,这是小明家的太阳能电池,因户外使用时间较久,厂家标记的参数已模糊不清。为了解相关参数,小明测量了此电池不接负载时两极间电压为22.0 V,接上10 Ω的电阻时两极间电压为16.1 V,则此电池的电动势和内阻分别为( )
A.22.0 V和3.7 Ω B.16.1 V和3.7 Ω
C.22.0 V和10 Ω D.16.1 V和10 Ω
解析:选A。不接负载时两极间电压为22.0 V,则电池的电动势为22.0 V;根据闭合电路欧姆定律有E=·r+U,代入数据解得r≈3.7 Ω。
5.如图所示的电路中, 电源的电动势E=3.0 V,内电阻r=0.5 Ω,电阻R=0.5 Ω, 不计电路中的其他电阻,闭合开关S,电流表A的示数为( )
A.3.0 A B.6.0 A
C.2.0 A D.1.0 A
解析:选A。根据闭合电路欧姆定律得I=,代入数据可得I= A=3.0 A,故A符合题意。
题组3 路端电压与负载的关系
6.(多选)如图所示的电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 Ω,R=15 Ω,下列说法正确的是( )
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.(多选)如图所示,这是某一电源的U-I图像,由图可知( )
A.电源电动势为2 V
B.电源内阻为 Ω
C.电源短路时电流为6 A
D.电路路端电压为1 V时,电路中电流为5 A
解析:选AD。由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,当I=0时,U=E,由题图读出电源的电动势E=2 V,故A正确;电源的内阻等于图线斜率的绝对值,为r== Ω=0.2 Ω,故B错误;电源短路时R=0,电流I短== A=10 A,故C错误;当路端电压U=1 V时,由E=U+Ir可得,I== A=5 A,故D正确。
8.
(2025·广西玉林市期中)如图所示的U-I图像中,一条为电源的U-I图线,一条为定值电阻的U-I图线,若将该电源与定值电阻构成闭合回路,下列说法正确的是( )
A.电源的电动势为1.2 V
B.电源的输出功率为0.6 W
C.定值电阻的阻值为0.42 Ω
D.电源的内阻为1 Ω
解析:选B。根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,结合图线b有E=1.5 V,r= Ω=0.6 Ω,故A、D错误;两图线的交点为电路的工作状态,则电源的输出功率P=UI=1.2×0.5 W=0.6 W,故B正确;根据闭合电路欧姆定律有I=,结合上述解得R=2.4 Ω,故C错误。
9.(2025·黑龙江哈尔滨市期中)如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源路端电压与电流的关系图线,图线b为非线性元件小灯泡的U-I图线。用该电源直接与小灯泡连接成闭合电路,以下说法正确的是( )
A.小灯泡的阻值为2 Ω
B.该电源电动势为5 V
C.电源内阻为1 Ω
D.电源的总功率为8 W
解析:选A。由图像交点坐标,可得此状态下小灯泡的阻值R==2 Ω,故A正确;根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir,根据U-I图像可得,电源电动势为纵截距8.0 V,内阻r=|k|=2 Ω,故B、C错误;此状态下电源的总功率P=EI=16 W,故D错误。
10.如图所示的U-I图像中,直线a表示某电源路端电压与电流的关系,直线b为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,下列说法不正确的是( )
A.电阻R的阻值为2.0 Ω
B.电源电动势为4.0 V,内阻为2.0 Ω
C.电阻的功率为2.0 W
D.若将两个相同电阻R串联接入该电源,则电流变为原来的
解析:选D。直线a的数学表达式为U=E-Ir,根据U-I图线的斜率和截距的物理意义,可得电源电动势E=4.0 V,内阻r=2.0 Ω,两图线的交点数据表示定值电阻R与此电源串联时,R两端的电压和电流,即R两端的电压为2.0 V ,流过R的电流为1.0 A,所以电阻的阻值R==2.0 Ω,电阻的功率P=UI=2.0×1.0 W=2.0 W,故A、B、C正确,不符合题意;若将两个相同电阻R串联接入该电源,由于电源有内阻,此时整个电路的总电阻并没有扩大两倍,电路的电流大于原来的,故D错误,符合题意。
11.(8分)(2025·广东潮州市期中)如图甲所示的电路中,使滑动变阻器的滑片位置从最右端滑动到最左端,测得电压表V随电流表A的示数变化的图像如图乙所示,不计电表内阻的影响。求:
(1)定值电阻R0的阻值和滑动变阻器的最大阻值Rm;(4分)
(2)电源的电动势E和内阻r。(4分)
解析:(1)当滑片滑到最左端时,滑动变阻器接入电路阻值为0,此时回路电流最大,根据欧姆定律结合题图乙可得R0===1 Ω
滑动变阻器的滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时回路电流最小,结合题图乙可得R0+Rm==6 Ω,解得Rm=5 Ω。
(2)根据闭合电路欧姆定律可得
U=E-Ir
可知U-I图线斜率的绝对值等于内电阻,则有
r== Ω=4 Ω
将滑动变阻器的滑片滑到最左端时,有
E=I1(R0+r)=3 V。
答案:(1)1 Ω 5 Ω (2)3 V 4 Ω
12.(12分)(2025·新疆乌鲁木齐市期末)如图所示的电路中,电源电动势E=12 V,内阻r=1.0 Ω,电动机的电阻R0=2.0 Ω,定值电阻R1=2.0 Ω。电动机正常工作时,理想电压表的示数U1=4.0 V。求:
(1)通过电源的电流I;(2分)
(2)电源的输出功率;(4分)
(3)电动机的输出功率。(6分)
解析:(1)根据欧姆定律可知,通过电源的电流
I==2 A。
(2)电源的输出电压U=E-Ir=10 V
电源的输出功率P出=UI=20 W。
(3)电动机的电压UM=U-U1=6.0 V
电动机的输入功率P入=UMI=12 W
电动机的热功率P热=I2R0=8 W
电动机的输出功率
P机=P入-P热=4 W。
答案:(1)2 A (2)20 W (3)4 W
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