2.6 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册(教科版)
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
以闭合电路欧姆定律为核心,构建“概念辨析-公式应用-图像分析-实验探究-综合应用”的递进式训练体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础概念|1-2题|单选/多选,辨析电动势、电流方向等|从电动势定义出发,建立内外电压关系认知|
|公式应用|3-6题|电路计算,涉及电流、电压、电阻关系|应用闭合电路欧姆定律,推导路端电压与电流关系|
|图像分析|7题|路端电压-电流图线解读|通过图像斜率(内阻)、截距(电动势)深化规律理解|
|实验探究|8题|伏安特性曲线、热敏电阻实验|结合科学探究,培养电路设计与数据处理能力|
|综合应用|9-12题|生活情境(额温枪)、复杂电路计算|综合运用规律解决实际问题,体现科学态度与责任|
内容正文:
6.电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
1.(2026•四川自贡期中)下列关于电动势和电流的说法正确的是( )
A.电流可以由电源负极流向电源正极
B.电源的电动势是由内外电压决定的
C.电源短路时,路端电压为零,电路电流也为零
D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多
2.〔多选〕若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
3.如图所示,电源的内阻r为2 Ω,R1=10 Ω,R2=8 Ω,当S连接1时,电流表的示数为0.2 A,则将S切换到2时,电流表的示数变为( )
A.0.18 A B.0.20 A
C.0.24 A D.0.26 A
4.如图所示,当开关S断开时,理想电压表示数为3 V,当开关S闭合时,理想电压表示数为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
5.〔多选〕如图所示的电路中,电源的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3 V,额定功率为4.5 W。当开关S接位置1时,电压表的读数为3 V,假如小灯泡电阻阻值不变,下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为4 Ω
B.小灯泡的电阻为2 Ω
C.当开关S接到位置2时,小灯泡很暗
D.当开关S接到位置2时,小灯泡两端的电压为3 V
6.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
7.如图所示,图线AB是某电源的路端电压随电流变化的图线,曲线OM是电阻R两端的电压随电流变化的图线。当该电源和该电阻R串联时,下列说法不正确的是( )
A.电阻R的阻值是0.5 Ω
B.电源的内阻是1 Ω
C.电源的电动势是6 V
D.电源的功率是8 W
8.(2026•成都嘉祥集团期中)某同学为了研究额温枪中导电材料的导电规律,用该种导电材料制作成电阻较小的元件Z做实验,测量元件Z中的电流在两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律。
(1)他应选用下图中所示的 电路进行实验:
(2)一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,半导体材料的电阻则与之相反。由(1)实验测得元件Z的电压与电流的关系作出元件Z的I-U图线如图1所示。根据Z的I-U图线可判断元件Z是 (选填“金属材料”或“半导体材料”);
(3)该同学为了进一步验证额温枪测温度的准确性,设计了图2所示电路。已知电源电动势E=1.5 V,内阻忽略不计,R0=15 Ω,热敏电阻的阻值与温度的关系如图3所示,则:
①温度越低,电压表示数 (选填“越大”或“越小”);
②闭合开关后,发现电压表示数为0.50 V,则热敏电阻此时的温度为 ℃(结果保留1位小数)。
9.额温枪及其技术参数如图所示,它以2节干电池为电源,工作电流为5 mA,能通过传感器检测人体向外辐射的红外线,根据红外线能量的强弱,快速、准确且无接触地测量体温,那么关于该额温枪的说法正确的是( )
A.额温枪工作时,电池组两极间的电压为3 V
B.额温枪工作时,电路中每通过1 C电荷量,每节电池都能把1.5 J化学能转化为电能
C.额温枪工作时,电源的输出功率为15 mW
D.若换用两节充满电的800 mA•h的充电电池,则最多可测温的次数约为1×106次
10.〔多选〕某同学用内阻Rg=20 Ω、满偏电流Ig=5 mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图甲所示。该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R使毫安表指针满偏,再将阻值为400 Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该电源电动势为1.5 V
B.该电源电动势为3.0 V
C.刻度2.5 mA处标注600 Ω
D.刻度4 mA处标注200 Ω
11.(2026•四川成都外国语11月月考)如图所示,滑动变阻器的总阻值为50 Ω,小灯泡L的铭牌上标有“4 V 1 W”的字样。当滑片P滑至图中某一位置时,小灯泡L恰好正常发光,此时理想电流表的示数为0.45 A;由于小灯泡L断路,导致理想电流表的示数变为0.50 A,理想电压表的示数为10 V。已知电源和导线均完好,电路中各处接触良好。求:
(1)滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)电源的电动势和内阻。
12.如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)定值电阻R2的阻值;
(2)滑动变阻器的最大阻值;
(3)电源的电动势和内阻。
答案
6.电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律
1.A 在电源的外部,电流方向总是从电源正极流向电源负极,在电源的内部,电流方向总是从电源负极流向电源正极,即电流可以由电源负极流向电源正极,故A正确;根据E=可知,电动势由非静电力移动电荷做功决定,电动势与外电路的结构无关,与内电压和外电压无关,故B错误;电源短路时,路端电压为零,电路中的电流较大,不为零,故C错误;根据W=EIt,可知,电源的电动势越大,电源所能提供的电能不一定就越多,还和时间及电流有关,故D错误。
2.BD 内电压U′=Ir,故A错误;因为E=U+U′,所示 U′=E-U,故B正确;由以上两式知,E=U+Ir,故C错误;对整个电路I=,对外电路I=,则U=E,故D正确。
3.C 根据闭合电路欧姆定律,S连接1时,有I1=,S连接2时,有I2=,两式联立得I2=0.24 A,故C正确。
4.D 开关断开时,理想电压表的示数等于电源的电动势,故E=3 V;当开关闭合时,理想电压表示数为R两端的电压,由U=E-U内可知,内电压U内=E-U=3 V-1.8 V=1.2 V,故外电阻与内电阻的比值===,故D正确。
5.BC 灯泡的额定电流IL== A=1.5 A,电阻RL== Ω=2 Ω,当开关接1时,通过电阻R的电流I== A=0.1 A,根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir,代入数据可得r=2 Ω,故A错误,B正确;当开关接2时,灯泡电流IL′== A=0.8 A,小于灯泡的额定电流,实际功率小于其额定功率,则灯泡L不能正常发光,会很暗,此时灯泡两端的电压为UL′=IL′RL=0.8×2 V=1.6 V,故C正确,D错误。
6.D 电路开路时,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,该电池板与阻值为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,故D正确。
7.D 当该电源和该电阻R串联时,电阻R的阻值是R== Ω=0.5 Ω,A正确;图线AB的斜率的绝对值表示电源的内阻,即r= Ω=1 Ω,B正确;图线AB的纵截距表示电源的电动势,即E=6 V,C正确;电源的功率为P=EI=6×4 W=24 W,D错误。本题选错误的,故选D。
8.(1)A (2)半导体材料 (3)①越小 ②44.0
解析:(1)元件Z中的电压从零逐渐增大,故滑动变阻器采用分压式接法;又由于被测电阻较小,故应该采用安培表外接法。故选A。
(2)由图1可知,电压越大,电流越大,电流热效应作用越明显,温度越高,但图线对应的电阻逐渐减小,故是半导体材料。
(3)①电源内阻忽略不计,根据闭合电路欧姆定律得I=
电压表的读数U=IR0=
温度越低,Rt越大,则电压表示数越小。
②当电压表示数为0.50 V时,由上面的公式U=
可得Rt=-R0
代入数据可得Rt=30 Ω
由Rt-t图像,可知对应的温度为44.0 ℃。
9.B 额温枪工作时,电池组两极间的电压为路端电压,小于电源的电动势,故电池组两极间电压小于3 V,A错误;每节电池的电动势为1.5 V,根据电动势的定义可知电路中每通过1 C电荷量,消耗的电能为W=qE=1×1.5 J=1.5 J,则有1.5 J的化学能转化为电能,B正确;额温枪工作时电源的总功率为P=2EI=2×1.5 V×5 mA=15 mW,电源的输出功率小于电源的总功率,C错误;若换用两节充满电的800 mA•h的充电电池,最多可测温的次数为n==次=5.76×105次,D错误。
10.BC 由闭合电路欧姆定律得,满偏时E=Ig,接入R1=400 Ω的电阻时,表头指在3 mA,则由闭合电路欧姆定律E=Ig(Rg+r+R+R1),联立解得r+R=580 Ω,电动势E=3 V,故A错误,B正确;当电流刻度为2.5 mA时,接入电阻为R2=-=600 Ω,故C正确;当电流刻度为4 mA时,接入电阻为R3=-=150 Ω,故D错误。
11.(1)20 Ω (2)12.5 V 5 Ω
解析:(1)根据并联电路的特点可知,小灯泡L断路后U=U2=10 V
则有R2== Ω=20 Ω
小灯泡L未断路前路端电压
U2′=I2′R2=0.45×20 V=9 V
小灯泡L未发生断路前恰好正常发光,而小灯泡L的额定电压UL=4 V
则可得小灯泡L的额定电流IL==0.25 A
则变阻器连入电路的阻值
R1=== Ω=20 Ω。
(2)根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir得
小灯泡L断路前E=U2′+r
断路后E=U2+I2r
代入数据,联立解得E=12.5 V,r=5 Ω。
12.(1)5 Ω (2)300 Ω (3)20 V 20 Ω
解析:(1)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。
(2)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,由图像中A点坐标求出
R== Ω=80 Ω,R=+R2
代入数据解得滑动变阻器最大阻值R3=300 Ω。
(3)由闭合电路欧姆定律得E=U+Ir
将图像中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。
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