高中物理 第4章 閉合電路歐姆定律和邏輯電路 第1節(jié) 閉合電路歐姆定律學業(yè)分層測評 魯科版選修3-1

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閉合電路歐姆定律 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．下列關(guān)于電動勢的說法中正確的是 (　　) A．發(fā)電機作為電源時，沒有電動勢只有電壓 B．電源電動勢的大小等于非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極送到正極所做的功的大小 C．電動勢是矢量 D．電動勢的大小不隨外電路的改變而改變 【解析】　發(fā)電機作為電源時，同樣具有電動勢，A錯誤；根據(jù)電動勢的定義，電源電動勢的大小等于非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負極送到正極所做的功的大小，B錯誤；電動勢雖然有方向，但它是標量，C錯誤；電動勢取決于電源本身的性質(zhì)，其大小不隨外電路的改變而改變，D正確． 【答案】　D 2．在已接電源的閉合電路中，關(guān)于電源的電動勢、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系應是(　　) A．如外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動勢也會隨之增大 B．如外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動勢必然減小 C．如內(nèi)電壓減小，則外電壓不變，電源電動勢隨內(nèi)電壓減小 D．如外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源電動勢始終為二者之和，保持不變 【解析】　在閉合電路中，電源電動勢和內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系為：E＝U外＋U內(nèi)，E由其自身性質(zhì)決定，一般不變，所以U外增大，U內(nèi)減??；U外減小，U內(nèi)增大．二者之和始終不變． 【答案】　D 3．如圖4110所示的電路中，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E和r，當閉合開關(guān)S，向左移動滑動變阻器的滑片時，下列說法正確的是(　　) 【導學號：34660101】 圖4110 A．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大 B．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小 C．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小 D．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變大 【解析】　向左移動滑動變阻器的滑動觸頭，R增大，由I＝，U＝知，電壓表示數(shù)變大，電流表示數(shù)變小，D選項正確． 【答案】　D 4．如圖4111所示電路中，定值電阻R2＝r(r為電源內(nèi)阻)，滑動變阻器的最大阻值為R1，且R1?R2＋r，在滑動變阻器的滑片P由左端a向右滑動的過程中，以下說法正確的是(　　) 圖4111 A．電源的輸出功率變小 B．R2消耗的功率先變大后變小 C．滑動變阻器消耗的功率先變大后變小 D．以上說法都不對 【解析】　滑片向右移動，滑動變阻器接入電路部分電阻變小，電路中的電流變大，通過電源的電流和通過電阻R2的電流都變大，這兩個電阻是定值電阻，消耗的功率變大，在滑動的過程中內(nèi)阻始終小于外電阻，所以電源的輸出功率一直增大．考慮滑動變阻器上的功率消耗時，可以把R2看成電源內(nèi)阻的一部分．當滑動變阻器的阻值等于2r時，消耗的功率最大．故選C. 【答案】　C 5．(多選)如圖4112所示的是兩個閉合電路中兩個電源的UI圖象，下列說法中正確的是(　　) 圖4112 A．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＜r2 B．電動勢E1＝E2，內(nèi)阻r1＞r2 C．電動勢E1＝E2，發(fā)生短路時的電流I1＞I2 D．當兩電源的工作電流變化相同時，電源2的路端電壓變化較大 【解析】　電源的電動勢和內(nèi)阻的判定可以通過UI圖象來完成，由圖象可知，E1＝E2，兩電源的短路電流I1＞I2(圖象的橫截距)，故內(nèi)阻r＝E/I，r1＜r2，選項A、C正確，因圖象1的斜率的絕對值小于圖象2的斜率的絕對值，由圖象可以得到ΔU＝kΔI，可知ΔU2＞ΔU1，選項D正確． 【答案】　ACD 6．如圖4113所示，I是電源的路端電壓隨電流變化的圖線，Ⅱ是某電阻的伏安特性曲線，當該電源向該電阻供電時，電阻上消耗的功率和電源的效率分別是(　　) 圖4113 A．4 W和33% B．2 W和67% C．2 W和33% D．4 W和67% 【解析】　將R連入電路后，路端電壓U＝2 V，電流I＝2 A，所以PR＝UI＝22 W＝4 W，η＝＝＝＝67%，故D對． 【答案】　D 7．如圖4114所示，電源的內(nèi)阻r為2 Ω，R1＝10 Ω，R2＝8 Ω，當S連接1時，電流表的示數(shù)為0.2 A，則將S切換到2時，電流表的示數(shù)變?yōu)?　　) 【導學號：34660102】 圖4114 A．0.18 A　 B．0.20 A C．0.24 A D．0.26 A 【解析】　根據(jù)閉合電路歐姆定律 S連1時　I1＝ S連2時　I2＝ 兩式聯(lián)立得I2＝0.24 A. 【答案】　C 8．如圖4115所示，電動勢為2 V的電源跟一個阻值R＝9 Ω的電阻連接成閉合電路，測得電源兩端電壓為1.8 V，求電源的內(nèi)阻． 圖4115 【解析】　通過電阻R的電流為 I＝＝ A＝0.2 A 由閉合電路歐姆定律E＝U＋Ir， 得電源內(nèi)阻r＝＝ Ω＝1 Ω. 【答案】　1 Ω [能力提升] 9．如圖4116所示，當開關(guān)S閉合時，電流表和電壓表的讀數(shù)變化為(　　) 【導學號：34660103】 圖4116 A.的讀數(shù)減小， 的讀數(shù)增大 B.的讀數(shù)增大，的讀數(shù)減小 C.、的讀數(shù)均減小 D.、的讀數(shù)均增大 【解析】　S閉合后，R總減小，根據(jù)I總＝知I總增大，又U＝E－I總r，所以U減小，即讀數(shù)減小，而UR1＝I總R1，UR1增大，而UR3＝U－UR1，UR3減小，由I＝知I減小，即讀數(shù)減小，所以C項正確． 【答案】　C 10．如圖4117所示電路，閉合開關(guān)S，兩個燈泡都不亮，電流表指針幾乎不動，而電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，該電路的故障可能是(　　) 圖4117 A．電流表壞了或未接好 B．從點a經(jīng)過燈L1到點b的電路中有斷路 C．燈L2的燈絲斷了或燈座未接通 D．電流表和燈L1、L2都壞了 【解析】　由于閉合開關(guān)，兩燈不亮，電流表沒有示數(shù)，可以斷定電路中某處斷路，由于電壓表有示數(shù)，則經(jīng)開關(guān)、電流表、電壓表、L2線路沒有斷路，故應是a經(jīng)L1到點b間有斷路，故B正確． 【答案】　B 11．人造地球衛(wèi)星常常利用太陽能電池作電源，太陽能電池由許多片電池板組成．設某太陽能電池板的內(nèi)電阻為r＝20 Ω，它不接外電路時兩極間的電壓為810－4 V. (1)該太陽能電池板的電動勢為多大？ (2)該太陽能電池板的短路電流為多大？ (3)若在該太陽能電池板的兩極間連接一只定值電阻R，R＝5 Ω，則電阻R兩端的電壓為多大？ 【解析】　(1)電池板的電動勢E等于不接外電路時兩極間的電壓U，即E＝810－4 V (2)外電路短路時，R＝0，I短＝＝410－5 A (3)由I＝及UR＝IR得UR＝＝1.610－4 V. 【答案】　(1)810－4 V　(2)410－5 A　(3)1.610－4 V 12．電路圖如圖4118甲所示，圖乙中圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象，滑動變阻器的最大阻值為15 Ω，定值電阻R0＝3 Ω. 甲　　　　乙 圖4118 (1)當R為何值時，R0消耗的功率最大，最大值為多少？ (2)當R為何值時，電源的輸出功率最大，最大值為多少？ 【解析】　(1)由題圖乙可知電源的電動勢和內(nèi)阻為：E＝20 V，r＝7.5 Ω. 由題圖甲分析知道，當R＝0時，R0消耗的功率最大， 最大值為P＝2R0＝23 W＝10.9 W. (2)當r＝R＋R0，即R＝4.5 Ω時，電源的輸出功率最大，最大值為P′＝2(R0＋R)＝2(3＋4.5) W＝13.3 W. 【答案】　(1)0　10.9 W　(2)4.5 Ω　13.3 W