【创新设计】2022学年高中物理 2.6-2.7 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律每课一练 教科版选修3-1
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2022-08-25 12:33:49
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2.6-2.7电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 对电源电动势的理解1.下列关于电源的说法中,正确的是( )A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大B.电源的作用是利用化学反应或其他能量消耗,不断地移动电荷维持电池两极间的电势差C.电源的电动势与外电路无关D.在电源内从负极到正极电势的升高等于E答案 BCD解析 电源向外提供的电能除与电动势有关外,还与其他物理量有关.所以电源向外提供的电能多,并不意味着电源的电动势一定大;电动势是电源本身的特征,与外电路电阻无关;电源是维持电源两极保持恒定的电势差的装置,所以在电源内部,从负极到正极电势升高等于E,故选BCD.对闭合电路欧姆定律的理解2.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′=IRB.U′=E-UC.U=E+IrD.U=E答案 BD3.图2-6-6如图2-6-6所示的电路中,S闭合后,调节电阻箱的阻值,当R1=3Ω时,电压表示数为3V;当R2=10Ω时,电压表示数为5V.求电源的电动势和内阻.答案 7V 4Ω解析 由E=U+Ir=U+r得:E=3+r ①E=5+0.5r②由①②得:E=7V r=4Ω对U-I图像的理解4.6图2-6-7如图2-6-7所示为某一电源的U-I图像,由图可知( )A.电源电动势为2VB.电源内阻为ΩC.电源短路时电流为6AD.电路路端电压为1V时,电路中电流为5A答案 AD解析 由U-I图像可知,电源电动势E=2V.r=||=Ω=0.2Ω,当U=1V时,I==A=5A.选项A、D正确.(时间:60分钟) 题组一 对电动势概念和内阻的理解1.下列关于电源的说法正确的是( )A.电源就是电压B.电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷,维持一定的电势差C.与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D.在电源内部正电荷由负极流向正极,负电荷由正极流向负极答案 BD解析 在电源内部由非静电力将正电荷由负极搬到正极,将负电荷由正极搬到负极,使正、负极维持一定的电势差,电源不是电压,故A错,B、D正确.导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的,故C错.2.关于电源的电动势,下列说法中正确的是( )A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化B.1号干电池比7号干电池的体积大,但电动势相同C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的特征答案 BD3.手电筒的两节干电池,已经用了较长时间,灯泡只发出很微弱的光,把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数接近3V,再把它们作为一个台式电子钟的电源,电子钟能正常工作,则下列说法:①这两节干电池的电动势减少了很多 ②这两节干电池的内阻增大了很多 ③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小 ④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小,其中正确的是( )A.①②B.①③6C.②④D.③④答案 C解析 题目所给的材料中,有几点要特别注意:手电筒的灯泡发出很微弱的光,这说明通过小灯泡的电流已经很小.用电压表测两节干电池的电压示数接近3V,这说明每节干电池的电动势仍约为1.5V,把它们作为电子钟的电源,电子钟正常工作,说明电子钟的工作电流比较小.由此我们可以知道,干电池在用了很长一段时间之后,电动势的大小仍基本没变,那为什么手电筒却发出微弱的光呢?可见,该电池的内电阻已经变大了很多.故正确选项为C.题组二 对闭合电路欧姆定律的理解和简单应用4.在闭合电路中,下列叙述正确的是( )A.闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比B.当外电路断开时,路端电压等于零C.当外电路短路时,电路中的电流无穷大D.当外电阻增大时,路端电压也增大答案 AD5.在已接电源的闭合电路里,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系,下列说法正确的是( )A.若外电压增大,则内电压增大,电源电动势也会随之增大B.若外电压减小,内电阻不变,内电压也就不变,电源电动势必然减小C.若外电压不变,则内电压减小,电源电动势也会随内电压减小D.若外电压增大,则内电压减小,电源的电动势始终等于二者之和答案 D6.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V答案 D解析 由已知条件得:E=800mV.又因I短=,所以r==Ω=20Ω.所以U=IR=R=×20mV=400mV=0.40V,选项D正确.图2-6-87.如图2-6-8所示电路,R由2Ω变为6Ω时,电路中的电流变为原来的一半,则电源的内阻是( )A.1ΩB.2ΩC.3ΩD.4Ω答案 B6图2-6-98.如图2-6-9所示,当开关S断开时,电压表示数为3V,当开关S闭合时,电压表示数为1.8V,则外电阻R与电源内阻r之比为( )A.5∶3B.3∶5C.2∶3D.3∶2答案 D解析 S断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E=3V.S闭合时,U外=1.8V,所以U内=E-U外=1.2V.因U外=IR,U内=Ir,所以R∶r=U外∶U内=1.8∶1.2=3∶2.题组三 U-I图像的理解9.如图2-6-10所示,甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,下列说法中正确的是( )图2-6-10A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等B.电流都是I0时,两电源的内电压相等C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻答案 AC解析 甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等,故A正确;图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值),图线甲的斜率大于图线乙的斜率,表明甲的内阻大于乙的内阻,故D错误;图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小,由图线可知,甲与U轴交点的坐标值比乙的大,表明甲的电动势大于乙的电动势,故C正确;电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积,即U内=Ir,因为甲的内阻较乙的内阻大,所以当电流都为I0时,甲电源的内电压较大,故B错误.故选A、C.10.图2-6-11如图2-6-11所示的U-I图像中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )A.R的阻值为1.5ΩB.电源电动势为3VC.内阻为0.5Ω6D.电源内阻分压为1.5V答案 ABD11.电路图2-6-12甲所示,若电阻未知,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图线分别如图乙所示,求:图2-6-12(1)电源的电动势和内阻;(2)电源的路端电压.答案 (1)4V 1Ω (2)3V解析 (1)由题图乙所示U-I图线知:电源电动势E=4V,短路电流I短=4A,故内阻r==1Ω.(2)由图像知:电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U=3V.题组四 综合应用图2-6-1312.如图2-6-13所示,已知R1=R2=R3=1Ω.当开关S闭合后,电压表的读数为1V;当开关S断开后,电压表的读数为0.8V,则电源的电动势等于( )A.1VB.1.2VC.2VD.4V答案 C解析 当S闭合时,I==A=1A,故有E=I(1.5+r);当S断开时,I′==0.8A,故有E=I′(2+r),解得E=2V,C正确.13.图2-6-14如图2-6-14所示的电路中,当开关S接a点时,标有“5V,2.5W”的小灯泡L6正常发光,当开关S接b点时,通过电阻R的电流为1A,这时电阻R两端的电压为4V.求:(1)电阻R的值;(2)电源的电动势和内阻.答案 (1)4Ω (2)6V 2Ω解析 (1)电阻R的值为R==Ω=4Ω.(2)当开关接a时,有E=U1+I1r,又U1=5V,I1==A=0.5A.当开关接b时,有E=U2+I2r,又U2=4V,I2=1A,联立解得E=6V,r=2Ω.6