教科版高中物理必修第三冊第二章電路及其應用6電源的電動勢和內(nèi)阻練習含答案

第二章電路及其應用6電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律基礎過關(guān)練題組一對電源的理解1.(2023四川成都蓉城高中教育聯(lián)盟)下列關(guān)于電源和電動勢的說法正確的是()A.電路中有電源一定有持續(xù)的電流B.在電源內(nèi)部,電流由電源正極流向電源負極C.電源電動勢與外電路的組成有關(guān)D.外電路中電場力對電荷做正功,內(nèi)電路中非靜電力對電荷做正功2.(2023河南周口項城月考)下列有關(guān)電壓與電動勢的說法正確的是()A.電壓與電動勢的單位都是伏特,所以電壓與電動勢是同一物理量的不同叫法B.電動勢是電源兩極間的電壓C.電動勢公式E=Wq中的W與電壓公式U=Wq中的W是一樣的D.電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量3.(多選題)(2022陜西咸陽期中)如圖所示是常用在電子手表和小型儀表中的鋅汞電池,它的電動勢約為1.2V,這表示()A.電路通過1C的電荷量,電源把1.2J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能B.電源在每秒內(nèi)把1.2J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能C.該電源比電動勢為1.5V的干電池做功少D.該電源與電動勢為1.5V的干電池相比,通過1C電荷量時其他形式的能轉(zhuǎn)化的電能少題組二閉合電路歐姆定律的應用4.(2024湖南永州一中月考)將兩個相同的電阻R,串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上,電路中的電流為I;將它們并聯(lián)起來接在同一電源上,此時流過電源的電流為4I3,A.RB.R2C.4RD.5.如圖所示電路中,電源電動勢恒定,內(nèi)阻不計,電阻R1=10Ω,R2=20Ω,R的阻值未知但不為零,開關(guān)S斷開時,電流表示數(shù)為0.20A,則當開關(guān)S閉合后,電流表的示數(shù)可能是()A.0.25AB.0.30AC.0.35AD.0.40A6.(多選題)(2022廣東惠州一中期中)在如圖所示的電路中,R1=10Ω,R2=8Ω,當a、b兩點間接理想電流表時,其讀數(shù)為0.5A,當a、b兩點間接理想電壓表時,其讀數(shù)為2.5V,則該電源的電動勢和內(nèi)電阻分別為()A.E=2.5VB.E=5VC.r=1ΩD.r=2Ω7.(2023四川成都期中)如圖所示的電路中,電源的電動勢為E=20V,G為一滿偏電流為Ig=100mA的小量程電流表,R為一電阻箱(0~9999.9Ω),當調(diào)節(jié)其阻值為20Ω時,電阻箱R兩端的電壓為5V,電流表G的示數(shù)為I1=50mA,R1=80Ω,R2=48Ω,閉合S后,求:(1)電流表G的內(nèi)阻Rg;(2)電源的內(nèi)阻r。8.(2023山東德州期中)在如圖所示的電路中,電源電動勢E=4V,內(nèi)阻r=0.5Ω,R1=4Ω,R2=1.5Ω,電容器的電容C=8×10-6F。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定。求:(1)R2兩端的電壓;(2)斷開開關(guān)S后,通過R2的電荷量。題組三電源的U-I圖像9.(2023四川成都蓉城名校聯(lián)盟期中)如圖所示為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系圖像,則下列結(jié)論正確的是()A.電源的電動勢為2.0VB.電源的內(nèi)阻為4ΩC.電源的短路電流為0.5AD.將該電源與一阻值為1Ω的電阻串聯(lián),路端電壓為0.4V10.(2024四川綿陽南山中學實驗學校期中)如圖為兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U-I圖像,則下列說法中正確的是()A.電動勢E1=E2,短路電流I1>I2B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1>r2C.電動勢E1<E2,內(nèi)阻r1<r2D.當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的路端電壓變化較小11.(2022河南許昌聯(lián)考)在如圖甲所示電路中,R1=20Ω,閉合開關(guān)S后,在滑動變阻器滑片P從右端滑到左端過程中,路端電壓和干路電流變化如圖乙所示,圖線上A、B兩點分別對應滑片P在滑動變阻器兩端時的狀態(tài)。求:(1)電源的電動勢及內(nèi)阻;(2)定值電阻R3的阻值;(3)滑動變阻器R2的最大阻值。甲乙能力提升練題組一閉合電路的動態(tài)分析1.(多選題)(2023四川成都期中)如圖所示電路,閉合開關(guān)S,不考慮燈泡電阻的變化,電流表和電壓表均為理想電表。若將滑動變阻器的滑片P向上移動,則()A.燈泡L1變暗B.燈泡L2亮度不變C.電壓表的示數(shù)變大D.電流表的示數(shù)變大2.(2023山東臨沂沂水四中月考)如圖所示的電路中,電源電動勢不變、內(nèi)阻不能忽略,R1、R2、R3、R4為定值電阻,L1、L2是小燈泡(阻值不變),電流表是理想電表。閉合開關(guān)S,兩燈均正常發(fā)光。由于某種原因定值電阻R1處突然斷路,假設小燈泡不會被燒壞,則()A.電流表的讀數(shù)變小,L1變亮,L2變暗B.電流表的讀數(shù)變小,L1變暗,L2變亮C.電流表的讀數(shù)變大,L1變亮,L2變暗D.電流表的讀數(shù)變大,L1變暗,L2變亮3.(2023四川瀘州龍馬高中期中)如圖所示,當R3的觸頭向右移動時,電壓表V1和電壓表V2的示數(shù)的變化量分別為ΔU1和ΔU2(均取絕對值),則下列說法中正確的是()A.ΔU1>ΔU2B.路端電壓增大C.電壓表V1的示數(shù)變大D.電壓表V2的示數(shù)變小4.(2023山東濟寧期中)如圖,電路中定值電阻R大于電源內(nèi)阻r。閉合開關(guān)S,將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI,則下列說法錯誤的是()A.A的示數(shù)增大B.V2的示數(shù)增大C.ΔU3與ΔI的比值大于rD.ΔU1大于ΔU2題組二閉合電路中的故障問題5.(經(jīng)典題)(2023江西吉安一中期末)如圖所示電路,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()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6.(2023廣東佛山石門高中統(tǒng)測)如圖所示電路,A、B兩燈原來正常發(fā)光,忽然B燈比原來亮了,假如這是電路中某一處發(fā)生了故障造成的,那么這種故障可能是()A.R1短路B.R2斷路C.R3斷路D.電源斷路7.(2024浙江臺州書生中學開學考試)如圖所示的電路中,閉合開關(guān)S后,燈L1和L2都正常發(fā)光,后來由于某種故障使燈L2突然變亮,電壓表讀數(shù)增加,由此推斷,這種故障可能是()A.燈L1燈絲燒斷B.電阻R2斷路C.電阻R2短路D.電容器被擊穿短路題組三含容電路的分析與計算8.(多選題)(2023山東濟南章丘四中月考)如圖所示,電源的電動勢E=1.5V,內(nèi)阻r=2Ω,R1、R2為兩個定值電阻,阻值均為8Ω,平行板電容器的電容C=3×10-6F,則()A.開關(guān)斷開時兩極板間的電壓為43B.開關(guān)斷開時電容器帶的電荷量為4×10-6CC.開關(guān)接通時兩極板間的電壓為1VD.開關(guān)接通時電容器帶的電荷量為3×10-6C9.(多選題)(2024四川遂寧蓬溪中學月考)在報警電路中常用到蜂鳴器,其原理為當電流從蜂鳴器正極流入負極流出時,蜂鳴器會發(fā)出報警聲。如圖所示是一個斷路報警電路,平行板電容器電容為C,電源電動勢為E、內(nèi)阻r≠0,D可視為理想二極管,R1、R2為定值電阻。當電路中的開關(guān)S在電路工作過程中斷開時,蜂鳴器會發(fā)出報警聲。對于該電路下列說法正確的是()A.a端為蜂鳴器的正極B.S閉合電路穩(wěn)定后,電容器電荷量為CEC.S閉合電路穩(wěn)定后,增加平行板間距離有可能會使蜂鳴器發(fā)出報警聲D.S斷開后,流過蜂鳴器的電荷量小于流過R2的電荷量10.(2024福建廈門六中期中)如圖所示,C為兩極板水平放置的平行板電容器,閉合開關(guān)S,當滑動變阻器R1、R2的滑片處于各自的中點位置時,懸在電容器C兩極板間的帶電塵埃P恰好處于靜止狀態(tài)。要使塵埃P向下加速運動,下列方法中可行的是()A.把R2的滑片向左移動B.把R2的滑片向右移動C.把R1的滑片向左移動D.把開關(guān)S斷開11.(2022四川內(nèi)江六中月考)在如圖所示電路中,電源的電動勢E=3V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻R1=2Ω,R2=R4=1Ω,R3=8Ω,R5=5Ω,電容器的電容C=100μF。求:(1)閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定后電容器的帶電荷量;(2)閉合開關(guān)S前后通過電阻R3的總電荷量。答案與分層梯度式解析第二章電路及其應用6電源的電動勢和內(nèi)阻閉合電路歐姆定律基礎過關(guān)練1.D2.D3.AD4.C5.A6.BD9.A10.C1.D電路中有持續(xù)電流的條件是有電源且電路是閉合回路,有電源不一定有持續(xù)的電流,故A錯誤。在電源內(nèi)部,電流由電源負極流向電源正極,故B錯誤。電源電動勢反映電源的特性,與外電路的組成無關(guān),故C錯誤。外電路中,電荷在導線中電場的作用下運動,此過程電場力對電荷做正功;根據(jù)穩(wěn)定電流的閉合性和電荷守恒定律,在內(nèi)電路中,電荷運動方向與電場力的方向相反,電場力對電荷做負功,非靜電力對電荷做正功,故D正確。2.D電壓與電動勢是兩個不同的概念,電動勢公式E=Wq中的W是非靜電力做的功,電動勢是描述電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量;而電壓公式U=Wq中的W則是電場力做的功,故A、B、C錯誤,D方法技巧對電源的理解(1)非靜電力僅存在于電源的內(nèi)部,使正負電荷分開。非靜電力的方向與電場力方向相反。(2)不同的電源,非靜電力做功的本領(lǐng)不同,這是由電源本身性質(zhì)決定的。3.AD電動勢在數(shù)值上等于將1C電荷量的正電荷從電源的負極移到正極過程中非靜電力做的功,該電池的電動勢為1.2V,表示該電池將1C電荷量的正電荷由負極移到正極的過程中,非靜電力做了1.2J的功,電源把1.2J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,故A正確,B錯誤;電動勢表示電源內(nèi)非靜電力做功本領(lǐng)的大小,不表示做功的多少,故C錯誤;電動勢為1.2V的鋅汞電池與電動勢為1.5V的干電池相比,通過1C電荷量時其他形式的能轉(zhuǎn)化的電能少,D正確。故選A、D。4.C由串、并聯(lián)電路的特點可知,串聯(lián)時外電阻為2R,并聯(lián)時外電阻為R2,由閉合電路的歐姆定律可得E=I(2R+r),E=43IR25.A根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,當S斷開時E=I1×(R1+R2+R)=0.2×(30+R),當S閉合時,R1被短路,有E=I2(R2+R)=I2×(20+R),聯(lián)立解得I2=0.2×(30+R)20+R=0.2+220+R,R的阻值未知但不為6.BD當a、b兩點間接理想電流表時,R1被短路,根據(jù)閉合電路的歐姆定律有Er+R2=0.5A;當a、b兩點間接理想電壓表時,電壓表讀數(shù)即R1兩端電壓,可得Er+R1+R2R1=2.5V,7.答案(1)20Ω(2)2Ω解析(1)電流表G和R1串聯(lián)后再與電阻箱R并聯(lián),則有U1=I1(Rg+R1)解得Rg=20Ω。(2)流過電阻箱R的電流I2=U1R=0.25干路電流I=I1+I2由閉合電路歐姆定律有E=U1+I(R2+r)聯(lián)立解得r=2Ω。方法技巧解決閉合電路問題的一般步驟(1)分析電路特點:認清各元件之間的串并聯(lián)關(guān)系,特別要注意電壓表測量哪一部分兩端的電壓,電流表測量流過哪個用電器的電流。(2)應用閉合電路歐姆定律求干路中的電流。(3)根據(jù)部分電路歐姆定律和電路的串并聯(lián)特點,求出部分電路兩端的電壓和通過的電流。8.答案(1)3V(2)2.4×10-5C解析(1)閉合開關(guān)S,電路穩(wěn)定時電路中的總電流為I=ER2+rR2兩端的電壓為U=IR2=2×1.5V=3V(2)閉合開關(guān)S時,電容器兩端電壓等于R2兩端電壓,所以電容器所帶的電荷量Q=CU=8×10-6F×3V=2.4×10-5C斷開開關(guān)S,電容器放電,通過R2的電荷量為2.4×10-5C9.A根據(jù)U=E-Ir可知電源的U-I圖像的縱軸截距等于電源電動勢,圖線斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻,則有E=2.0V,r=2.0-1.50.5Ω=1Ω,故A正確,B錯誤;當外電阻為零時,電源被短路,此時的短路電流為I短=Er=2.01A=2.0A,故C錯誤;將該電源與一阻值為1Ω的電阻串聯(lián),則電路中的電流為I=E易錯分析10.CU-I圖線與U軸的交點表示電源電動勢,與I軸的交點表示短路電流,則有E1<E2,I1>I2,故A錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-rI,可知電源U-I圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻,即|k|=r,故內(nèi)阻r1<r2,故B錯誤,C正確;根據(jù)閉合電路歐姆定律可得|ΔU|=|ΔI|·r,可知當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的路端電壓變化較大,故D錯誤。歸納總結(jié)對于電源的U-I圖像,由U=E-Ir可知:(1)縱軸截距等于電源的電動勢E,橫軸截距等于外電路短路時的電流I短=Er;(2)直線斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻r=Δ11.答案(1)12V4Ω(2)5Ω(3)16Ω解析(1)由U-I圖像可知電源電動勢為12V,圖線斜率的絕對值即電源內(nèi)阻r,可得r=ΔUΔI=12(2)設R1、R3并聯(lián)后的總電阻為R,則R=R當滑動變阻器接入電路的阻值為零時,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得Er+聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得R=4Ω,R3=5Ω(3)當電路中電流最小時,R2接入電路中的阻值最大,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得IA=E代入數(shù)據(jù)解得R2的最大阻值為16Ω。能力提升練1.AC2.A3.A4.B5.B6.C7.B8.CD9.AC10.A1.AC滑動變阻器的滑片P向上移動,其接入電路的阻值變大,則電路中的總電阻變大,電路中的總電流變小,燈泡L1變暗,故A正確;電源的內(nèi)電壓變小,路端電壓變大,故電壓表的示數(shù)變大,C正確;由于電路中的總電流變小,不考慮燈泡電阻的變化,燈泡L1兩端的電壓變小,而路端電壓變大,則燈泡L2兩端的電壓變大,燈泡L2變亮,故B錯誤;通過燈泡L2的電流變大,而電路中的總電流變小,則通過滑動變阻器的電流變小,即電流表的示數(shù)變小,D錯誤。一題多解滑動變阻器的滑片P向上移動,其接入電路的阻值變大,根據(jù)“串反并同”可知,通過滑動變阻器和L1的電流減小(“串反”),通過L2的電流增大(“并同”),故燈泡L1變暗,電流表的示數(shù)減小,燈泡L2變亮。2.AR1斷路,則電路中的總電阻變大,根據(jù)I=ER總可知電路中的總電流減小,L2并聯(lián)部分的電路結(jié)構(gòu)不變,分流關(guān)系不變,所以通過L2的電流變小,L2變暗,流過電流表的電流變小,L2分壓變小;路端電壓U=E-Ir,由于總電流減小,可知路端電壓變大,故L1兩端電壓變大,所以L1變亮,A3.A當R3的觸頭向右移動時,外電路總電阻減小,干路電流增大,可知R2兩端的電壓增大,即電壓表V2示數(shù)增大;R1兩端的電壓U1=E-I(R2+r),I增大,故U1減小,即電壓表V1示數(shù)減小;路端電壓U=E-Ir,干路電流增大,路端電壓減小,即U1+U2減小,故ΔU1>ΔU2,選A。4.B理想電壓表V1、V2、V3分別測定值電阻兩端的電壓、路端電壓、滑動變阻器兩端的電壓,理想電流表A測的是電路中的電流?；瑒幼冏杵骰蛳禄瑒?其接入電路的電阻變小,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流增大,電流表A的示數(shù)增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,即V2的示數(shù)減小,A正確,B錯誤;因為ΔU1ΔI=R,ΔU2ΔI=r,ΔU3ΔI=r+R,C正確;ΔU2=ΔI·r,ΔU1=5.B電流表壞了、L2燈絲斷了都會使電路斷路,電路中都沒有電流,電壓表指針不偏轉(zhuǎn),選項A、C、D不符合題意;若從點a經(jīng)過燈L1到點b的電路中有斷路,電壓表與電流表、燈L2串聯(lián),電路中電阻很大,電流很小,電流表示數(shù)幾乎為零,電壓表示數(shù)近似等于電源電動勢,選項B符合題意。6.CR1短路,則電源被短路,燈泡都不亮,選項A不符合題意;電阻R2與燈泡A是并聯(lián)的,如果R2斷路,該并聯(lián)部分只剩燈泡A,電阻增大,所以燈泡A兩端電壓增大,燈泡B兩端電壓減小,燈泡B變暗,選項B不符合題意,同理知R3斷路,燈泡B變亮,選項C符合題意;電源斷路,電路中沒有電流,燈泡都不亮,選項D不符合題意。7.B若燈L1燈絲燒斷,即L1斷路,總電阻增大,總電流減少,故L2分壓減小,L2變暗,A不符合題意;若電阻R2斷路,導致總電阻增大,總電流減小,L1兩端電壓減小,而路端電壓增大,則電壓表讀數(shù)增大,L2兩端電壓增大,L2變亮,B正確;若R2短路,L2熄滅,C不符合題意;若電容器被擊穿短路,外電路總電阻減小,總電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,電壓表讀數(shù)減小,L2變亮,D不符合題意。故選B。8.CD開關(guān)斷開時,R2與電容器并聯(lián)在電路中,結(jié)合閉合電路的歐姆定律可知R2兩端的電壓為U=R2ER2+r=1.2V,電容器與R2兩端的電壓相同,則電容器帶的電荷量為Q=CU=3×10-6×1.2C=3.6×10-6C,A、B錯誤;開關(guān)接通時R1、R2和電容器C并聯(lián),R1、R2并聯(lián)的等效電阻為R=R1R2R1+R2=4Ω,則電容器兩極板間的電壓為U'=RER+r=1V,電容器帶的電荷量為9.AC開關(guān)S閉合時,電流從b端流過蜂鳴器,則電容器C的右端為正極板,開關(guān)S斷開時,電容器放電,電流從a端流過蜂鳴器,此時蜂鳴器發(fā)出報警聲,則a端為蜂鳴器的正極,故A正確;S閉合電路穩(wěn)定后,電容器兩端電壓為電阻R2兩端電壓,小于電源電動勢E,故電容器電荷量小于CE,故B錯誤