【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2020-2021學(xué)年魯科版物理選修3-1對(duì)點(diǎn)練習(xí)：4.1-閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用

閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用1．若E表示電動(dòng)勢(shì)，U表示外電壓，U′表示內(nèi)電壓，R表示外電路的總電阻，r表示內(nèi)電阻，I表示電流，則下列各式中正確的是()A．U′＝IRB．U′＝E－UC．U＝E＋I(xiàn)rD．U＝eq\f(R,R＋r)E答案BD圖4－1－42．如圖4－1－4所示，R為電阻箱，電表為抱負(fù)電壓表，當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1＝2Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U1＝4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2＝5Ω時(shí)，電壓表讀數(shù)為U2＝5V．求：電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.答案6V1Ω解析由閉合電路歐姆定律E＝U1＋eq\f(U1,R1)r①E＝U2＋eq\f(U2,R2)r②聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)解得E＝6V，r＝1Ω路端電壓和負(fù)載的關(guān)系3．對(duì)于電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻確定的電源的路端電壓，下列說(shuō)法正確的是(I、U、R分別表示干路電流、路端電壓和外電阻)()A．U隨R的增大而減小B．當(dāng)R＝0時(shí)，U＝0C．當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)，I＝0，U＝0D．當(dāng)R增大時(shí)，U也會(huì)增大答案BD對(duì)U－I圖像的理解圖4－1－54．如圖4－1－5所示為某一電源的U－I圖像，由圖可知()A．電源電動(dòng)勢(shì)為2VB．電源內(nèi)阻為eq\f(1,3)ΩC．電源短路時(shí)電流為6AD．電路路端電壓為1V時(shí)，電路中電流為5A答案AD解析由U－I圖像可知，電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V.r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(1.2,6)Ω＝0.2Ω，當(dāng)U＝1V時(shí)，I＝eq\f(E－U,r)＝eq\f(2－1,0.2)A＝5A．選項(xiàng)A、D正確.題組一對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和簡(jiǎn)潔應(yīng)用1．在閉合電路中，下列敘述正確的是()A．閉合電路中的電流跟電源電動(dòng)勢(shì)成正比，跟整個(gè)電路的電阻成反比B．當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，路端電壓等于零C．當(dāng)外電路短路時(shí)，電路中的電流無(wú)窮大D．當(dāng)外電阻增大時(shí)，路端電壓也增大答案AD2．在已接電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A．若外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動(dòng)勢(shì)也會(huì)隨之增大B．若外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動(dòng)勢(shì)必定減小C．若外電壓不變，則內(nèi)電壓減小，電源電動(dòng)勢(shì)也會(huì)隨內(nèi)電壓減小D．若外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動(dòng)勢(shì)始終等于二者之和答案D3．一太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開(kāi)路電壓為800mV，短路電流為40mA.若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A．0.10VB．0.20VC．0.30VD．0.40V答案D解析由已知條件得：E＝800mV.又因I短＝eq\f(E,r)，所以r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(800×10－3,40×10－3)Ω＝20Ω.所以U＝IR＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(800,20＋20)×20mV＝400mV＝0.40V，選項(xiàng)D正確．圖4－1－64．如圖4－1－6所示電路，R由2Ω變?yōu)?Ω時(shí)，電路中的電流變?yōu)樵瓉?lái)的一半，則電源的內(nèi)阻是()A．1ΩB．2ΩC．3ΩD．4Ω答案B題組二路端電壓與負(fù)載的關(guān)系圖4－1－75．如圖4－1－7所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為1.8V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為()A．5∶3B．3∶5C．2∶3D．3∶2答案D解析S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)等于電源的電動(dòng)勢(shì)，即：E＝3V．S閉合時(shí)，U外＝1.8V，所以U內(nèi)＝E－U外＝1.2V．因U外＝IR，U內(nèi)＝Ir，所以R∶r＝U外∶U內(nèi)＝1.8∶1.2＝3∶2.圖4－1－86．在如圖4－1－8所示電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0V，內(nèi)阻可忽視不計(jì)；AB為滑動(dòng)變阻器，其電阻R＝30Ω；L為一小燈泡，其額定電壓U＝6.0V，額定功率P＝1.8W；S為開(kāi)關(guān)，開(kāi)頭時(shí)滑動(dòng)變阻器的觸頭位于B端，現(xiàn)在接通開(kāi)關(guān)S，然后將觸頭緩慢地向A端滑動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一位置C時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．則C、B之間的電阻應(yīng)為()A．10ΩB．20ΩC．15ΩD．5Ω答案B解析本題中小燈泡恰好正常發(fā)光，說(shuō)明此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流達(dá)到額定電流I額＝eq\f(P額,U額)＝eq\f(1.8,6.0)A＝0.3A，兩端電壓達(dá)到額定電壓U額＝6.0V，而小燈泡和電源、滑動(dòng)變阻器的AC部分串聯(lián)，則通過(guò)電阻AC的電流與通過(guò)小燈泡的電流相等，故RAC＝eq\f(E－U額,I額)＝eq\f(9.0－6.0,0.3)Ω＝10Ω，所以RCB＝R－RAC＝20Ω.7．如圖4－1－9所示，電路中當(dāng)可變電阻R的阻值增大時(shí)()圖4－1－9A．A、B兩點(diǎn)間的電壓增大B．A、B兩點(diǎn)間的電壓減小C．通過(guò)R的電流I增大D．通過(guò)R的電流I減小答案AD解析當(dāng)可變電阻R的阻值增大時(shí)，外電路總電阻增大，依據(jù)閉合電路歐姆定律分析知，干路電流I干減小，A、B間電壓增大，通過(guò)R2的電流增大，則通過(guò)R的電流I減?。蔬xA、D.題組三UI圖像的理解圖4－1－108．如圖4－1－10所示，甲、乙為兩個(gè)獨(dú)立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過(guò)它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說(shuō)法中正確的是()A．路端電壓都為U0時(shí)，它們的外電阻相等B．電流都是I0時(shí)，兩電源的內(nèi)電壓相等C．電源甲的電動(dòng)勢(shì)大于電源乙的電動(dòng)勢(shì)D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻答案AC解析甲、乙兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為(I0，U0)，外電路是純電阻說(shuō)明兩電源的外電阻相等，故A正確；圖線的斜率大小表示電源內(nèi)電阻的大小(電動(dòng)勢(shì)與短路電流的比值)，圖線甲的斜率大于圖線乙的斜率，表明甲的內(nèi)阻大于乙的內(nèi)阻，故D錯(cuò)誤；圖線與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值表示電動(dòng)勢(shì)的大小，由圖線可知，甲與U軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值比乙的大，表明甲的電動(dòng)勢(shì)大于乙的電動(dòng)勢(shì)，故C正確；電源的內(nèi)電壓等于通過(guò)電源的電流與電源內(nèi)阻的乘積，即U內(nèi)＝Ir，由于甲的內(nèi)阻較乙的內(nèi)阻大，所以當(dāng)電流都為I0時(shí)，甲電源的內(nèi)電壓較大，故B錯(cuò)誤．故選A、C.圖4－1－119．如圖4－1－11所示的U－I圖像中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線Ⅱ?yàn)槟骋浑娮鑂的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖像可知()A．R的阻值為0.5ΩB．電源電動(dòng)勢(shì)為3VC．電源的內(nèi)阻為0.5ΩD．電源內(nèi)阻為1.5Ω答案BD題組四綜合應(yīng)用圖4－1－1210．如圖4－1－12所示，已知R1＝R2＝R3＝1Ω.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1V；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，電壓表的讀數(shù)為0.8V，則電源的電動(dòng)勢(shì)等于()A．1VB．1.2VC．2VD．4V答案C解析當(dāng)S閉合時(shí)，I＝eq\f(U,R1)＝eq\f(1,1)A＝1A，故有E＝I(1.5＋r)；當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，I′＝eq\f(U′,R1)＝0.8A，故有E＝I′(2＋r)，解得E＝2V，C正確．11．電路圖4－1－13甲所示，若電阻未知，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻也未知，電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線及外電阻的U－I圖線分別如圖4－1－13乙所示，求：圖4－1－13(1)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；(2)電源的路端電壓．答案(1)4V1Ω(2)3V解析(1)由題圖乙所示U－I圖線知：電源電動(dòng)勢(shì)E＝4V，短路電流I短＝4A，故內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝1Ω.(2)由圖像知：電源與電阻構(gòu)成閉合回路時(shí)對(duì)應(yīng)路端電壓U＝3V.圖4－1－1412．如圖4－1－14所示的電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，標(biāo)有“5V，2.5W”的小燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，通過(guò)電阻R的電流為1A，這時(shí)電阻R兩端的電壓為4V．求：(1)電阻R的值；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．答案(1)4Ω(2)6V2Ω解析(1)電阻R的值為R＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(4,1)Ω＝4Ω.(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)接a時(shí)，有E＝U1＋I(xiàn)1r，又U1＝5V，I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(2.5,5)A＝0.5A.當(dāng)開(kāi)關(guān)接b時(shí)，有E＝U2＋I(xiàn)2r，又U2＝4V，I2＝1A，聯(lián)立解得E＝6V，r＝2Ω.圖4－1－1513．如圖4－1－15所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω.(1)若在C、D間連一個(gè)抱負(fù)電壓表，其讀數(shù)是多少？(2)若在C、D間連一個(gè)抱負(fù)電流表，其讀數(shù)是多少？答案(1)6V(2)1A解析(1)若在C、D間連一個(gè)抱負(fù)電壓表，依據(jù)閉合電路歐姆定律，有I1＝eq\f(E,R1＋R2＋r)＝eq\f(12,4＋6＋2)A＝1A.抱負(fù)電壓表讀數(shù)為UV＝I1R2