高中物理人教版 (2019)必修 第三冊(cè)第十二章 電能 能量守恒定律2 閉合電路的歐姆定律綜合訓(xùn)練題

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課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十八)  閉合電路的歐姆定律A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)對(duì)于電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝的理解，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．E與W成正比B．E與q成反比C．E的大小與W、q無(wú)關(guān)D．W表示非靜電力做的功解析：選CD　電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝中，E與W、q無(wú)關(guān)，E反映的是電源的屬性，由電源內(nèi)部非靜電力的特性決定，W為非靜電力做的功，故A、B錯(cuò)誤，C、D正確。2．下列有關(guān)電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中不正確的是(　　)A．電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功B．當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電源兩端的電壓與電源電動(dòng)勢(shì)相等C．電源提供的電能越多，電源的電動(dòng)勢(shì)越大D．當(dāng)電路中通過(guò)1 C電荷量時(shí)，電源便將E J其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能解析：選C　根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝可知，電源的電動(dòng)勢(shì)等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功，A正確；由閉合電路歐姆定律可知，電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路電勢(shì)降落之和，當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，電源兩端的電壓與電源電動(dòng)勢(shì)相等，B正確；電源提供的電能取決于做功時(shí)間與輸出功率的乘積，電源提供的電能多，不能說(shuō)明電動(dòng)勢(shì)大，C錯(cuò)誤；根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的定義式E＝可知，當(dāng)電路中通過(guò)1 C 電荷量時(shí)，電源消耗的其他形式能的數(shù)值等于電源電動(dòng)勢(shì)的值，D正確。3．第56屆日本電池大會(huì)上華為發(fā)布了5分鐘即可充滿(mǎn)3 000 mA·h電池50%電量的快充技術(shù)成果，引起業(yè)界廣泛關(guān)注。如圖1是華為某智能手機(jī)電池上的信息，支持低壓大電流充電，則(　　)圖1A．4.35 V表示該電池的電動(dòng)勢(shì)B．11.4  W·h表示該電池能提供的電荷量C．3 000  mA·h表示該電池能提供的電能D．該電池充滿(mǎn)電后以100 mA的電流工作時(shí)，可連續(xù)工作30 h解析：選D　4.35 V為充電電壓，不是該電池的電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)誤；11.4 W·h為電池能提供的電能，不是該電池能提供的電荷量，故B錯(cuò)誤；mA·h為電荷量的單位，所以3 000 mA·h表示該電池能提供的電荷量，故C錯(cuò)誤；該電池充滿(mǎn)電后以100 mA的電流工作時(shí)，可連續(xù)工作時(shí)間t＝＝30 h，故D正確。4.在如圖2所示的電路中，電源的內(nèi)電阻為1 Ω，外電路電阻為9 Ω，閉合開(kāi)關(guān)后，電流表的示數(shù)為0.3 A，電流表的內(nèi)阻不計(jì)。電源的電動(dòng)勢(shì)E等于(　　)圖2A．1 V　　　　　　 B.2 VC．3 V  D．5  V解析：選C　根據(jù)閉合電路歐姆定律得電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝I(R＋r)＝0.3×(9＋1)V＝3 V，故選項(xiàng)C正確。5.如圖3所示的電路中，把R由2  Ω改變?yōu)?/span>6  Ω時(shí)，電流減小為原來(lái)的一半，則電源的內(nèi)電阻應(yīng)為(　　)圖3A．4 Ω   B．8  ΩC．6 Ω   D．2  Ω解析：選D　根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)，當(dāng)R＝2  Ω時(shí)，E＝I(2  Ω＋r)；當(dāng)R＝6  Ω時(shí)，E＝(6  Ω＋r)，解得r＝2 Ω，故選項(xiàng)D正確。6.(多選)如圖4所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝9 V、內(nèi)阻r＝3 Ω，R＝15 Ω，下列說(shuō)法中正確的是(　　)圖4A．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，UAC＝9 VB．當(dāng)S閉合時(shí)，UAC＝9 VC．當(dāng)S閉合時(shí)，UAB＝7.5 V，UBC＝0D．當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，UAB＝0，UBC＝0解析：選AC　當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，UAC與UBC都等于電源電動(dòng)勢(shì)，A正確，D錯(cuò)誤；當(dāng)S閉合時(shí)，UAC＝UAB＝R＝7.5 V，UBC＝0，B錯(cuò)誤，C正確。7.如圖5所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表示數(shù)為3 V，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為1.8 V，則外電阻R與電源內(nèi)阻r之比為(　　)圖5A．5∶3  B．3∶5C．2∶3  D．3∶2解析：選D　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＝3 V；S閉合時(shí)，U外＝1.8 V，所以U內(nèi)＝E－U外＝1.2 V，因U外＝IR，U內(nèi)＝Ir，所以R∶r＝U外∶U內(nèi)＝1.8∶1.2＝3∶2，故D正確。8.如圖6所示為一種加速度儀的示意圖。質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，不計(jì)內(nèi)阻，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R，有效長(zhǎng)度為L，系統(tǒng)靜止時(shí)，滑動(dòng)觸頭位于滑動(dòng)變阻器正中間，這時(shí)電壓表指針恰好在刻度盤(pán)正中間。圖6 (1)系統(tǒng)的加速度a(以向右為正)和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式為______________。(2)若電壓表指針指在滿(mǎn)刻度的位置，此時(shí)系統(tǒng)的加速度大小為________，方向向________(填“左”或“右”)。解析：(1)當(dāng)振子向左偏離變阻器中間位置x距離時(shí)，對(duì)振子，根據(jù)牛頓第二定律得2kx＝ma ①根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路分壓特點(diǎn)得U＝E②聯(lián)立①②得，a＝(E－2U)。(2)由加速度的表達(dá)式可知，a與U是線(xiàn)性關(guān)系，所以加速度儀的刻度盤(pán)是均勻的，當(dāng)變阻器觸片滑到最右端時(shí)，電壓表的讀數(shù)等于電源的電動(dòng)勢(shì)E，得到電壓表指針指在滿(mǎn)刻度的位置時(shí)電壓值U＝E。代入到加速度a的表達(dá)式得，a＝－，負(fù)號(hào)表示方向向左。答案：(1)a＝(E－2U)　(2)　左B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．“神舟九號(hào)”與“天宮一號(hào)”的成功對(duì)接，使中國(guó)空間站建設(shè)邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。飛行器在太空飛行，主要靠太陽(yáng)能電池提供能量。有一太陽(yáng)能電池板，測(cè)得它的開(kāi)路電壓為800 mV，短路電流為40 mA。若將該電池板與一阻值為20 Ω的電阻連成一閉合電路，則它的路端電壓是(　　)A．0.1 V   B．0.2 VC．0.3 V   D．0.4 V解析：選D　電池沒(méi)有接入外電路時(shí)，路端電壓等于電池電動(dòng)勢(shì)，所以電動(dòng)勢(shì)E＝800 mV，由閉合電路歐姆定律得短路電流I短＝，所以電池內(nèi)阻r＝＝ Ω＝20 Ω，該電池與20 Ω的電阻連成閉合電路時(shí)，電路中電流I＝＝ mA＝20   mA，所以路端電壓U＝IR＝400  mV＝0.4 V，D正確。10.如圖7所示的電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開(kāi)關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑動(dòng)的過(guò)程中(　　)圖7A．電壓表與電流表的示數(shù)都減小B．電壓表與電流表的示數(shù)都增大C．電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小D．電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大解析：選A　由變阻器R0的滑動(dòng)端向下滑可知R0連入電路的有效電阻減小，則R外減小，由I＝可知I增大，由U內(nèi)＝Ir可知U內(nèi)增大，由E＝U內(nèi)＋U外可知U外減小，故電壓表示數(shù)減小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2減小，由I2＝可知電流表示數(shù)變小，故A正確。11.硅光電池是一種太陽(yáng)能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，如圖8所示，圖線(xiàn)a是該電池在某光照強(qiáng)度下路端電壓U和電流I的關(guān)系圖像(電池內(nèi)阻不是常數(shù))，圖線(xiàn)b是某電阻R的U-I圖像，在該光照強(qiáng)度下將它們組成閉合回路時(shí)，硅光電池的內(nèi)阻為(　　)圖8A．8.0  Ω   B．10  ΩC．12  Ω   D．12.5 Ω解析：選A　由閉合電路歐姆定律得U＝E－Ir，當(dāng)I＝0時(shí)，E＝U，由圖線(xiàn)a與縱軸的交點(diǎn)讀出電動(dòng)勢(shì)E＝3.6 V。根據(jù)兩圖線(xiàn)交點(diǎn)處的狀態(tài)可知，電阻的電壓U1＝2 V，電流I1＝0.2  A，則內(nèi)阻r＝＝ Ω＝8.0 Ω，A正確。12.如圖9所示，電源電動(dòng)勢(shì)為6  V，內(nèi)阻為1 Ω，R1＝5  Ω，R2＝10  Ω，滑動(dòng)變阻器R3阻值變化范圍為0～10  Ω，求電路中的總電流的變化范圍。圖9解析：當(dāng)R3阻值為零時(shí)，R2被短路，外電阻最小，電流最大。R外＝R1＝5 Ω，I＝＝ A＝1 A。當(dāng)R3阻值為10 Ω時(shí)，外電阻最大，電流最小。R并＝＝5  Ω，R外′＝R1＋R并＝10 Ω，I′＝＝   A≈0.55  A。答案：0.55～1  A13.在如圖10所示的電路中，R1＝2 Ω，R2＝R3＝4 Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)K接a時(shí)，R2上消耗的電功率為4 W，當(dāng)開(kāi)關(guān)K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為4.5  V，試求：圖10(1)開(kāi)關(guān)K接a時(shí)，通過(guò)電源的電流和電源兩端的電壓；(2)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；(3)開(kāi)關(guān)K接c時(shí)，通過(guò)R2的電流。解析：(1)開(kāi)關(guān)K接a時(shí)，R1被短路，由P2＝I2R2得：通過(guò)電源的電流為：I＝1 A電源兩端的電壓等于R2兩端的電壓為：U＝IR2＝1×4 V＝4 V。(2)由閉合電路歐姆定律得：當(dāng)開(kāi)關(guān)K接a時(shí)，有：E＝U＋Ir，當(dāng)開(kāi)關(guān)K接b時(shí)，電壓表示數(shù)為4.5 V，有：E＝U′＋r聯(lián)立解得：E＝6 V，r＝2 Ω。(3)當(dāng)開(kāi)關(guān)K接c時(shí)，通過(guò)R2的電流為：I′＝·＝0.5 A。答案：(1)1 A　4   V　(2)6  V　2  Ω(3)0.5  A