人教版高中物理必修第三册课后习题 第12章 电能 能量守恒定律 2.闭合电路的欧姆定律.docVIP

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2.闭合电路的欧姆定律

课后训练巩固提升

基础巩固

1.下列说法正确的是()

A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压

B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压

C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别

D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高

答案:C

解析:电动势与电压有本质的区别,二者单位相同。只有电源与外电路断开时,两极间的电压在数值上才与电动势相等。

2.一台发电机用0.5A的电流向外输电,在1min内将180J的机械能转化为电能,则发电机的电动势为()

A.6V B.360V

C.120V D.12V

答案:A

解析:1min内流出的电荷量为q,由q=It得q=0.5×60C=30C,根据E=Wq得E=180

所以A正确。

3.一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,下列说法正确的是()

A.当外电阻增大时,路端电压增大

B.当外电阻减小时,路端电压增大

C.当外电阻减小时,电路中的电流减小

D.电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越大

答案:A

解析:根据U=E-Ir,当外电阻增大时,I减小,U增大,A正确,B错误。根据I=ER+r

4.如图所示,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∶3 B.3∶5

C.2∶3 D.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。因为U外=IR,U内=Ir,所以R∶r=U外∶U内=3∶2。

5.在如图所示的电路中,开关S闭合后和闭合前相比,三个电表示数的变化情况是()

A.V示数变大,A1示数变大,A2示数变小

B.V示数变大,A1示数变小,A2示数变大

C.V示数变小,A1示数变大,A2示数变小

D.V示数变小,A1示数变小,A2示数变大

答案:C

解析:本题通过考查闭合电路的动态分析,培养科学思维。由题中电路图可知,开关S闭合前,电阻R、R2串联,两电流表测电路电流,电压表测路端电压。开关S闭合后,电阻R1与R2并联,然后与R串联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路电流,开关闭合后,外电阻R总减小,由I=ER+r可知,电路电流I增大,电流表A1示数增大,由U=E-Ir可知,路端电压U减小,电压表示数减小,并联电路电压U并=E-I(r+R)减小,I2=U并R

6.电路图如图甲所示,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。

(1)求电源的电动势和内阻。

(2)求电源的路端电压。

(3)求电源的输出功率。

答案:(1)4V1Ω(2)3V(3)3W

解析:本题考查路端电压与负载的关系,培养科学思维。

(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=EI

(2)由题图乙知,电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U=3V。

(3)由题图乙知,R=3Ω,故P出=U2

能力提升

1.一电池具有一定的电阻,经测量其断路时的电压为1V,如果用导线将其短路,经测量电流为0.05A。如果将该电池与一定值电阻R串联在一起,已知R=20Ω,则电池的内阻所分得的电压为()

A.0.4V B.0.5V

C.1V D.0.8V

答案:B

解析:由已知条件得E=1V,又I短=Er,所以r=EI短=10.

2.如图所示,电阻R1=20Ω,电动机的内阻R2=10Ω。当开关断开时,电流表的示数为I0=0.5A,开关闭合后,电动机转动起来,电路两端的电压不变,则电流表的示数I和电路消耗的电功率P的值正确的是()

A.I=1.5A

B.I1.5A

C.P=15W

D.P15W

答案:D

解析:当开关S断开时,电动机没有通电,欧姆定律成立,所以电路两端的电压U=I0R1=0.5×20V=10V;开关闭合后,电动机转动,电路两端电压U=10V,功率满足U(I-I0)(I-I0)2R2,所以IUR2+I0=

3.右图为电阻表的原理示意图。其中,电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻最大值R=50kΩ,串联的定值电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是()

A.30~80kΩ

B.3~8kΩ

C.300~800Ω

D.30~80Ω

答案:B

解析:用电阻表测量电阻,指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。当电流最大时,Ig=ER内,其中R内为电阻表的内阻,得R内=EIg=1.5300×10-6Ω=5