【創(chuàng)新設(shè)計】2020-2021學年高中物理人教版選修3-1練習：2.9-閉合電路的歐姆定律

閉合電路歐姆定律的理解1．若E表示電動勢，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′＝IR B．U′＝E－UC．U＝E＋Ir D．U＝eq\f(R,R＋r)E答案BD路端電壓和負載的關(guān)系2．對于電動勢和內(nèi)阻確定的電源的路端電壓，下列說法正確的是(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R＝0時，U＝0C．當電路斷開時，I＝0，U＝0D．當R增大時，U也會增大答案BD電源的UI圖象圖2953．如圖295所示為某一電源的UI圖象，由圖可知()A．電源電動勢為2VB．電源內(nèi)阻為eq\f(1,3)ΩC．電源短路時電流為6D．電路路端電壓為1V時，電路中電流為5答案AD解析由UI圖象可知，電源電動勢E＝2V.r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|＝eq\f(1.2,6)Ω＝0.2Ω，當U＝1V時，I＝eq\f(E－U,r)＝eq\f(2－1,0.2)A＝5A．選項A、D正確．閉合電路的功率關(guān)系圖2964．如圖296所示，電源電動勢E＝30V，內(nèi)阻r＝1Ω，燈泡上標有“6V，12W”字樣，直流電動機線圈電阻R＝2Ω，若燈泡恰好能正常發(fā)光，求電動機輸出的機械功率．答案36W解析因燈泡正常發(fā)光，所以I＝eq\f(P,U)＝eq\f(12,6)A＝2AU內(nèi)＝Ir＝2×1V＝2V所以電動機兩端電壓為UM＝E－U內(nèi)－U＝30V－2V－6V＝22V電動機輸出的機械功率為P機＝UMI－I2R＝22×2W－22×2W＝36W.(時間：60分鐘)題組一閉合電路歐姆定律的理解和簡潔應(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勢成正比，跟整個電路的電阻成反比B．當外電路斷開時，路端電壓等于零C．當外電路短路時，電路中的電流無窮大D．當外電阻增大時，路端電壓也增大答案AD2．在已接電源的閉合電路里，關(guān)于電源的電動勢、內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系，下列說法正確的是()A．若外電壓增大，則內(nèi)電壓增大，電源電動勢也會隨之增大B．若外電壓減小，內(nèi)電阻不變，內(nèi)電壓也就不變，電源電動勢必定減小C．若外電壓不變，則內(nèi)電壓減小，電源電動勢也會隨內(nèi)電壓減小D．若外電壓增大，則內(nèi)電壓減小，電源的電動勢始終等于二者之和答案D3．一太陽能電池板，測得它的開路電壓為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D正確．圖2974．如圖297所示電路，R由2Ω變?yōu)?Ω時，電路中的電流變?yōu)樵瓉淼囊话?，則電源的內(nèi)阻是()A．1Ω B．2ΩC．3Ω D．4Ω答案B題組二路端電壓與負載的關(guān)系圖2985．如圖298所示，當開關(guān)S斷開時，電壓表示數(shù)為3V，當開關(guān)S閉合時，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∶3 B．3∶5C．2∶3 D．3∶2答案D解析S斷開時，電壓表的示數(shù)等于電源的電動勢，即：E＝3V．S閉合時，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2996．在如圖299所示電路中，電源的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻可忽視不計；AB為滑動變阻器，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為開關(guān)，開頭時滑動變阻器的觸頭位于B端，現(xiàn)在接通開關(guān)S，然后將觸頭緩慢地向A端滑動，當?shù)竭_某一位置C時，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，說明此時通過小燈泡的電流達到額定電流I額＝eq\f(P額,U額)＝eq\f(1.8,6.0)A＝0.3A，兩端電壓達到額定電壓U額＝6.0V，而小燈泡和電源、滑動變阻器的AC部分串聯(lián)，則通過電阻AC的電流與通過小燈泡的電流相等，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.圖29107．如圖2910所示，電路中當可變電阻R的阻值增大時()A．A、B兩點間的電壓增大B．A、B兩點間的電壓減小C．通過R的電流I增大D．通過R的電流I減小答案AD解析當可變電阻R的阻值增大時，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R2的電流增大，則通過R的電流I減?。蔬xA、D.題組三電源的UI圖象圖29118．如圖2911所示，甲、乙為兩個獨立電源(外電路為純電阻)的路端電壓與通過它們的電流I的關(guān)系圖線，下列說法中正確的是()A．路端電壓都為U0時，它們的外電阻相等B．電流都是I0時，兩電源的內(nèi)電壓相等C．電源甲的電動勢大于電源乙的電動勢D．電源甲的內(nèi)阻小于電源乙的內(nèi)阻答案AC解析甲、乙兩圖線的交點坐標為(I0，U0)，外電路是純電阻說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(電動勢與短路電流的比值)，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錯誤；圖線與U軸交點的坐標值表示電動勢的大小，由圖線可知，甲與U軸交點的坐標值比乙的大，表明甲的電動勢大于乙的電動勢，故C正確；電源的內(nèi)電壓等于通過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，所以當電流都為I0時，甲電源的內(nèi)電壓較大，故B錯誤．故選A、C.圖29129．如圖2912所示的UI圖象中，直線Ⅰ為某電源的路端電壓與電流的關(guān)系，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻R連接成閉合電路，由圖象可知()A．R的阻值為1.5ΩB．電源電動勢為3V，內(nèi)阻為0.5ΩC．電源的輸出功率為3.0WD．電源內(nèi)部消耗功率為1.5W答案AD10．電路圖2913甲所示，若電阻未知，電源電動勢和內(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UI圖線分別如圖乙所示，求：圖2913(1)電源的電動勢和內(nèi)阻；(2)電源的路端電壓；(3)電源的輸出功率．答案(1)4V1Ω(2)3V(3)3W解析(1)由題圖乙所示UI圖線知：電源電動勢E＝4V，短路電流I短＝4A，故內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝1Ω.(2)由圖象知：電源與電阻構(gòu)成閉合回路時對應(yīng)路端電壓U＝3V.(3)由圖象知：R＝3Ω，故P出＝I2R＝3W.題組四綜合題組圖291411．如圖2914所示，已知R1＝R2＝R3＝1Ω.當開關(guān)S閉合后，電壓表的讀數(shù)為1V；當開關(guān)S斷開后，電壓表的讀數(shù)為0.8V，則電源的電動勢等于()A．1V B．1.2VC．2V D．4V答案C解析當S閉合時，I＝eq\f(U,R1)＝eq\f(1,1)A＝1A，故有E＝I(1.5＋r)；當S斷開時，I′＝eq\f(U′,R1)＝0.8A，故有E＝I′(2＋r)，解得E＝2V，C正確．圖291512．如圖2915所示的電路中，電源的電動勢E為3.2V，電阻R的阻值為30Ω，小燈泡L的額定電壓為3.0V，額定功率為4.5W，當開關(guān)S接位置1時，電壓表的讀數(shù)為3.0V，那么當開關(guān)S接位置2時，小燈泡L能正常發(fā)光嗎？實際功率是多少？答案不能正常工作1.28W解析當開關(guān)S接位置1時，回路中的電流為：I1＝eq\f(U,R)＝eq\f(3,30)A＝0.1A.電源的內(nèi)阻為：r＝eq\f(E－U,I1)＝eq\f(3.2－3.0,0.1)Ω＝2Ω.小燈泡的電阻為：RL＝eq\f(U2,P)＝eq\f(3.02,4.5)Ω＝2Ω.當開關(guān)S接位置2時，回路中的電流為：I2＝eq\f(E,r＋RL)＝eq\f(3.2,2＋2)A＝0.8A.此時小燈泡的實際功率為：P實＝Ieq\o\al(2,2)RL＝0.82×2W＝1.28W.從小燈泡的實際功率來看，小燈泡此時很暗，不能正常工作．圖291613．如圖2916所示的電路中，當開關(guān)S接a點時，標有“5V,2.5W”的小燈泡L正常發(fā)光，當開關(guān)S接b點時，通過電阻R的電流為1A，這時電阻R兩端的電壓為4V．(1)電阻R的值；(2)電源的電動勢和內(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)當開關(guān)接a時，有E＝U1＋I1r，又U1＝5V，I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(2.5,5)A＝0.5A.當開關(guān)接b時，有E＝U2＋I2r，又U2＝4V，I2＝1聯(lián)立解得E＝6V，r＝2Ω.圖291714．如圖2917所示電路中，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω.(1)若在C、D間連一個抱負電壓表，其讀數(shù)是多少？(2)若在C、D間連一個抱負電流表，其讀數(shù)是多少？答案(1)6V(2)1解析(1)若在C、D間連一個抱負電壓表，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