选修3－1第7章第2节知能演练强化闯关

1、1. (2011高考海南单科卷)如图7212所示, E为内阻不能忽略的电池, R1、R2、R3为定值电阻, S0、S为开关, V与A分别为电压表与电流表. 初始时S0与S均闭合, 现将S断开, 则()图7212A. V的读数变大, A读数变小B. V的读数变大, A的读数变大C. V的读数变小, A的读数变小D. V的读数变小, A的读数变大解析: 选 B.故B正确. 2.图7213(2012潍坊模拟)如图7213所示, 直线A是电源的路端电压和电流的关系图线, 直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线, 若将这两个电阻分别接到该电源上, 则()A. R1接在电源上时, 电源的

2、效率高B. R2接在电源上时, 电源的效率高C. R1接在电源上时, 电源的输出功率大D. 电源的输出功率一样大解析: 选A.电源的效率eq f(P出,P总)eq f(UI,EI)eq f(U,E), 由于UBUC, 故R1接在电源上时, 电源的效率高, A项正确, B项错误; 将电阻接在电源上, 电阻的UI图像与电源两端电压与电流关系图像的交点, 表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流, 从图像中只可看出电流的数值, 由于图线的斜率等于电阻的阻值, 由图像可知, R2与电源的内阻相等, 所以接在电源上时, R2比R1输出功率大, 故C、D错. 3. 如图7214所示的电路中, 由于某一电

3、阻发生短路或断路, 使A灯变暗, B灯变亮, 则故障可能是()图7214A. R1短路B. R2断路C. R3断路 D. R4短路解析: 选BC.由于A灯串联于干路中, 且故障发生后A灯变暗, 可知电路中总电流变小, 即电路总电阻变大, 由此推知, 故障应为某一电阻断路, 排除选项A、D.若R2断路, R1和B灯所在支路的电压增大, 而R2的断路又使B灯分配的电压增大, 故B灯变亮, 推理结果与现象相符, 故选项B对; 若R3断路, 也必引起与之并联的支路(即R1所在支路)中电流增大, 灯B中分得电流也变大, B灯变亮, 故选项C也对. 图72154. (2012安徽皖南八校高三联考)如图72

4、15所示, 电源的电动势为E、内阻为r、R1、R2、R3为定值电阻, R为滑动变阻器, A为电流表、V为电压表. 当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时, 下列说法中正确的是()A. 电流表和电压表示数都变大B. 电流表和电压表示数都变小C. 电流表示数减小, 电压表示数变大D. 电流表示数变大, 电压表示数减小解析: 选A.滑动变阻器的滑动触头向右滑动, 连入电路的电阻变小, 则外电路的总电阻变小, 干路电流变大, 所以电流表示数变大, 而电压表测的是R1两端电压, 所以电压表示数变大, A正确, B、C、D错误. 5.图7216如图7216所示, RB4 , A、C、D是额定电压和额定功率相同的

5、3个用电器, 电源内阻是1 , S闭合后, 当变阻器的电阻调为5 时, 各用电器均正常工作. (1)S断开后, 若仍要各用电器正常工作, 变阻器电阻R应调为多少？(2)S闭合和断开时, RB上的电功率之比为多少？变阻器上消耗的功率之比为多少？解析: (1)在题图所示电路中, A、C、D三个用电器是并联的, 且正常工作, 其额定功率相等, 说明三个用电器的电流均相等, 设每个用电器的额定电流为I, 若S闭合, 有3Ieq f(EU,RBRr)若S断开, 则有2Ieq f(EU,RBrRx)由解得Rx10 .(2)在S闭合和断开两种情况下, 电阻RB上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比eq f

6、(PB,PB)eq blc(rc)(avs4alco1(f(3I,2I)2eq f(9,4), 变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方与电阻乘积之比eq f(P,P)eq f(3I2R,2I2Rx)eq f(9,8).答案: (1)10 (2)9498一、选择题1. 下列关于电源的说法, 正确的是()A. 电源向外提供的电能越多, 表示电动势越大B. 电动势就是电源两端的电压C. 电源的电动势与外电路有关, 外电路电阻越大, 电动势就越大D. 电动势越大的电源, 将其他形式的能转化为电能的本领越大解析: 选 D.电源向外提供的电能除与电动势有关之外, 还与输出的电流、通电时间有关, 故A错

7、误; 只有当外电路断路时, 电动势才等于电源两端的电压, 故B错误; 电源的电动势由电源自身的性质决定, 与有无外电路无关, 故选项C错误; 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量, 故选项D正确. 2. 如图7217所示, 一只玩具电动机用一节干电池供电, 闭合开关S后, 发现电动机转速较慢, 经检测, 电动机性能完好; 用电压表测a与b间电压, 只有0.6 V; 断开开关S, 测得a与b间电压接近1.5 V, 电动机转速较慢的原因是()图7217A. 开关S接触不良B. 电动机接线接触不良C. 电动机两端接线短路 D. 电池过旧, 内阻过大解析: 选 D.开关S接触不良、电动机

8、接线接触不良、电动机两端接线短路, 电动机就不会旋转了, 而不是转得慢. 电动机转得慢的原因是电池过旧, 内阻过大, 电动机两端的电压过低造成的, D对. 3.图7218(2012宿州调研)如图7218所示电路中, 电源电动势E9 V、内阻r3 , R15 .下列说法中正确的是()A. 当S断开时, UAC0B. 当S闭合时, UAC9 VC. 当S闭合时, UAB7.5 V, UBC0D. 当S断开时, UAB0, UBC0解析: 选C.当S断开时, 电路中电流为0, UAC的大小等于电动势的大小为9 V; 当S闭合时, UBC0, UABeq f(E,Rr)R7.5 V, C项正确. 4.

9、图7219(2010高考课标全国卷)电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比. 在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图7219所示, 图中U为路端电压, I为干路电流, a、b为图线上的两点, 相应状态下电源的效率分别为a、B.由图可知a、b的值分别为()A.eq f(3,4)、eq f(1,4) B.eq f(1,3)、eq f(2,3)C.eq f(1,2)、eq f(1,2) D.eq f(2,3)、eq f(1,3)解析: 选 D.在闭合电路中, 电源的效率eq f(P外,P总)100%eq f(U外I,EI)100%eq f(I2R,I2Rr)100%, 得e

10、q f(P外,P总)100%eq f(U外,E)100%eq f(R,Rr)100%, 可见电源的效率既是输出功率与总功率之比, 也是外电压与电动势之比, 也等于外电阻与总电阻之比. 图中每一小格数值为k, 由图像知, 电源的电动势为6k V, a和b对应的外电压分别是4k V和2k V, 由此知D项正确. 5. (2011高考北京理综卷)如图7220所示电路, 电源内阻不可忽略. 开关S闭合后, 在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()图7220A. 电压表与电流表的示数都减小B. 电压表与电流表的示数都增大C. 电压表的示数增大, 电流表的示数减小D. 电压表的示数减小, 电流表的示数增大

11、解析: 选A.由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小, 则R总减小, 由Ieq f(E,R总r)可知I增大, 由U内Ir可知U内增大, 由EU内U外可知U外减小, 故电压表示数减小. 由U1IR1可知U1增大, 由U外U1U2可知U2减小, 由I2eq f(U2,R2)可知电流表示数变小, 故A正确. 6. 如图7221所示的电路中, 三电阻均为R, 将电池与C电阻的位置交换后, 发现通过B电阻的电流减小一半, 则电池内电阻r为()7221A. 2R B. R/2C. R D. 2R/3解析: 选C.由闭合电路欧姆定律, 换位置前, 通过B的电流为I1E/(1.5Rr), 换

12、位置后, 通过B的电流为I2E/3(2R/3r), I20.5I1, 解方程组可得答案为选项C.7. 如图7222所示, 现有甲、乙、丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源, 由这三个电源分别给定值电阻R供电, 已知它的阻值大小关系为Rr甲r乙r丙, 如果将R先后接在三个电源上时的情况相比较, 下列说法正确的是()图7222A. 接在甲电源上时, 电源内阻消耗的功率最大B. 接在乙电源上时, 电源的总功率最大C. 接在丙电源上时, 电源的输出功率最大D. 接在甲电源上时, 电源的输出功率最大解析: 选AC.根据闭合电路欧姆定律, 将电阻R与电源相接后有Ieq f(E,Rr), 因为阻值关系满足r

13、甲r乙r丙, 所以I甲I乙I丙, 电源的总功率PIE, P甲P乙P丙; 电源的输出功率即电阻R消耗的功率P出I2R, 所以P甲出P乙出P丙出; 电源内阻消耗的功率PI2req f(E2,Rr2)req f(E2,f(R2,r)r2R), 可见, 内阻r越接近外阻R, eq blc(rc)(avs4alco1(f(R2,r)r)越小, 内阻的功率P越大, 应该有P甲内P乙内P丙内. 正确选项是AC.图72238. 图7223所示为两电源的UI图像, 则下列说法正确的是()A. 电源的电动势和内阻均比电源小B. 当外接同样的电阻时, 两电源的输出功率可能相等C. 当外接同样的电阻时, 两电源的效率

14、可能相等D. 不论外接多大的相同电阻, 电源的输出功率总比电源的输出功率大解析: 选 D.图线在U坐标轴上的截距等于电源电动势, 图线的斜率等于电源的内阻, 因此A错误; 作外接电阻R的UI曲线分别交电源、的伏安特性曲线于S1、S2两点, 工作点横、纵坐标的乘积IU为电源的输出功率, 由右图可知, 无论外接多大电阻, 两工作点S1、S2横、纵坐标的乘积不可能相等, 且电源的输出功率总比电源的输出功率大, 故B错、D对; 电源的效率eq f(P出,P总)eq f(I2R,I2Rr)eq f(R,Rr), 因此电源内阻不同则电源效率不同, C错. 图72249. (2012北京丰台区高三测试)在如

15、7224图所示的闪光灯电路中, 电源的电动势为E, 电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时, 闪光灯才有电流通过并发光. 正常工作时, 闪光灯周期性短暂闪光, 则可以判定()A. 电源的电动势E一定小于击穿电压UB. 电容器所带的最大电荷量一定为CEC. 闪光灯闪光时, 电容器所带的电荷量一定增大D. 在一个闪光周期内, 通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等解析: 选 D.电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等, 当电源给电容器充电, 达到闪光灯击穿电压U时, 闪光灯被击穿, 电容器放电, 放电后闪光灯两端电压小于U, 断路, 电源再次给电容器充电, 达到电压U时, 闪光

16、灯又被击穿, 电容器放电, 如此周期性充放电, 使得闪光灯周期性短暂闪光. 要使得充电后达到电压U, 则电源电动势一定大于等于U, A错误; 电容器两端的最大电压为U, 故电容器所带的最大电荷量为CU, B错误; 闪光灯闪光时电容器放电, 所带电荷量减少, C错误; 充电时电荷通过R, 通过闪光灯放电, 故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等, D正确; 答案为D.10. 在如图7225所示的电路中, 电源电动势为3.0 V, 内阻不计, L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡, 这种小灯泡的伏安特性曲线如图7226所示, 当开关闭合后, 下列判断正确的是()图7225图

17、7226A. 灯泡L1的电阻为12 B. 通过灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍C. 灯泡L1消耗的电功率为0.75 WD. 灯泡L2消耗的电功率为0.30 W解析: 选ACD.当L1两端电压为3.0 V时, IL10.25 A. 由于Ieq f(U,R)得Req f(U,I)eq f(3.0,0.25) 12 , A正确. 由P1I1U10.253 W0.75 W, C正确. 因L2、L3的两电阻相等, 即L2、L3两端电压各为1.5 V, 由图可知I20.20 A, 即可得出灯泡L2消耗的电功率为P2I2U20.201.5 W0.30 W, D正确. 二、非选择题图722711. 如图72

18、27所示, 在A、B两点间接一电动势为4 V、内电阻为1 的直流电源, 电阻R1、R2、R3的阻值均为4 , 电容器的电容为30 F, 电流表的内阻不计, 求: (1)电流表的读数. (2)电容器所带的电荷量. (3)断开电源后, 通过R2的电荷量. 解析: (1)由题图可知, 接入电路的有效电阻仅有R3, 则Ieq f(E,R3r)eq f(4,41) A0.8 A.(2)电容器C两端电压与R3两端电压相同, 故电容器所带电荷量QCIR3301060.84 C9.6105 C.(3)断开电源, R1与R2并联后与R3、C构成放电回路, 故通过R2的电荷量Q2eq f(Q,2)eq f(9.6105,2) C4.8105 C.答案: (1)0.8 A(2)9.6105 C(3)4.8105 C12. (2012陕西榆林高三检测)如图7228甲所示的电路中, R1、R2均为定值电阻, 且R1100 , R2阻值未知, R3为一滑动变阻器. 当其滑片P从左端滑至右端时, 测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示, 其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的. 求: (1)电源的电动势和内阻; (2)定