高二物理人教版选修31练习课下能力提升二十实验四测定电池的电动势和内阻

[基础练]一、选择题1．某同学做电学实验(电源内阻r不能忽略)，通过改变滑动变阻器电阻大小，观察到电压表和电流表的读数同时变大，则他所连接的电路可能是选项图中的()解析：选C设图中定值电阻的阻值为R，则四个选项中电压表的读数分别为UA＝E－I(r＋R)、UB＝E－Ir、UC＝IR和UD＝E－Ir，则可知只有C项满足题中要求，所以选项C正确。2．如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4都是定值电阻，RP是可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r。设电路中的总电流为I，电流表的示数为I′，电压表的示数为U，闭合开关S，当RP的滑片P向a端移动时()A．I′变大，U变小B．I′变大，U变大C．I′变小，U变大D．I′变小，U变小解析：选D当滑片P向a端移动时，RP减小，外电路总电阻也随着减小。由I＝eq\f(E,R＋r)知，电路中的总电流I增大。由U＝E－Ir知，路端电压U减小，即电压表的示数减小。同时，I的增大使R1与R3两端的电压增大，而U＝U1＋Uab＋U3，则Uab必减小，通过电流表的电流I′也减小，所以选项D正确。3．夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费。科研人员利用“光敏”材料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”——当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，就可以使楼道里的灯变“聪明”。这种“聪明”的电路是图中的()解析：选D在白天时，一般不需要灯照明的；天黑以后，特别是夜深人静时，一般也不需要灯照明的，即天黑且人在楼道里走动时需要灯照明；对于选项A，“声控开关”闭合时，发生短路；对于选项B，不管是“光控开关”，还是“声控开关”都能各自让灯发光，达不到节能目的；对于选项C，“光控开关”闭合时，发生短路；对于选项D，“光控开关”与“声控开关”同时闭合时，灯才亮，所以达到节能的目的，故D正确。4.[多选]如图所示的电路，L是小灯泡，C是极板水平放置的平行板电容器。有一带电油滴悬浮在两极板间静止不动。若滑动变阻器的滑片向下滑动，则()A．L变亮B．L变暗C．油滴向上运动D．油滴向下运动解析：选BD滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入回路电阻变小，外电路的总电阻变小，回路电流变大，内电压变大，路端电压变小，L变暗，电容器两端的电压变小，电场强度变小，带电油滴所受电场力变小，油滴向下运动，B、D正确。5．[多选]在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是()A．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，故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；假设R2断路，则其断路后，电路总电阻变大，总电流变小，A灯变暗，同时R2断路必引起与之并联的B灯中电流变大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B正确；假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，B灯中分得的电流也变大，B灯变亮，故选项C正确。二、非选择题6．如图所示，电阻R1＝12Ω，R2＝8Ω，当开关S断开时，电流表A的示数为0.5A；当S闭合时，A的示数为0.75A。问：(1)电源的电动势和内电阻分别是多少？(2)S闭合时，电源的效率是多大？解析：(1)当S断开时，由闭合电路欧姆定律有：E＝I1(R1＋R2＋r)当S闭合时，R2被短路，同理有：E＝I2(R1＋r)代入数据解得：E＝12V，r＝4Ω。(2)S闭合时，电源的效率为：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(I2U,I2E)×100%＝eq\f(R1,R1＋r)×100%＝75%。答案：(1)12V4Ω(2)75%[提能练]一、选择题1．有一个电动势为3V、内阻为1Ω的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2W，且使该电源的效率大于50%的是()A．0.5ΩB．1ΩC．1.5ΩD．2Ω解析：选C由闭合电路欧姆定律得I＝eq\f(E,R＋r)，η＝eq\f(IR,IR＋r)×100%＞50%，P＝I2R＞2W，即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋r)))2R＞2W，得eq\f(1,2)Ω＜R＜2Ω，要使电源的效率大于50%，应使R＞r＝1Ω，故选项C正确。2．如图所示为一个电池组和一只电阻R的U­I图线。用该电池组与电阻R直接连接成闭合电路，则以下说法正确的是()A．电池组的内阻是0.5ΩB．电阻的阻值为2ΩC．电池组的输出功率是5WD．改变电阻R的阻值时，该电池组的最大输出功率为6.25W解析：选D电池组的内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(5,5)Ω＝1Ω，故A错误；两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端时电路的工作状态，由题图读出路端电压为U＝2V，电流为I＝3A，电阻的阻值R＝eq\f(U,I)＝eq\f(2,3)Ω，电池组的输出功率是P＝UI＝6W，故B、C错误；当外电阻等于电池的内阻时，电池组的输出功率最大，即外电阻R′＝r＝1Ω时，电池组的最大输出功率P出＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R′＋r)))2R′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,1＋1)))2×1W＝6.25W，故D正确。3.如图所示的电路，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是()A．电流表读数变小，电压表读数变大B．小灯泡L变暗C．电容器C上电荷量减小D．电源的总功率变小解析：选C当滑动变阻器滑片P向右移动时，接入电路中的阻值变小，回路的总阻值减小，干路电流增大，电流表读数变大，小灯泡L变亮，而内电压增大，故路端电压减小，电压表读数变小，选项A、B错误；由P＝EI得，电源的总功率变大，选项D错误；由UC＝E－I(r＋R灯)及Q＝CUC知，电容器C上电荷量减小，选项C正确。4.如图所示为一玩具起重机的电路示意图。电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，电阻R＝2.5Ω，当电动机以0.5m/s的速度匀速向上提升一质量为320g的物体时(不计一切摩擦阻力，g取10m/s2)，标有“3V,0.6W”的灯泡正好正常发光，则电动机的内阻为()A．1.25ΩB．3.75ΩC．5.625ΩD．1Ω解析：选A电动机输出功率P出＝mgv＝1.6W，灯泡中电流IL＝eq\f(P额,U额)＝0.2A，干路电流I＝eq\f(E－U额,r＋R)＝1A，电动机中电流IM＝I－IL＝0.8A，电动机的功率P＝U额IM＝3×0.8W＝Ieq\o\al(2,M)RM＋1.6W，解得RM＝1.25Ω，A项正确。5.在如图所示的电路中，定值电阻的阻值R＝10Ω，电动机M的线圈电阻值为2Ω，a、b两端加有44V的恒定电压，理想电压表的示数为24V,由此可知()A．通过电动机的电流为12AB．电动机消耗的功率为24WC．电动机线圈在1min内产生的热量为480JD．电动机输出的功率为8W解析：选C通过电动机的电流与通过定值电阻的电流相同，I＝eq\f(U－U1,R)＝eq\f(44－24,10)A＝2A,故A错；电动机消耗的功率为P＝U1I＝24×2W＝48W,故B错；电动机的电热功率P热＝I2r＝22×2W＝8W,其1min产生的热量Q＝P热t＝8×60J＝480J,故C对；电动机的输出功率P出＝P－P热＝(48－8)W＝40W，故D错。二、非选择题6．如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0V，内阻r＝1.0Ω；电阻R1＝10Ω，R2＝10Ω，R3＝30Ω，R4＝35Ω；电容器的电容C＝100μF，电容器原来不带电。求接通电