2024-2025学年高中物理第4章闭合电路欧姆定律和逻辑电路第1节闭合电路欧姆定律作业含解析鲁科版选修3-1

PAGE5-闭合电路欧姆定律(时间：40分钟分值：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．下列说法正确的是()A．电源电动势等于路端电压B．外电阻越大，内电压越大C．当外电压增大时，内电压肯定减小D．无论外电路如何变更，只要电源的内阻不变，则内电压肯定不变C[由E＝U外＋U内可知，A错误，C正确；由I＝eq\f(E,R＋r)和U内＝Ir得U内＝eq\f(Er,R＋r)，明显外电阻越大，内电压越小，B、D错误。]2．对于电动势的定义式E＝eq\f(W,q)的理解，正确的是()A．E与W成正比B．E与q成反比C．E的大小与W、q无关D．W表示非静电力C[电动势是描述电源非静电力搬运电荷本事大小的物理量，与W、q无关。]3．下列关于电动势的说法中正确的是()A．发电机作为电源时，没有电动势只有电压B．电源电动势的大小等于非静电力在电源内部把正电荷从负极送到正极所做的功的大小C．电动势是矢量D．电动势的大小不随外电路的变更而变更D[发电机作为电源时，同样具有电动势，A错误；依据电动势的定义，电源电动势的大小等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极送到正极所做的功的大小，B错误；电动势虽然有方向，但它是标量，C错误；电动势取决于电源本身的性质，其大小不随外电路的变更而变更，D正确。]4．(多选)如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U­I图象，则下列说法正确的是()A．电动势E1＝E2，短路电流I1＞I2B．电动势E1＝E2，内阻r1＞r2C．电动势E1＞E2，内阻r1＜r2D．当两电源的工作电流变更量相同时，电源2的路端电压变更量较大AD[由题图可知两电源的U­I图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很简单推断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确，C项错误。又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的肯定值大于图线1的斜率的肯定值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B项错误。由图象可推断当两电源的工作电流变更量相同时，电源2的路端电压的变更量大于电源1的路端电压的变更量，可知D项正确。]5．如图所示，当开关S闭合时，电流表和电压表的读数变更为()A．eq\o\ac(○,A)的读数减小，eq\o\ac(○,V)的读数增大B．eq\o\ac(○,A)的读数增大，eq\o\ac(○,V)的读数减小C．eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,V)的读数均减小D．eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,V)的读数均增大C[S闭合后，R总减小，依据I总＝eq\f(E,R总)知I总增大，又U＝E－I总r，所以U减小，即eq\o\ac(○,V)读数减小，而UR1＝I总R1，UR1增大，而UR3＝U－UR1，UR3减小，由I＝eq\f(UR3,R3)知I减小，即eq\o\ac(○,A)读数减小，所以C项正确。]6．如图所示的电路中，把R由2Ω变更为6Ω时，电流强度减小为原来的一半，则电源的内电阻应为()A．4Ω B．8ΩC．6Ω D．2ΩD[依据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋r)，当R＝2Ω时，E＝I(2Ω＋r)；当R＝6Ω时，E＝eq\f(I,2)(6Ω＋r)，解得r＝2Ω，故选D。]二、非选择题(14分)7．如图所示的电路中，当S闭合时，电压表和电流表(均为志向电表)的示数各为1.6V和0.4A；当S断开时，它们的示数各变更0.1V和0.1A，求电源的电动势及内阻。[解析]当S闭合时，由闭合电路欧姆定律得U1＝E－I1r，即E＝1.6V＋0.4r，①当S断开时，由闭合电路欧姆定律得U2＝E－I2r，即E＝(1.6＋0.1)V＋(0.4－0.1)r，②由①②得E＝2V，r＝1Ω。[答案]2V1Ω一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．在已接电源的闭合电路中，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是()A．如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B．如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必定减小C．如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小D．如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量D[已接电源的闭合电路中，电源电动势和内电压、外电压的关系为：E＝U外＋U内，E由其自身性质确定，一般不变，所以U外增大，U内减小；U外减小，U内增大，二者的和始终不变。]2．(多选)在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列推断正确的是()A．灯泡L将变暗B．灯泡L将变亮C．电容器C的电量将减小D．电容器C的电量将增大AD[由题意可知R增大，电流I＝eq\f(E,R＋RL＋r)减小，灯泡L将变暗，故A正确，B错误；路端电压U＝E－Ir增大，则电容器电量Q＝CU增大，故C错误，D正确。]3．(多选)如图所示，当可变电阻R＝2Ω时，志向电压表的示数U＝4V，已知电源的电动势E＝6V，则()A．此时志向电流表的示数是2AB．此时志向电流表的示数是3AC．电源的内阻是1ΩD．电源的内阻是2ΩAC[如题图所示电压表测量的是路端电压，电流表测的是通过R的电流，由部分电路欧姆定律可得U＝IR，故I＝2A；再由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，将I＝2A、U＝4V、E＝6V代入可得r＝1Ω。故选项A、C正确。]4．(多选)如图所示，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升。已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，通过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽视一切阻力及导线电阻，则()A．电源内阻r＝eq\f(E,I)－RB．电源内阻r＝eq\f(E,I)－eq\f(mgv,I2)－RC．假如电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变大D．假如电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源消耗的功率将变小BC[电动机的输入功率P1＝UI，热功率P2＝I2R，输出功率P3＝mgv，P1＝P2＋P3，可解得：U＝IR＋eq\f(mgv,I)，又由闭合电路欧姆定律得：E＝U＋Ir，解得：r＝eq\f(E,I)－eq\f(mgv,I2)－R；当电动机被卡住时，电动机变成纯电阻元件，总电流I总＝eq\f(E,R＋r)，电流增大，故电源消耗的功率P增大，所以选项B、C正确。]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)如图所示，R为电阻箱，eq\o\ac(○,V)为志向电压表，当电阻箱读数为R1＝2Ω时，电压表读数为U1＝4V；当电阻箱读数为R2＝5Ω时，电压表读数为U2＝5V。求：(1)电源的电动势E和内阻r；(2)当电阻箱R的读数为多少时，电源的输出功率最大？最大输出功率为多少？[解析](1)由闭合电路欧姆定律有E＝U1＋eq\f(U1,R1)r①E＝U2＋eq\f(U2,R2)r②联立①②并代入数据解得E＝6V，r＝1Ω。(2)电功率表达式P出＝eq\f(E2,R＋r2)R③将③式变形为P出＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)④由④式可知，当R＝r＝1Ω时P有最大值P出m＝eq\f(E2,4r)＝9W。[答案](1)6V1Ω(2)1Ω9W6．(14分)在图甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2的阻值未知，R3是滑动变阻器，在滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的路端电压U随电流I的变更图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在滑动变阻器的两个不同端点时分别得到的。求：(1)电源的电动势和内电阻；(2)定值电阻R2的阻值；(3)滑动变阻器R3的最大值。[解析](1)由闭合电路欧姆定律得E＝U＋Ir，将题图乙中A、B两点对应的电压和电流代入得E＝16V＋0.2r，E＝4V＋0.8r，解得E＝20V，r＝20Ω。(2)当R3的滑片自左向右滑动时，R3的有效阻值变小，使电路的总电阻变小，总电流变大，由此可知，图线上的A、B两点是滑片分别位于最左端和最右端时得到的。当滑片位于最右端时，R3＝0，R1被短路，外电路电阻即为R2，故由B点的U、I值得R2＝eq\f(UB,IB)＝eq\f(4,0.8)Ω＝5Ω。(3)当滑片在最左