2020-2021学年高中物理教科版选修3-1自主学习检测题 2.4 电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律 Word版含解析.doc

十一　电源的电动势和内阻　闭合电路欧姆定律

一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.(多选)如图所示是某电源的路端电压与电流的关系图像,下面结论正确的
是(　　)
A.电源的电动势为6.0 V
B.电源的内阻为12 Ω
C.电源的短路电流为0.5 A
D.电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω
【解析】选A、D。据图像可知,电源电动势大小为图线与纵坐标的交点,即为6 V,A选项正确;电源内阻为r== Ω=2 Ω,B选项错误;由于纵坐标不是从0开始,则图线与横坐标交点不是短路状态,C选项错误;电流为0.3 A时外电压为5.4 V,则根据R==18 Ω,D选项正确。
2.(多选)在如图所示的电路中,电源电动势E和内阻r均为定值,当外电路电阻R发生变化时,回路电流I、路端电压U、内电压U'都将随之发生变化。下列图像能正确表示其变化规律的是(　　)
【解析】选A、B。由闭合电路欧姆定律有I= ①
U=E-Ir=E-r=E ②
U'=Ir=E ③
根据①式可知,I随R的增大单调递减,但不是线性变化,故A正确。
将②式变形可得U=E,利用数学知识可知B正确,D错误。根据③式可知,C错误。故选A、B。
3.用如图所示的电路测定电源电动势和内阻。其中V为电压表(其电阻足够大),定值电阻R=7.0 Ω。在电键未接通时,V的读数为6.0 V;电键接通后,V的读数变为5.6 V。那么,电池组的电动势和内阻分别是(　　)
A.6.0 V,0.5 Ω　　　　　　B.6.0 V,1.25 Ω
C.5.6 V,1.25 Ω　 D.5.6 V,0.5 Ω
【解析】选A。电键未接通时,V的读数即为电源电动势的大小,故E=6.0 V。电键接通后,根据欧姆定律得, A=,所以电源内阻r=0.5 Ω,选项A正确。
4.(2020·泸州高二检测)冬季我国有些内陆地区雾霾频发,为了监测PM2.5指数,某科技小组设计了一种报警装置,电路原理如图所示。RL是对PM2.5敏感的电阻元件,当环境中PM2.5指数增大时报警器S两端电压增大并发出警报声。E为内阻不计的电源,R为一可变电阻,下列说法正确的是(　　)
A.当PM2.5指数增大时RL的阻值增大
B.当PM2.5指数增大时电流表A的示数减小
C.当PM2.5指数增大时可变电阻R两端电压增大
D.适当增大可变电阻R的阻值可以提高报警器的灵敏度
【解析】选D。E为内阻不计的电源,可变电阻R两端电压UR=E-US,当环境中PM2.5指数增大时,报警器S两端电压增大,可变电阻R两端电压减小;报警器S两端电压增大,电路中总电流增大,可变电阻R两端电压减小,电阻R中电流减小,则流过RL的电流增大,电流表A的示数增大;可变电阻R两端电压减小,RL两端电压减小,流过RL的电流增大,RL的阻值减小。故A、B、C三项不符合题意;可变电阻R的阻值越大,并联部分总电阻越接近RL,RL对电路的影响越明显,从而提高报警器的灵敏度。故D项符合题意。
5.在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表的读数为I,电压表的读数为U,当R5的滑动触点向图中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R5的滑动触点向图中a端移动时,变阻器接入电路的有效阻值减小,由电流随电阻变化的“并同串反”规律可知,与R5串联构成闭合电路的R1、R3中的电流(即总电流)增大,与R5并联的R2、R4中的电流减小,所以电路中的电流表的读数I变小,路端电压减小,即电压表的读数U变小,故选项D正确。
6.在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则(　　)
A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮
B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗
C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗
D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮
【解析】选D。滑片P向下移动,变阻器电阻减小,外电路总电阻减小,根据I=知,干路电流增大,灯A两端电压UA增大而变亮,根据U=E-Ir,路端电压变小,U=UA+UB,所以UB减小,灯B电阻不变,所以灯B电流IB减小,灯B变暗。干路电流I=IB+IC,因为I增大、IB减小,所以IC增大,灯C应变亮,故选项D正确。
二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
7. (12分)在如图所示的电路中,R1=1 Ω,R2=5 Ω,当电键S接通时,R1消耗的电功率为P1=4 W,当电键S断开时,理想电压表示数为U2=4.5 V