2020-2021学年鲁科版物理选修3-1对点练习：4.1-闭合电路欧姆定律的理解和应用.docx

闭合电路欧姆定律的理解和应用
1．若E表示电动势，U表示外电压，U′表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是(　　)

A．U′＝IR B．U′＝E－U
C．U＝E＋Ir D．U＝E
答案　BD

图4－1－4
2．如图4－1－4所示，R为电阻箱，电表为抱负电压表，当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，电压表读数为U1＝4 V；当电阻箱读数为R2＝5 Ω时，电压表读数为U2＝5 V．求：电源的电动势E和内阻r.
答案　6 V　1 Ω
解析　由闭合电路欧姆定律E＝U1＋r①
E＝U2＋r②
联立①②并代入数据解得E＝6 V，r＝1 Ω
路端电压和负载的关系
3．对于电动势和内阻确定的电源的路端电压，下列说法正确的是(I、U、R分别表示干路电流、路端电压和外电阻)(　　)
A．U随R的增大而减小
B．当R＝0时，U＝0
C．当电路断开时，I＝0，U＝0
D．当R增大时，U也会增大
答案　BD
对U－I图像的理解

图4－1－5
4．如图4－1－5所示为某一电源的U－I图像，由图可知(　　)
A．电源电动势为2 V
B．电源内阻为 Ω
C．电源短路时电流为6 A
D．电路路端电压为1 V时，电路中电流为5 A
答案　AD
解析　由U－I图像可知，电源电动势E＝2 V.
r＝||＝ Ω＝0.2 Ω，当U＝1 V时，
I＝＝ A＝5 A．选项A、D正确.

题组一　对闭合电路欧姆定律的理解和简洁应用

1．在闭合电路中，下列叙述正确的是(　　)
A．闭合电路中的电流跟电源电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比
B．当外电路断开时，路端电压等于零
C．当外电路短路时，电路中的电流无穷大
D．当外电阻增大时，路端电压也增大
答案　AD
2．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系，下列说法正确的是(　　)
A．若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大
B．若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必定减小
C．若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也会随内电压减小
D．若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和
答案　D
3．一太阳能电池板，测得它的开路电压为800 mV，短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻连成一闭合电路，则它的路端电压是(　　)
A．0.10 V B．0.20 V C．0.30 V D．0.40 V
答案　D
解析　由已知条件得：E＝800 mV.
又因I短＝，所以r＝＝ Ω＝20 Ω.
所以U＝IR＝R＝×20 mV＝400 mV
＝0.40 V，选项D正确．

图4－1－6
4．如图4－1－6所示电路，R由2 Ω变为6 Ω时，电路中的电流变为原来的一半，则电源的内阻是(　　)
A．1 Ω B．2 Ω
C．3 Ω D．4 Ω
答案　B
题组二　路端电压与负载的关系

图4－1－7
5．如图4－1－7所示，当开关S断开时，电压表示数为3 V，当开关S闭合时，电压表示数为1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为(　　)
A．5∶3 B．3∶5
C．2∶3 D．3∶2
答案　D
解析　S断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E＝3 V．S闭合时，U外＝1.8 V，所以U内＝E－U外＝1.2 V．因U外＝IR，U内＝Ir，所以R∶r＝U外∶U内＝1.8∶1.2＝3∶2.

图4－1－8
6．在如图4－1－8所示电路中，电源的电动势E＝9.0 V，内阻可忽视不计；AB为滑动变阻器，其电阻R＝30 Ω；L为一小灯泡，其额定电压U＝6.0 V，额定功率P＝1.8 W；S为开关，开头时滑动变阻器的触头位于B端，现在接通开关S，然后将触头缓慢地向A端滑动，当到达某一位置C时，小灯泡恰好正常发光．则C、B之间的电阻应为(　　)
A．10 Ω B．20 Ω C．15 Ω D．5 Ω
答案　B
解析　本题中小灯泡恰好正常发光，说明此时通过小灯泡的电流达到额定电流I额＝＝ A＝0.3 A，两端电压达到额定电压U额＝6.0 V，而小灯泡和电源、滑动变阻器的AC部分串联，则通过电阻AC的电流与通过小灯泡的电流相等，故RAC＝＝ Ω＝10 Ω，所以RCB＝R－RAC＝20 Ω.
7．如图4－1－9所示，电路中当可
变电阻R的阻值增大时(　　)

图4－1－9
A．A、B两点间的电压增大
B．A、B两点间的电压减小
C．通过R的电流I增大
D．通过R的电流I减小
答案　AD
解析　当可变电阻R的阻值增大时，外电路总电阻增大，依据闭合电路欧姆定律分析知，干路电流I干减小，A、B间电压增大，通过R2的电流增大，则通过R的电流I减小．故选A、D.
题组三　UI图像的理解

图4－1－10
8．如图4－1－10所示，甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻)的路端电压与通过它们的电流I的关系图线，下列说法中正确的是(　　)
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
答案　AC
解析　甲、乙两图线的交点坐标为(I0，U0)，外电路是纯电阻说明两电源的外电阻相等，故A正确；图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值)，图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，故D错误；图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，故C正确；电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，由于甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大，故B错误．故选A、C.

图4－1－11
9．如图4－1－11所示的U－I图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知(　　)
A．R的阻值为0.5 Ω B．电源电动势为3 V
C．电源的内阻为0.5 Ω D．电源内阻为1.5 Ω
答案　BD
题组四　综合应用

图4－1－12
10．如图4－1－12所示，已知R1＝R2＝R3＝1 Ω.当开关S闭合后，电压表的读数为1 V；当开关S断开后，电压表的读数为0.8 V，则电源的电动势等于(　　)
A．1 V B．1.2 V
C．2 V D．4 V
答案　C
解析　当S闭合时，I＝＝ A＝1 A，故有E＝I(1.5＋r)；当S断开时，I′＝＝0.8 A，故有E＝I′(2＋r)，解得E＝2 V，C正确．
11．电路图4－1－13甲所示，若电阻未知，电源电动势和内阻也未知，电源的路端电压U随电流I的变化图线及外电阻的U－I图线分别如图4－1－13乙所示，求：

图4－1－13
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压．
答案　(1)4 V　1 Ω　(2)3 V
解析　(1)由题图乙所示U－I图线知：电源电动势E＝4 V，短路电流I短＝4 A，故内阻r＝＝1 Ω.
(2)由图像知：电源与电阻构成闭合回路时对应路端电压U＝3 V.

图4－1－14
12．如图4－1－14所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5 V，2.5 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为4 V．求：
(1)电阻R的值；
(2)电源的电动势和内阻．
答案　(1)4 Ω (2)6 V　2 Ω
解析　(1)电阻R的值为R＝＝ Ω＝4 Ω.
(2)当开关接a时，有E＝U1＋I1r，又U1＝5 V，
I1＝＝ A＝0.5 A.
当开关接b时，有E＝U2＋I2r，又U2＝4 V，I2＝1 A，
联立解得E＝6 V，r＝2 Ω.

图4－1－15
13．如图4－1－15所示电路中，电源电动势E＝12 V，内阻r＝2 Ω，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω.
(1)若在C、D间连一个抱负电压表，其读数是多少？
(2)若在C、D间连一个抱负电流表，其读数是多少？
答案　(1)6 V　(2)1 A
解析　(1)若在C、D间连一个抱负电压表，依据闭合电路欧姆定律，有I1＝＝ A＝1 A.
抱负电压表读数为UV＝I1R2＝6 V.
(2)若在C、D间连一个抱负电流表，这时电阻R2与R3并联，并联电阻大小R23＝＝ Ω＝2 Ω
依据闭合电路欧姆定律，有
I2＝＝ A＝1.5 A.
抱负电流表读数为
I′＝I2＝×1.5 A＝1 A.