2020-2021学年新教材高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 第1节 闭合电路欧姆定律课后习题（含解析）鲁科版必修3.docx

1、第1节闭合电路欧姆定律1.(20192020学年北京怀柔高二上期末)图为某手机电池的铭牌,第一行标有“3.8 V3 000 mAh(11.4 Wh)”。对该铭牌参数的分析,下列说法中正确的是()A.铭牌中的Wh是能量的单位B.铭牌中的mAh是功率的单位C.该电池放电时能输出的总能量约为11.4 JD.该电池放电时能输出的总电荷量约为1.08105 C解析功率乘以时间得到功或者能量,故功率的单位乘以时间的单位是功和能量的单位,故铭牌中的Wh是能量的单位,A正确;电流乘以时间得到电荷量,故电流的单位乘以时间的单位是电荷量的单位,故铭牌中的mAh是电荷量的单位,故B错误;该电池放电时能输出的总能量约

2、为11.4Wh=11.43600J=4.104104J,C错误;该电池放电时能输出的总电荷量约为3000mAh=300010-33600C=1.08104C,故D错误。答案A2.(20192020学年北京朝阳高二上期末质量检测)关于电源电动势,下列说法正确的是()A.电动势就是电源供给电路的能量B.电动势反映出电源将其他形式的能转化成电能的本领C.电源接入电路时,其两端的电压就是电源电动势D.电动势的大小一定等于电路中的电流与全电路电阻的乘积解析电源就是供给和维持电路所需的能量源也叫电动势,故A错误;电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,与外电路的结构无关,故B正确;电源

3、与外电路断开时,电源电动势在数值上等于其两端电压,故C错误;当外电路有非纯电阻时,电动势的大小不等于电路中的电流与全电路电阻的乘积,故D错误。答案B3.一个闭合电路,是由电池供电的,外电路是纯电阻时,以下说法正确的是()A.当外电阻增大时,路端电压增大B.当外电阻减小时,路端电压增大C.当外电阻减小时,电路中的电流减小D.电池的内阻越小,外电阻变化时,路端电压的变化越大解析根据U=E-Ir,当外电阻增大时,I减小,U增大,A正确,B错误;根据I=ER+r,C错误;再根据U=E-Ir,U=Ir,故D错误。答案A4.(多选)若电路为纯电阻电路,E表示电动势,U表示外电压,U表示内电压,R表示外电路

4、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=IRB.U=E-UC.U=E+IrD.U=RR+rE解析由闭合电路欧姆定律知E=U+Ir,知选项A、C错误,B正确;对整个电路I=ER+r,对外电阻I=UR,故U=RR+rE,D正确。答案BD5.(20192020学年重庆市部分区县高二上期末)如图所示,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2 V,则外电阻R与电源内阻r之比为()A.12B.21C.23D.32解析开关断开时,电压表的示数等于电源的电动势,故E=3V;当开关闭合时,电压表示数为R两端的电压,由U=E-U内可知,内电压U内=E-U=1V

5、,则外电阻与内电阻的比值Rr=UU内=21,故B正确,A、C、D错误。答案B6.(多选)(20192020学年湖南两校联考)如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r。当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L(可看作纯电阻)都恰能正常工作。已知指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则下列说法中正确的是()A.电动机的额定电压为IRB.电动机的输出功率为IE-I2(R0+R+r)C.电源的输出功率为IE-I2rD.整个电路的热功率为I2(R0+R)解析电动机不是纯电阻,不能满足欧姆定律,IR不是电动机的额定电压,故A错误;根据能量守恒定律可知,电动机总功率为IE-I2(R0+

6、r),内部消耗功率为I2R,故电动机输出功率为IE-I2(R0+R+r),故B正确;电源的总功率为IE,内部消耗功率为I2r,则电源的输出功率为IE-I2r,故C正确;整个电路的热功率为I2(R0+R+r),故D错误。答案BC7.(20192020学年安徽合肥六校高二上期末考试)光伏发电是一种新兴的清洁发电方式,预计到2020年合肥将建成世界一流光伏制造基地,打造成为中国光伏应用第一城。某太阳能电池板,测得它不接负载时的电压为900 mV,短路电流为45 mA,若将该电池板与一阻值为20 的电阻器连接成闭合电路,则:(1)该太阳能电池板的内阻是多大?(2)电阻器两端的电压是多大?(3)通电10

7、分钟,太阳能电池板输送给电阻器的能量是多大?解析(1)根据欧姆定律有r=EIs,解得r=20;(2)闭合电路欧姆定律有I=ER+r,U=IR,解得U=0.45V;(3)由焦耳定律有Q=I2Rt解得Q=6.075J。答案(1)20 (2)0.45 V(3)6.075 J8.如图所示的电路中,R1=9 ,R2=30 ,S闭合时,电压表V的示数为11.4 V,电流表A的示数为0.2 A,S断开时,电流表A的示数为0.3 A,电压表和电流表均为理想电表。求:(1)电阻R3的值;(2)电源电动势E和内阻r的值。解析(1)R2两端电压U2=I2R2=6V所以,R1两端电压为U1=U-U2=5.4V则流过R

8、1的电流I1=U1R1=0.6A流过电阻R3的电流I3=I1-I2=0.6A-0.2A=0.4A所以电阻R3的阻值R3=U2I3=60.4=15(2)由闭合电路欧姆定律,当开关闭合时E=11.4V+0.6Ar当开关断开时E=0.3(9+30)V+0.3Ar解和式,得E=12V,r=1答案(1)15 (2)E=12 Vr=1 能力提升1.(20192020学年安徽黄山高二上期末质量检测)物理课上,老师做了一个实验(电路图如图所示):当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,看到已点亮的电灯亮度逐渐变暗,对这一现象,下列说法正确的是()A.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变B.外电路的总电阻逐渐变

9、大,电灯两端的电压不变C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小D.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小解析当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时,根据并联电阻的规律可知,电路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律I=ER总,可知干路电流增大,根据E=U+Ir,可知路端电压减小,所以加在灯泡两端的电压减小,根据P=U2R,可知灯泡的功率减小,所以亮度变暗,故ABD错误,C正确。答案C2.如图所示,已知R1=R2=R3=1 。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,电表均为理想电表,则电源的电动势等于()A.1 VB.1.2 VC.2 VD.4 V

10、解析当S闭合时电阻R3与R2并联后与R1串联,外电阻为R=12R2+R1=1.5,干路电流为I=UR1=11A=1A,故有E=I(1.5+r);当S断开时,I=UR1=0.8A,故有E=I(2+r),解得E=2V,C正确。答案C3.如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 。电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,启动电动机工作时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是()A.2 AB.8 AC.50 AD.58 A解析只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir=(12+100

11、.05)V=12.5V,车灯的电阻为:R灯=UI=1210=1.2,再接通S2后,流过电动机的电流为:I电动机=E-IR灯r-I=12.5-81.20.05A-8A=50A,故A、B、D错误,C正确。答案C4.如图所示,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分别为理想电压表与理想电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则()A.V的读数变大,A的读数变小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的读数变大解析将S断开,则电路的总电阻变大,总电流变小,由U=E-Ir知,路端电压变大,故电压表的示数变大;R1两端的电压IR

12、1变小,则R3两端的电压变大,流过R3的电流变大,电流表的示数变大。选项B正确。答案B5.如图所示,电源电动势为6 V,内阻为1 ,R1=5 ,R2=10 ,滑动变阻器R3阻值变化范围为010 ,求电路中的总电流的变化范围。解析当R3阻值为零时,R2被短路,外电阻最小,电流最大,R外=R1=5,I=ER外+r=65+1A=1A;当R3阻值为10时,外电阻最大,电流最小,R并=R3R2R3+R2=5,R外=R1+R并=10,I=ER外+r=610+1A0.55A。答案0.551 A6.(20192020学年四川蓉城名校联盟高二上期末联考)如图所示,电源的电动势E=10 V,内电阻r=1 ,定值电

13、阻R1=5 ,R2=10 ,电动机的线圈电阻R3=0.5 。当开关S闭合,电动机转动稳定后,电压表示数U1=2 V,不计电动机除线圈电阻外其他损耗,求:(1)R2两端的电压U2;(2)电动机的机械效率。解析(1)根据闭合电路欧姆定律可知:E=U2+(I1+I2)r根据欧姆定律可得通过R2电流为:I2=U2R2通过R1的电流为:I1=U2-U1R1联立并代入数据解得:U2=8V,I1=1.2A;(2)电动机的输入功率为:P=U1I1=21.2W=2.4W电动机的发热功率为:P热=I12R3=1.220.5W=0.72W电动机的输出功率为:P出=P-P热=2.4W-0.72W=1.68W电动机的效率为:=P出P100%=1.682.4100%=70%答案(1)8 V(2)70%