2021-2022学年高中物理沪科版选修3-1训练：4-1　探究闭合电路欧姆定律 WORD版含解析.docx

1、课后篇巩固提升A组1.(多选)某铅蓄电池的电动势为2 V,这表示()A.电路中每通过1 C电荷量,该电源把2 J的化学能转变为电能B.该铅蓄电池两极间的电压为2 VC.该铅蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能D.该铅蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大答案:AD2.下列关于闭合电路的说法中,错误的是()A.电源短路时,电源的内电压等于电动势B.电源短路时,路端电压为零C.电源断路时,路端电压最大D.电源的负载增加时,路端电压也增大答案:D3.(多选)如图所示电路中,电源电动势E=9 V、内阻r=3 ,R=15 。下列说法中正确的是()A.当S断开时,UA

2、C=9 VB.当S闭合时,UAC=9 VC.当S闭合时,UAB=7.5 V,UBC=0D.当S断开时,UAB=0,UBC=0解析:当S断开时,电路中电流为0,UAC的大小等于电动势的大小,为9V,选项A正确;当S闭合时,UBC=0,UAB=ER+rR=7.5V,选项C正确。答案:AC4.(多选)如图是根据某次实验记录数据画出的U-I图像,下列关于这个图像的说法中正确的是()A.纵轴截距表示待测电源的电动势,即E=3.0 VB.横轴截距表示短路电流,即I短=0.6 AC.根据r=EI短计算出待测电源内电阻为5 D.根据r=U|I|计算出待测电源内电阻为1 解析:U-I图线纵轴截距表示电动势E=3

3、.0V,选项A正确;横轴截距点坐标为(0.6A,2.4V),因此不是短路时的电流,选项B、C错误;由U=E-Ir或r=U|I|知选项D正确。答案:AD5.如图所示是研究内、外电压的实验装置,“+”“-”是电池的两极,A、B是位于两极内侧的探针,电压表V、V分别接在电池的两极和两探针上,R是滑动变阻器,P是它的滑片,下述说法中错误的是()A.P向右滑动时V的示数增大B.P向右滑动时V的示数减小C.电压表V跟A端相连的接线柱应是“+”接线柱D.电压表V跟B端相连的接线柱应是“+”接线柱解析:P向右滑动时,变阻器有效电阻变大,总电流变小,内电压U=Ir变小,路端电压U变大,选项A、B正确。在内电路中

4、,电流是从B经电解液流向A,BA,电压表V跟B端相连的接线柱是“+”接线柱,跟A端相连的接线柱是“-”接线柱,选项C错误,选项D正确。答案:C6.如图所示,E为电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑片在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑片向b端移动,则三个电表示数的变化情况是()A.I1增大,I2不变,U增大B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大D.I1减小,I2不变,U减小解析:滑片由a向b移动时,R2阻值减小,所以总电阻减小,电路中总电流增大,则内电压增大,路端电压减小,故U减小;总

5、电流增大,R3两端电压也增大,所以并联电压减小,故I1减小,I2增大。答案:B7.如图所示电路中,R1=4 ,R2=6 ,电源内阻不可忽略,当开关S2闭合时,电流表的示数为3 A,则当开关S2断开时,电流表示数可能为()A.3.2 AB.2.1 AC.1.2 AD.0.8 A解析:当S2闭合时,路端电压为12V;当S2断开后,路端电压增大,将大于12V,此时电流表示数I=UR1+R2=U101.2A,所以电流表示数在1.2AI3A范围内,故选项B正确。答案:B8.在如图所示的电路中,电阻R1=12 ,R2=8 ,R3=4 。当开关K断开时,电流表示数为0.25 A,当K闭合时,电流表示数为0.

6、36 A。求:(1)开关K断开和闭合时的路端电压U及U;(2)电源的电动势和内电阻。解析:(1)K断开时,U=I(R2+R3)=3VK闭合时,U=IR2=2.88V。(2)K断开时,外电路总电阻R=(R2+R3)R1R1+R2+R3=12K闭合时,外电路总电阻R=R1R2R1+R2=4.8由闭合电路欧姆定律得E=U+URr,E=U+URr代入数据解得E=3.6V,r=1.2。答案:(1)3 V2.88 V(2)3.6 V1.2 B组1.关于电动势,下列说法中正确的是()A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,静电力做功,电能增加B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C.电动

7、势越大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量的电荷做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多解析:在电源内部,把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,将其他形式的能量转化为电能。电能增加,选项A错误。由E=Wq可知,电动势越大,则非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量的正电荷做功越多。选项C正确,选项B、D错误。答案:C2.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测,它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化,已知其电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比。将传感器接在如图所示的电路中,已知R1、R2为定值电阻,观察电表示数的变化,就能判断一氧化碳浓

8、度的变化情况,下列判断正确的是()A.电压表读数增大时,电流表读数增大,浓度增大B.电压表读数减小时,电流表读数减小,浓度增大C.电压表读数增大时,电流表读数减小,浓度减小D.电压表读数减小时,电流表读数增大,浓度减小解析:由于电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比,则电阻与一氧化碳浓度成反比。电压表读数增大时,氧化锡传感器电阻增大,电流表读数减小,浓度减小,选项C正确,选项A错误。电压表读数减小时,氧化锡传感器电阻减小,电流表读数增大,浓度增大,选项B、D错误。答案:C3.(多选)如图所示电路,已知电源电动势E=6.3 V,内电阻r=0.5 ,固定电阻R1=2 ,R2=3 ,R3是阻值为5 的滑动变

9、阻器。闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,通过电源的电流可能是()A.2.1 AB.2.5 AC.3.0 AD.4.0 A解析:设滑动变阻器与R1串联部分的电阻为R右,得出总电阻表达式为R总=r+(R2+R左)(R1+R右)R2+R左+R1+R右=-110(R右-3)2+3当R右=3时,R总max=3,此时Imin=ER总max=2.1A当R右=0时,R总min=2.1,此时Imax=ER总min=3A故通过电源的电流范围为2.1AI3A,故选项A、B、C正确,选项D错误。答案:ABC4.如图所示是一实验电路图,在滑片由a端滑向b端的过程中,下列表述正确的是()A.路端电压变小B.电流表的示数变

10、大C.电源内阻消耗的功率变小D.电路的总电阻变大解析:当滑片向b端滑动的过程中,变阻器R1连入电路的电阻变小,根据闭合电路欧姆定律和串并联电路的特点有R1R总IU内(P内)U外I3,所以可知,只有选项A正确。答案:A5.如图所示的电路中,R1=2 ,R2=6 ,S闭合时,电压表V的示数为7.5 V,电流表A的示数为0.75 A,S断开时,电流表A的示数为1 A,求:(1)电阻R3的值;(2)电源电动势E和内阻r的值。解析:(1)当S闭合后,R2和R3并联之后和R1串联,设流过R1的电流为I,R1两端的电压为U1,R2两端的电压为U2,根据部分电路的欧姆定律得U2=I2R2=0.756V=4.5

11、V由电阻的串并联知识知U1=U-U2=(7.5-4.5)V=3.0V根据部分电路的欧姆定律得I=U1R1=3.02A=1.5A,则R3=U2I-I2=4.51.5-0.75=6。(2)当S闭合时,根据闭合电路的欧姆定律有E=U+Ir,即E=7.5+1.5rV当S断开时,R1和R2串联,根据闭合电路的欧姆定律有E=I(R1+R2+r),即E=1(2+6+r)=8+rV联立以上两式解得E=9V,r=1。答案:(1)6 (2)9 V1 教学建议本节的知识是在实验的基础上归纳总结出来的,因此要重点讲解实验。(1)探究闭合电路欧姆定律。首先引导学生用多用电表测量闭合电路不同状态下的路端电压,进而发现电路

12、状态发生变化时,路端电压也跟着发生变化的现象,于是,提出现象产生的原因是什么,以及电路中内、外电压有什么关系等问题。接着引导学生应用可调内阻电源进行实验,并将所收集的数据与教材提供的数据作对比,进而得出结论。(2)电源电动势概念的建立。在测量可调内阻电源内部电压所收集的数据中,并发现内、外电压之和是恒量的基础上就要提出问题让学生思考,即这一恒量的物理意义是什么?然后用类比的方法,即一群小朋友在滑梯上做传球活动,我们将一个个小球比作电荷,为了使小球持续地从滑梯上滚下来,小朋友们就得将滚下来的小球一个个拾起采用传递做功的方式增加小球的势能,与此类似,在电源的内部也有一种力在做功:将正电荷从电源的负

13、极移送到电源的正极,由于这种力不可能是静电力,因此物理学中叫做非静电力,如化学力或电磁力等。然后再顺理成章地利用能量转化守恒的观点将电源内部非静电力所做的功等于电场力在内外电路中移送电荷所做功之和,最后推导出E=W非q。参考资料人体温差电池尽管手机、电子表等微型便携电子产品依靠电池摆脱了电线的“纠缠”,给人们带来了很大便利,但每使用一段时间后还是需要充电或更换电池。科学家发明了一种利用人体温差产生电能的电池,可以给这些便携式的微型电子仪器提供长久的“动力”。这种电池主要由一个可感应温差的硅芯片构成。当这种特殊的硅芯片正面“感受”到的温度较之背面温度具有一定温差时,其内部电子就会产生定向流动,从而产生“微量、但却足够用的电流”。