20172018学年高中物理课时跟踪检测电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律教科版选修31

课时跟踪检测（十） 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律1．(多选)以下说法中正确的是( )A ．电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流B ．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力C ．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少D ．静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加 解析：选AD 电源的作用是维持导体两端的电压，使电路中有持续的电流，故A 正确；在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部既存在非静电力，又存在静电力，故B 错误；静电力与非静电力都可以使电荷移动，静电力移动电荷做功电荷电势能减少，非静电力移动电荷做功电荷电势能增加，故C 错误，D 正确。

2．(多选)铅蓄电池的电动势为2 V ，这表示( )A ．电路中每通过1 C 电量，电源把2 J 的化学能转变为电能B ．蓄电池断开时两极间的电压为2 VC ．蓄电池能在1 s 内将2 J 的化学能转变成电能D ．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 V)的大解析：选ABD 根据电动势的定义和表达式E ＝Wq，非静电力移动1 C 电荷量所做的功W ＝qE ＝1×2 J＝2 J ，由功能关系可知有2 J 的化学能转化为电能，A 正确，C 错误。

电源两极的电势差(电压)U ＝E p q，而E p ＝W ，即Uq ＝Eq ，所以U ＝E ＝2 V ，B 正确。

电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，因E 蓄电池＝2 V ＞E 干电池＝ V ，故D 正确。

3．电池容量就是电池放电时能输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A·h”的字样，则表示( )A ．该电池在工作1 h 后达到的电流为15 AB ．该电池在工作15 h 后达到的电流为15 AC ．电池以1.5 A 的电流工作，可用10 hD ．电池以15 A 的电流工作，可用15 h解析：选C 电池上“15 A·h”是表示电池蓄存的电荷量数值，即q ＝15 A·h＝15 A×1 h ＝1.5 A×10 h，故C 对，A 、B 、D 均错。

4．“神舟”系列飞船的发射、回收成功，标志着我国载人航空航天技术达到了世界先进水平。

飞船在太空飞行时用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。

某电池板开路电压是800 mV ，短路电流为40 mA ，若将该电池板与阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )A． V 20 V C． V D． V解析：选D 开路电压等于电源电动势，所以E＝800 mV，短路电流时R外＝0，故内阻r＝EI0＝800 mV40 mA＝20 Ω。

电池板与20 Ω电阻器串联时I＝ER＋r＝错误! A＝20 mA，故路端电压U＝E－Ir＝－×20)V＝ V，D正确。

5．用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势E a、E b和内电阻r a、r b时，画出的图线如图1所示，则( )图1A．E a＞E b，r a＞r bB．E a＞E b，r a＜r bC．E a＜E b，r a＞r bD．E a＜E b，r a＜r b解析：选A 由图可知，a与纵轴交点大于b与纵轴的交点，故a的电动势大于b的电动势，故E a＞E b；图像的斜率表示电源的内电阻，由图可知，图像的斜率a的较大，故内电阻r a＞r b；故选A。

6．如图2所示电路中，当滑动变阻器R2的滑片P向上端a滑动时，电流表A及电压表V的示数的变化情况是( )图2A．电流表A示数增大，电压表V示数增大B．电流表A示数增大，电压表V示数减小C．电流表A示数减小，电压表V示数增大D．电流表A示数减小，电压表V示数减小解析：选C 该电路图是串联电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量干路电流，当滑动变阻器R2的滑片P向上端a滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻增大，所以电路总电阻增大，故电路路端电压增大，电路总电流减小，通过R1的电流减小，则R1两端的电压减小，而路端电压是增大的，所以滑动变阻器两端的电压增大，即电压表示数增大，故C正确。

7．如图3所示，已知C ＝6 μF，R 1＝5 Ω，R 2＝6 Ω，E ＝6 V ，r ＝1 Ω，开关S 原来处于断开状态，下列说法中正确的是( )图3A ．开关S 闭合瞬间，电流表的读数为0.5AB ．开关S 闭合瞬间，电压表的读数为 VC ．开关S 闭合经过一段时间，再将开关S 迅速断开，则通过R 2的电荷量为×10－5C D ．以上说法都不对解析：选C 开关S 闭合瞬间，电容器充电，接近于短路状态I ≈Er ＋R 1＝61＋5A ＝1 A 。

电压U ＝IR 1＝5 V ＜ V ，故A 、B 错。

开关闭合一段时间后，电容器相当于断路I ′＝Er ＋R 1＋R 2＝61＋5＋6A ＝0.5 A 。

此时电容器上电荷量Q ＝CU 2＝CI ′R 2＝6×10－6××6 C＝×10－5C 。

断开开关S 后，电荷量Q 经R 2释放，故C 正确。

8．如图4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( )图 4A ．电源的电动势为 VB ．电源的内阻为12 ΩC ．电源的短路电流为0.5 AD ．电流为0.3 A 时的外电阻是12 Ω解析：选A 因电源的U ­I 图像纵轴坐标并不是从零开始，故纵轴上的截距虽为电源的电动势，即E ＝ V ，但横轴上的截距0.5 A 并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值计算，即r ＝|ΔUΔI |＝错误! Ω＝2 Ω。

由闭合电路欧姆定律可得电流I ＝0.3 A 时，外电阻R ＝E I－r ＝18 Ω。

9．如图5所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部。

闭合开关S，小球静止时受到悬线的拉力为F。

调节R1、R2，关于F的大小判断正确的是( )图5A．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变大B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小C．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大D．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变小解析：选B 分析电路可知R1的作用相当于导线，R2增大时，R0两端的电压变小，所以两板间的电压变小，场强变小，电场力变小，绳子上的拉力F等于重力与电场力的合力，而重力不变，电场力变小，其合力变小，绳上的拉力F变小，B正确。

10.如图6所示，开关S接通后，将滑动变阻器的滑动片P向a端移动时，各电表的示数变化情况是(电源内阻不能忽略)( )图6A．V1减小，V2减小，A1增大，A2增大B．V1增大，V2增大，A1减小，A2减小C．V1减小，V2增大，A1减小，A2增大D．V1增大，V2减小，A1增大，A2减小解析：选A 由题图可知，A1测干路电流，A2测并联中一支路的电流，V2测滑动变阻器两端的电压，当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，A1增大；因并联部分电阻没有发生变化，故并联部分的分流不变，故A2示数增大；由U＝E－Ir可知路端电压减小，故V1示数减小；因并联部分总电阻不变，而干路电流增大，故并联部分的电压增大，而路端电压减小，故滑动变阻器两端的电压减小，即V2减小。

选项A正确。

11．如图7所示，R1＝R3＝4 Ω，R2＝8 Ω，当滑动变阻器R3的滑片滑到A端时，电压表示数为15 V；当滑片滑到B端时，电流表示数为4 A。

试求电源的电动势和内电阻。

图7解析：滑片滑到A 端时，R 2、R 3串联，再与R 1并联，则R 外＝R 1R 2＋R 3R 2＋R 3＋R 1＝4×8＋48＋4＋4Ω＝3 Ω，由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋UR 外r …①；滑片滑到B 端时，R 1、R 3串联，再与R 2并联，则R 外′＝R 2R 1＋R 3R 2＋R 1＋R 3＝8×4＋48＋4＋4Ω＝4 Ω，由闭合电路欧姆定律得E ＝I (R 外′＋r )…②。

由①②两式代入数据解得：E ＝20 V ，r ＝1 Ω。

答案：20 V 1 Ω12．如图8甲所示的电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2阻值未知，R 3为一滑动变阻器。

当其滑片P 从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中A 、B 两点是滑片P 在变阻器的两个不同端点得到的。

求：图8(1)电源的电动势和内阻； (2)定值电阻R 2的阻值； (3)滑动变阻器的最大阻值。

解析：(1)题中图乙中AB 延长线，交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处， 所以电源的电动势为E ＝20 V ， 内阻r ＝EI 短＝20 Ω。

(2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应图乙中的B 点，即U 2＝4 V 、I 2＝0.8 A ， 得R 2＝U 2I 2＝5 Ω。

(3)当P 滑到R 3的左端时，由图乙知此时U 外＝16 V ，I 总＝0.2 A ，所以R 外＝U 外I 总＝80 Ω 因为R 外＝R 1R 3R 1＋R 3＋R 2， 所以滑动变阻器的最大阻值为：R 3＝300 Ω。

答案：(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω。