2020版新教材高中物理第4章闭合电路欧姆定律与科学用电1闭合电路欧姆定律课堂检测(含解析)鲁科版必修三
2020-2021学年新教材高中物理 第四章 闭合电路 第三节 测量电源的电动势和内阻课时检测(
测量电源的电动势和内阻1．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的( )A ．一个电流表和一个电阻箱B ．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C ．一个电压表和一个电阻箱D ．一个电流表和一个滑动变阻器解析：选D 根据E ＝I (R ＋r )，由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E 、r ，A 不符合题意；根据E ＝U ＋Ir ，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E 、r ，B 不符合题意；根据E ＝U ＋UrR，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E 、r ，C 不符合题意；因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，测不出电动势和内阻，D 符合题意。
2．[多选]在用如图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只电压表V 1和V 2且量程相同，内阻R V1>R V2；两只电流表A 1、A 2且量程相同，内阻R A1>R A2，在该实验中，为了使E 、r 的测量精确些，选择的电表可以是( )A ．V 1和A 2B ．V 2和A 2C ．V 2和A 1D ．V 1和A 1解析：选AD 本实验中电流表相对电池外接，系统误差是由电压表分流引起的，E 测＝R VR V ＋r·E ，r 测＝R VR V ＋r·r ，要减小误差，R V 应选大的，故电压表选V 1，本实验中电流表的内阻对结果无影响，故正确选项为A 、D 。
3．(2020·广东湛江期中)在“测量电源的电动势和电阻”的实验中，实验器材有被测干电池、电流表(0～0.6 A ，内阻约为0.1 Ω)、电压表(0～3 V ，内阻约为3 kΩ)、开关、滑动变阻器(0～20 Ω)、导线等。
(1)在虚线框中画出优选的实验电路图。
(2)实验过程中测得干电池的路端电压与相应的输出电流的多组数据，描得图像如图所示，则干电池的电动势为________V，内电阻为__________Ω。
高中物理 第4章 闭合电路欧姆定律与科学用电 2 科学测量 电源的电动势和内阻课堂检测(含解析)鲁科
科学测量电源的电动势和内阻1.下面给出了几种用伏安法测电源电动势和内阻的实验中的数据处理方法,其中既科学、直观,又能减小偶然误差的方法是 ( )A.测出两组I、U的数据,代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r中,即可求出E和rB.多测几组I、U的数据,求出几组E和r,最后分别求出其平均值C.测出多组I、U的数据,画出U-I图像,再根据图像求E、rD.多测出几组I、U的数据,分别求出I和U的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电动势E,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r【解析】选C。
只测两组I、U的值,根据方程E=U+Ir计算出E、r,具有一定的片面性,误差较大,故A错误;多测几组I、U值,算出多个E、r的值,计算平均值可减小实验误差,但不够直观和简便,故B错误;如果测出几组I、U的值,作出U-I图像,由图像求出E、r,既直观又简便,故C正确;求I、U的平均值是错误的,故D错误。
2.(多项选择)为测定电池的电动势和内阻,待测电池、开关、导线配合如下仪器可达到实验目的的是( )A.一只电流表和一只电阻箱B.一只电压表和一只电阻箱C.一只电流表和一个滑动变阻器D.一只电压表和一个滑动变阻器【解析】选A、B。
由E=IR+Ir知测E、r用一只电流表测电流,用电阻箱改变外电阻并可读出阻值,只要获得两组I、R数据即可求得E、r,用滑动变阻器无法确定接入电路的电阻,故A可行,C、D不可行;由E=U+r知测E、r用一只电压表和一只电阻箱可获得两组U、R值求出E、r,故B可行。
【补偿训练】某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻,他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是( )A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安培表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器【解析】选D。
由E=U+Ir、E=IR+Ir、E=U+r知,要测量E和r,需要测出多组U、I或I、R 或U、R值,选项A、B、C均可满足测量需要,选项D中R无法测出,最不可取。
高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)
高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图(1)所示 ，线圈匝数n ＝200匝，直径d 1＝40cm ，电阻r ＝2Ω，线圈与阻值R ＝6Ω的电阻相连．在线圈的中心有一个直径d 2＝20cm 的有界圆形匀强磁场，磁感应强度按图(2)所示规律变化，试求：(保留两位有效数字)(1)通过电阻R 的电流方向和大小；(2)电压表的示数．【答案】（1）电流的方向为B A →；7.9A ； （2）47V【解析】【分析】【详解】（1）由楞次定律得电流的方向为B A →由法拉第电磁感应定律得B E n n S t t ∆Φ∆==∆∆磁场面积22()2d S π=而0.30.2/1/0.20.1B T s T s t ∆-==∆- 根据闭合电路的欧姆定律7.9E I A R r==+ （2）电阻R 两端的电压为U=IR=47V2．手电筒里的两节干电池（串联）用久了，灯泡发出的光会变暗，这时我们会以为电池没电了。
但有人为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用。
设一节新电池的电动势E 1=1.5V ，内阻r 1=0.3Ω；一节旧电池的电动势E 2=1.2V ，内阻r 2=4.3Ω。
手电筒使用的小灯泡的电阻R =4.4Ω。
求：(1)当使用两节新电池时，灯泡两端的电压；(2)当使用新、旧电池混装时，灯泡两端的电压及旧电池的内阻r 2上的电压；(3)根据上面的计算结果，分析将新、旧电池搭配使用是否妥当。
【答案】(1)2.64V ；(2)1.29V ；(3)不妥当。
因为旧电池内阻消耗的电压U r 大于其电动势E 2（或其消耗的电压大于其提供的电压），灯泡的电压变小【解析】【分析】【详解】(1)两节新电池串联时，电流 11A 2=20.6E I R r =+ 灯泡两端的电压 2.64V U IR ==(2)一新、一旧电池串联时，电流12120.3A =E E I R r r =+'++ 灯泡两端的电压 1.32V U I R '='=旧电池的内阻r 2上的电压2 1.29V r U I r ='=(3)不妥当。
2019_2020学年高中物理第4章探究闭合电路欧姆定律习题课闭合电路欧姆定律学案沪科版选修3_1
习题课 闭合电路欧姆定律基本公式及结论 1.闭合电路欧姆定律I ＝E /(R ＋r )(适用于纯电阻电路) E ＝U ＋Ir (适用于任何闭合电路)E ＝U ＋Ur /R (适用于纯电阻电路中已知外电压、电阻的情况).2.路端电压与外电阻的关系U ＝IR ＝ER ＋r ·R (U 随R 的增大而增大)R →∞时：I ＝0，U ＝E R →0时：r ＝EI，U ＝0.在如图所示的电路中，当变阻器R 3的滑动触头P 向b 端移动时( )A ．电压表示数变大，电流表示数变小B ．电压表示数变小，电流表示数变大C ．电压表示数变大，电流表示数变大D ．电压表示数变小，电流表示数变小 [解析] 法一：程序法基本思路是：局部→整体→局部，即从阻值变化的电路入手，由串、并联规律判知R 总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况，最后再由部分电路欧姆定律确定各部分量的变化情况.本例题中当R 3的滑动触头P 向b 端移动时，有R 3↓→R 外↓→R 总↓→I 总＝ER 总↑→U 内＝I 总r ↑→U 外＝(E －U 内)↓，即电压表示数减小.I 总↑→U R 1＝I 总R 1↑→U R 2＝(U 外－U R 1)↓→I R 2＝U R 2R 2↓→I A ＝(I 总－I R 2)↑，即电流表示数变大，故答案选B ．法二：“串反并同”法当变阻器R 3的滑动触头P 向b 端滑动时，R 3的有效电阻减小，因A 与R 3串联，V 与R 3“间接并联”，故由“串反并同”法知A 的示数增大，V 的示数减小，故选项B 正确.法三：极值法假设R3的滑动触头P滑动到b端，使R3的阻值最小变为零，即R3被短路，此时流过电流表的电流最大，而由于R外变小，也导致外电压变小，故答案应选B．法四：等效电源法将原电路图画为如图所示的等效电路图，将R1、R2和电源等效为一个新的电源.电压表的示数就是原电源的路端电压，可直接判断R3↓→R外↓→U外↓，故电压表示数减小.当将虚线框中的整个电路视为一个等效电源时，电流表所测的就是等效电源的总电流，由于R3↓→I总↑，故电流表示数变大，即答案应选B．[答案] B1.如图所示的电路，闭合开关S后，L a、L b、L c三盏灯均能发光，电源电动势E恒定且内阻r不可忽略.现将变阻器R的滑片稍向下滑动一些，三盏灯亮度变化的情况是( )A．L a灯变亮，L b灯和L c灯变暗B．L a灯和L c灯变亮，L b灯变暗C．L a灯和L c灯变暗，L b灯变亮D．L a灯和L b灯变暗，L c灯变亮解析：选C．变阻器R的滑片向下滑动，使总电阻增大，电源电动势不变，电流减小，内电压减小，L a灯连在干路，电流减小，电压也减小，L a灯变暗；由外电压增大，可以得出并联电压增大，即L b灯电压增大，L b灯变亮；L b灯电流增大，总电流减小，则L c灯电流减小，L c 灯变暗.如图所示，R为滑动变阻器，规格为(0～20 Ω)，R 0为定值电阻，R0＝2 Ω，V为理想电压表，当滑动变阻器连入电路中的电阻为2Ω时，电压表示数为4 V；当滑动变阻器连入电路中的电阻为5 Ω时，电压表示数为5 V，求：(1)电源电动势和内阻；(2)当滑动变阻器的触头由b向a滑动时，电压表示数如何变化？(3)电压表的最大值和最小值分别是多少？[解析] (1)由闭合电路欧姆定律得：E＝U1＋U1R1＋R0r，①E ＝U 2＋U 2R 2＋R 0r ，②联立①②代入数值得E ＝7.5 V ，r ＝3.5 Ω.(2)当滑动变阻器的触头由b 向a 滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电路的总电阻也变大，电路中电流减小，内电压减小，路端电压增大，故电压表的示数逐渐变大.(3)当外电路电阻最大时，即滑动变阻器连入电路中的电阻为20 Ω时，电压表有最大值.U ＝E －ER ＋R 0＋rr＝7.5 V －7.520＋2＋3.5×3.5 V≈6.47 V ；当外电路电阻最小时，即滑动变阻器连入电路中的电阻为0时，电压表有最小值U ′＝E －ER 0＋r r ＝7.5 V －7.52＋3.5×3.5 V ≈2.73 V. [答案] (1)7.5 V 3.5 Ω (2)逐渐变大 (3)6.47 V 2.73 V明确题目中隐含条件是解决问题的关键，对于固定的电源来说，其电源电动势与内阻一般情况认为不发生变化，因此滑动变阻器阻值的变化，是引起外电路电压、电流变化的唯一因素.2.电源外电路断开时的路端电压为3 V ，接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V ，则可以判定电源的电动势E 和内阻r 为( )A ．E ＝2.4 V ；r ＝1 ΩB ．E ＝3 V ；r ＝2 ΩC ．E ＝2.4 V ；r ＝2 ΩD ．E ＝3 V ；r ＝1 Ω解析：选B ．电源外电路断开时的路端电压是电源的电动势，即E ＝3 V ；接上8 Ω的负载电阻时路端电压是2.4 V ，由欧姆定律得电路中电流I ＝U R ＝2.4 V8 Ω＝0.3 A ；由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir ，得r ＝2 Ω，故B 项正确.1.(多选)关于电源与电路，下列说法正确的是( )A ．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流也由电源正极流向负极B ．外电路中电流由电源正极流向负极，内电路中电流由电源负极流向正极C ．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功D ．外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷做正功解析：选BD ．假设电路中电流是由正电荷的移动形成的，外电路中，正电荷在导体中电场的作用下，从高电势端向低电势端运动，即从电源正极向电源负极运动，此过程电场力对电荷做正功.根据稳定电流的闭合性和电荷守恒定律，在内电路中，正电荷只能从电源负极向正极运动，即电流从电源负极流向正极，此过程中，电荷运动方向与电场力的方向相反，电场力对电荷做负功，要使正电荷从电源负极移向电源正极，必须有除电场力以外的其他力即非静电力做功，使其他形式的能转化为电荷的电势能.所以正确答案为B 、D 两项.2.如图所示，已知C ＝6 μF ，R 1＝5 Ω，R 2＝6 Ω，E ＝6 V ，r ＝1 Ω，电表均为理想电表，开关S 原来处于断开状态，下列说法中正确的是( )A ．开关S 闭合瞬间，电流表的读数为0.5 AB ．开关S 闭合瞬间，电压表的读数为5.5 VC ．开关S 闭合后经过一段时间，再将开关S 迅速断开，则通过R 2的电荷量为1.8×10－5C D ．以上说法都不对解析：选C ．开关S 闭合瞬间，电容器充电，R 2接近于短路状态，I ＝ER 1＋r ＝65＋1A ＝1 A ，A 错误；电压表的读数U ＝IR 1＝1×5 V ＝5 V ，B 错误；开关闭合一段时间后，电容器相当于断路，I ′＝E R 1＋R 2＋r ＝65＋6＋1A ＝0.5 A ，此时电容器上电荷量Q ＝CU 2＝CI ′R 2＝6×10－6×0.5×6 C ＝1.8×10－5C ，断开开关S 后，电荷量Q 经R 2释放，故C 正确.3.在如图所示电路中有一处发生故障，接通S 时，灯泡L 1和L 2均不亮.用电压表测得U ab＝0，U bc ＝0，U cd ＝4 V ，因此可判断电路发生的故障是( )A ．灯泡L 1短路B ．灯泡L 2断路C ．滑动变阻器断路D ．不能确定解析：选C ．若灯泡L 1短路，则L 2不会不亮，选项A 错误；若灯泡L 2的灯丝断了，电路中电流为零，灯泡L 2两端电压等于电源的电压，即U bc 不等于零，选项B 错误；若滑动变阻器R 电阻丝断了，电路中电流为零，根据欧姆定律得知，U ab ＝0，U bc ＝0，U cd ＝4 V ，故C 正确，D错误.4.随着中国通迅业的发展，国产手机在手机市场上已占有相当大的市场份额.如图所示，是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是( )A ．4.2 V 、14.58 mAB ．4.2 V 、700 mAC ．3.7 V 、14.58 mAD ．3.7 V 、700 mA解析：选C ．这是日常生活中常见的手机电池标注的信息，一般情况下，我们都不去在意这些，其实这上面的信息很全面，它清楚地标明了电池的电容量为700 mA ·h ，待机时间为48小时，由此可知待机状态下的平均工作电流I ＝q t ＝700 mA ·h48 h≈14.58 mA ．这是一块标准电压为3.7 V 的电池，这说明它在工作时能提供的电压，即电动势为3.7 V.故选项C 正确.5.(多选)如图所示，M 为理想变压器，电源电压不变.当变阻器滑片P 向上移动时，读数发生变化的电表是( )A ．A 1B ．A 2C ．V 1D ．V 2解析：选AB ．如图所示中，M 为理想变压器，电源电压不变则两个电压表示数均不变，P 向上移动时，则连入电路的电阻变小，输出电路电流变大，A 2示数变大，根据P 入＝P 出，A 1示数也变大.6.(多选)如图所示电路中，电源内阻不能忽略.闭合S 后，调节R 的阻值，使电压表示数增大ΔU ，在这一过程中，有( )A ．通过R 1的电流增大ΔUR 1B ．R 2两端电压减小ΔUC ．通过R 2的电流减小量小于ΔU R 2D ．路端电压增大量为ΔU解析：选AC ．由电流I ＝U R可知，当电压增加ΔU 时，通过R 1的电流就增加ΔUR 1，故A 正确；由于电源的内阻不能忽略，故R 2两端电压减小量比ΔU 小，B 错误，C 正确；因R 2两端的电压减小，故路端电压增大量比ΔU 要小，故D 错误.7.在如图所示的电路中，R 1＝1 Ω，R 2＝5 Ω，当电键S 接通时，R 1消耗的电功率为P 1＝4 W ，当电键S 断开时，理想电压表示数为U 2＝4.5 V ，试求：(1)电键S 接通时，通过电源的电流I 1和电源两端的电压U 1； (2)电源的电动势E 和内电阻r . 解析：(1)电键S 接通时，R 2短路P 1＝U 21R 1，U 1＝2 V ，I 1＝U 1R 1解得I 1＝2 A ．(2)电键S 接通时，E ＝U 1＋I 1r ，代入数据E ＝2 V ＋2 A ×r电键断开时：E ＝U 2＋I 2r ，I 2＝U 2R 1＋R 2，代入数据I 2＝4.51＋5A ＝0.75 A 联立解得E ＝6 V ，r ＝2 Ω. 答案：(1)2 A 2 V (2)6 V 2 Ω。
2020版新教材高中物理第4章闭合电路欧姆定律与科学用电2科学测量电源的电动势和内阻练习含解析鲁科版
科学测量电源的电动势和内阻一、实验步骤1.确定电流表、电压表的量程,按电路原理图把器材连接好,如图所示。
2.把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
3.闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组I和U的值。
4.断开开关,整理好器材。
【思考·讨论】(1)实验时选内阻较小的新干电池还是选内阻较大的旧干电池? (科学思维)提示:为使电池的路端电压有明显变化,应选取内阻较大的旧干电池。
(2)当干电池的路端电压变化不很明显时,如何作U-I图像? (科学思维)提示:当干电池的路端电压变化不很明显时,作图像时纵轴单位可取得小一些,且纵轴起点可不从零开始。
二、数据收集与分析本实验常选用以下两种数据处理方法:1.公式法:利用依次记录的多组数据(一般6组),分别记录如表所示:实验序号 1 2 3 4 5 6I/A I1I2I3I4I5I6U外/V U1U2U3U4U5U6分别将1、4组,2、5组,3、6组联立方程组解出E1、r1,E2、r2,E3、r3,求出它们的平均值: E=,r=,作为测量结果。
2.图像法:把测出的多组U、I 值,在U-I 图中描点画图像,使U-I 图像的直线经过大多数坐标点或使各坐标点大致分布在直线的两侧,如图所示,由U=E-Ir 可知:(1)纵轴截距等于电源的电动势E,横轴截距等于外电路短路时的电流I m=。
(2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻r==。
【思考·讨论】在实验中I、U的变化范围大一些好,还是小一些好? (科学思维)提示:为了提高测量的精确度,在实验中I、U的变化范围要大一些,计算E、r时,U1和U2、I1和I2的差值要大一些。
由U-I图像得出电源电动势和内阻。
1.偶然误差:主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I图像时描点不够准确。
2.系统误差:(1)电流表内接时电路如图甲所示:产生实验误差的原因是由于电压表的分流造成的,测量值与真实值的关系为:E测<E真;r测<r真。
高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)精选全文
可编辑修改精选全文完整版高中物理闭合电路的欧姆定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律1．如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压．【答案】1A； 1.38V【解析】【分析】【详解】闭合开关S后，由闭合电路欧姆定律得：电路中的电流I为：I==A=1A路端电压为：U=IR=1×1.38=1.38（V）2．小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象：当汽车的电动机启动时，汽车的车灯会瞬时变暗。
汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示，已知汽车电源电动势为12.5V，电源与电流表的内阻之和为0.05Ω。
车灯接通电动机未起动时，电流表示数为10A；电动机启动的瞬间，电流表示数达到70A。
求：（1）电动机未启动时车灯的功率。
（2）电动机启动瞬间车灯的功率并说明其功率减小的原因。
（忽略电动机启动瞬间灯泡的电阻变化）【答案】（1）120W；（2）67.5W【解析】【分析】【详解】(1) 电动机未启动时=-=U E Ir12V120W P UI ==（2）电动机启动瞬间车灯两端电压'9 V U E I r =-'=车灯的电阻' 1.2U R I ==Ω267.5W RU P ''==电源电动势不变，电动机启动瞬间由于外电路等效总电阻减小，回路电流增大，内电路分得电压增大，外电路电压减小，所以车灯电功率减小。
3．在如图所示的电路中，电阻箱的阻值R 是可变的，电源的电动势为E ，电源的内阻为r ，其余部分的电阻均可忽略不计。
（1）闭合开关S ，写出电路中的电流I 和电阻箱的电阻R 的关系表达式；（2）若电源的电动势E 为3V ，电源的内阻r 为1Ω，闭合开关S ，当把电阻箱R 的阻值调节为14Ω时，电路中的电流I 为多大？此时电源两端的电压（路端电压）U 为多大？【答案】(1) EI R r=+ (2)0.2A 2.8V 【解析】 【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律，得关系表达式:EI R r=+ （2）将E =3V ，r =1Ω，R =14Ω，代入上式得： 电流表的示数I =3A 141+=0.2A 电源两端的电压U=IR =2.8V4．如图所示，金属导轨平面动摩擦因数µ＝0.2，与水平方向成θ＝37°角，其一端接有电动势E ＝4.5V ，内阻r ＝0.5Ω的直流电源。
2020高中物理 第4章《闭合电路欧姆定律和逻辑电路》单
第4章《闭合电路欧姆定律和逻辑电路》单元测试一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．关于电动势下列说法不．正确的是( ) A ．电源电动势等于电源正负极之间的电势差B ．用电压表直接测量电源两极得到的电压数值，实际上总略小于电源电动势的准确值C ．电源电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成无关D ．电源电动势总等于电路中通过1 C 的正电荷时，电源提供的能量解析：选A.电源电动势在数值上等于非静电力把1 C 正电荷从负极移送到正极所做的功，等于电源提供的能量，它与外电路的组成无关，只有电源本身的性质决定．电源电动势和电势差不是一个概念，电源电动势在数值上等于外电路电压与内电路电压之和．用电压表直接测电源两极得到的电压时，由于内电路要分一部分电压，电压表测得的只是外电压，所以总要略小于电动势的准确值．2．对于电源的路端电压，下列说法正确的是( ) A ．因U ＝IR ，则U 随I 或R 的增大而增大 B ．因U ＝IR ，则R ＝0时，必有U ＝0 C ．路端电压随外电阻的变化而正比变化 D ．若外电路断开，路端电压为零 解析：选B.由闭合电路欧姆定律I ＝ER ＋r知R 增大，I 减小．又由U ＝E －Ir 得R 增大，I 减小，U 增大；I 增大，U 减小，A 错，B 对．由U ＝IR ＝ER R ＋r知路端电压不随外电阻的变化而正比变化，C 错．若外电路断开，路端电压等于电动势，D 错．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的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压为( )A ．0.10 VB ．0.20 VC ．0.30 VD ．0.40 V解析：选D.由题意知它的开路电压为800 mV ，可知电源电动势为800 mV ，由题意短路电流为40 mA ，而短路电流I 短＝E r，可得电源内阻为r ＝20 Ω，该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一个闭合电路，内外电阻相等，即路端电压为400 mV ＝0.40 V ，所以D 对．4．关于电源和直流电路的性质，下列说法正确的是( ) A ．电源被短路时，放电电流无穷大 B ．外电路断路时，路端电压最低 C ．外电路电阻值减小时，路端电压升高D．不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变解析：选D.对一个给定电源，一般认为电动势E和内阻r是不变的，电动势在数值上等于内、外电压之和：E＝U外＋U内；电源短路时，放电电流为E/r，不可能为无穷大；外电路断路时，由于U内＝Ir＝0，所以U外＝E.5．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．如果规定：车门关紧时为“1”，未关紧时为“0”；当输出信号为“1”时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0”时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是( )A．“与”门B．“或”门C．“非”门D．“与非”门解析：选A.依据逻辑门电路的特点，只有当两个车门都关紧，即都输入“1”时，输出信号才为“1”，汽车才能启动，A正确．6．如图4－6所示的图4－6电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是( )A．R3断路B．R1短路C．R2断路D．R1、R2同时短路解析：选C.根据故障现象分析，A灯两端电压降低，B灯两端电压升高，造成这种现象的原因只能是R2断路．7．(2020年厦门高二检测)如图4－7所示，直线a为某电源的路端电压随电流的变化图线，直线b为电阻R两端的电压随电流强度的变化图线，用该电源和该电阻组成的闭合电路，电源的输出功率和电源的电阻分别是( )图4－7A．4 W,0.5 Ω B．6 W,1 ΩC．4 W,1 Ω D．2 W,0.5 Ω解析：选A.如题图组成的闭合电路电流为2 A，路端电压为2 V，电动势为3 V，内阻r＝EI0＝36Ω＝0.5 Ω，电源输出功率为P＝UI＝2×2 W＝4 W，故A正确．8.图4－8如图4－8所示的电路，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，滑动变阻器滑片向左移动，下列结论正确的是( )A．电流表读数变小，电压表读数增大B．小灯泡L变亮C．电容器C上电荷量减小D．电源的总功率变大解析：选A.干路中总电阻变大，总电流变小，路端电压变大；电容器上的电荷量变大，电源总功率变小，灯泡变暗．答案为A.9.图4－9如图4－9所示，电路中电源的电动势为E，内电阻为r.开关S闭合后，当滑动变阻器的滑片P从中点位置向左滑动时，灯泡L1，L2，L3的亮度变化情况是( ) A．灯L1变亮，灯L2变暗，灯L3变亮B．灯L1变暗，灯L2变亮，灯L3变暗C．灯L1，L2都变亮，灯L3变暗D．灯L1，L2都变暗，灯L3变亮解析：选A.电路的结构是灯L1与滑动变阻器并联后再和灯L2串联，这个支路又与灯L3并联构成外电路．当滑动变阻器向左滑动时，电阻增大，使外电阻增大，由闭合电路欧姆定律得，闭合电路电流减小，路端电压增大，所以灯L 3变亮，通过灯L 3的电流增大，所以通过灯L 2的电流减小，灯L 2两端电压变小，灯L 2变暗，而加在灯L 1和滑动变阻器两端电压增大，故灯L 1变亮．10．(2020年福建调研)汽车电动机启动时车灯会瞬图4－10时变暗．如图4－10所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A ，电动机启动时电流表读数为58 A ．若电源电动势为12.5 V ，内电阻为0.05 Ω，电流表内电阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了( )A ．35.8 WB ．43.2 WC ．48.2 WD ．76.8 W解析：选B.在没启动电动机时，满足闭合电路欧姆定律E ＝I 1(R 灯＋r )，得R 灯＝E I 1－r ＝1.2 Ω.此时车灯功率为：P 灯1＝I 21R 灯＝120 W ．启动电动机后，电流表的示数I 2＝58 A ，此时车灯两端电压为：U 灯2＝E －I 2r ＝9.6 V ．此时车灯功率为P 灯2＝U 2灯2R 灯＝9.621.2W ＝76.8 W ．电动机启动后车灯功率减少了ΔP ＝P 灯1－P 灯2＝43.2 W.二、实验题(本题共2小题，共10分．按题目要求作答)11．(4分)(2020年福建龙岩高二检测)某同学在做“练习使用多用电表”的实验．图4－11(1)某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻R x 的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图4－11所示，此被测电阻的阻值约为________Ω.(2)某同学按如图4－12所示的电路图连接元件后，闭合开关S ，发现A 、B 灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________.(选填“闭合”或“断开”)图4－12(3)若(2)中同学检查结果如表所示，由此可以确定________．图4－13A．灯A断路B．灯B断路C．灯A、B都断路D．d、e间导线断路解析：(1)由欧姆表读数原则是表盘刻度数×倍率可知该表的读数为26×100＝2.6 kΩ.(2)用多用电表的欧姆挡检查电路时，应和外电路断开，故开关S应断开．(3)有多用表的刻度可知bf、be、de间电阻无穷大，它们之间存在断路状态，bd间电路完好，故该电路故障应是d、e间导线断路．选项D正确．答案：(1)2.6 kΩ(或2.6×1032600) (2)断开(3)D12．(6分)如图4－14所示，R为已知电阻，R x为待测电阻，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关，V为电压表(理想电表)，E为电源(内阻不可忽略)．现用图中电路测量电源电动势E及电阻R x.图4－14(1)写出操作步骤：________.(2)由R及测得的量，可得E＝________.R x＝________.解析：(1)操作步骤：①S1断开，S2接到a端，记下电压表的示数U1.②S2仍接到a端，闭合S1，记下电压表的示数U2.③S1仍闭合，S2接到b端，记下电压表的示数U3.(2)U1U3R U2－U3答案：见解析三、计算题(本题共4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)图4－15如图4－15所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W ，电阻R 1为4 Ω，R 2为6 Ω，电源内阻r 为0.6 Ω，电源效率为94%，求：(1)a 、b 两点间的电压； (2)电源的电动势．解析：(1)电源内部的热功率P 内＝I 2r ，(1分) 又η＝P 总－P 内P 总(1分) 所以I ＝P 总1－ηr＝2 A(2分) 由于R 1、R 2并联，所以U ab ＝I R 1R 2R 1＋R 2＝4.8 V(2分) (2)由P 总＝IE 可得E ＝P 总I＝20 V ．(2分) 答案：(1)4.8 V (2)20 V14．(10分)如图4－16所示，R 1＝5 Ω，R 2＝9 Ω.当开关S 断开时，电流表的示数为I ＝0.2 A ，当开关S 闭合时，电流表的示数为I ′＝0.3 A ．求：图4－16(1)电源的电动势和内阻．(2)S 断开和闭合两种情况下，电源的输出功率．解析：(1)S 断开时，外电路为R 1与R 2串联，S 闭合时，外电路只有R 2，根据闭合电路欧姆定律可得：E ＝I (R 1＋R 2)＋Ir ，(2分)E ＝I ′R 2＋I ′r ，(2分)代入数值，解得：E ＝3 V ，r ＝1 Ω.(2分) (2)S 断开时，电源的输出功率：P ＝UI ＝I 2(R 1＋R 2)＝0.22×(5＋9)＝0.56(W)．(2分)S 闭合时：P ′＝U ′I ′＝I ′2·R 2＝0.32×9＝0.81(W)．(2分)答案：(1)3 V 1 Ω (2)0.56 W 0.81 W 15．(10分)(2020年浙江余姚中学高二检测)图4－17如图4－17所示，R 3＝0.5 Ω，S 断开时，两表读数分别为0.4 A 和2.4 V ，S 闭合时，它们的读数分别变化了0.3 A 和0.3 V 求：(1)R 1、R 2的阻值．(2)电源的电动势和内阻(两表均视为理想表)．解析：(1)S 断开时R 1＝U 1I 1＝2.40.4Ω＝6 Ω(2分)S 闭合时U 2＝U 1－ΔU ＝2.1 V(1分)I 2＝I 1＋ΔI ＝0.7 A(1分) R ＝U 2I 2＝3 Ω(1分) 1R ＝1R 1＋1R 2R 2＝6 Ω(2分)(2)r ＝ΔUΔI＝1 Ω(1分)E ＝U 1＋I 1(R 3＋r ) E ＝3 V ．(2分)答案：(1)6 Ω 6 Ω (2)3 V 1 Ω16．(12分)(2020年福建三中高二检测)如图4－18所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d ＝40 cm.电源电动势E ＝24 V ，内电阻r ＝1 Ω，电阻R ＝15 Ω.闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0＝4 m/s 竖直向上射入板间．若小球带电量为q ＝1×10－2 C ，质量为m ＝2×10－2kg ，不考虑空气阻力．图4－18(1)那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板？ (2)此时，电源的输出功率是多大？(取g ＝10 m/s 2)解析：(1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A 板时速度为零． 设两板间电压为U AB ，由动能定理得 －mgd －qU AB ＝0－12mv 20(2分)所以滑动变阻器两端电压U 滑＝U AB ＝8 V(2分)设通过滑动变阻器电流为I ，由欧姆定律得I ＝E －U 滑R ＋r＝1 A(2分)滑动变阻器接入电路的电阻R 滑＝U 滑I＝8 Ω.(2分) (2)电源的输出功率P 出＝I 2(R ＋R 滑)＝23 W ．(4分) 答案：(1)8 Ω (2)23 W。
2020_2021学年新教材高中物理习题课三闭合电路欧姆定律的应用课时检测
闭合电路欧姆定律的应用A 组—重基础·体现综合1．如图所示的电路中，电源的电动势E ＝3.0 V ，内电阻r ＝1.0 Ω，电阻R ＝2.0 Ω，不计电路中的其他电阻，闭合开关S 后，电流表A 的示数为( )A ．0.5 AB ．1.0 AC ．1.5 AD ．3.0 A 解析：选B 根据闭合电路欧姆定律得I ＝ER ＋r ＝ 3.01.0＋2.0 A ＝1.0 A ，故B 正确，A 、C 、D 错误。
2．下列关于电源电动势的说法中正确的是( )A ．电路中每通过2 C 的电荷量，电源提供的电能是4 J ，那么电源的电动势是0.5 VB ．电源的路端电压增大时，其电源的电动势一定也增大C ．无论内电压和外电压如何变化，其电源的电动势一定不变D ．电源的电动势越大，电源所能提供的电能就越多 解析：选C 电路中每通过2 C 的电荷量，电源提供的电能是4 J ，由公式知：E ＝W q ＝42V ＝2 V ，选项A 错误；电源电动势是电源本身的特性，与外电路无关，选项B 错误，C 正确；电源向外提供的电能等于电流做功W ＝EIt ，可见电源向外提供的电能与电动势、电流和时间都有关，选项D 错误。
3．两个电池1和2的电动势E 1＞E 2，它们分别向同一电阻R 供电，电阻R 消耗的电功率相同。
比较供电时电池1和2内部消耗的电功率P 1和P 2及电池的效率η1和η2的大小，则有( )A ．P 1＞P 2，η1＞η2B ．P 1＞P 2，η1＜η2C ．P 1＜P 2，η1＞η2D ．P 1＜P 2，η1＜η2解析：选B 因为向同一电阻R 供电，电阻R 消耗的电功率相同，则电流I 相等。
据I ＝E 1r 1＋R ＝E 2r 2＋R ，因E 1＞E 2，则r 1＞r 2。
据P ＝I 2r ，两电源内部消耗的电功率P 1＞P 2。
据η＝P 出P 总＝I 2R EI ＝IR E，电池的效率η1＜η2。
故B 项正确，A 、C 、D 错误。
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2科学测量：电源的电动势和内阻课
(3)根据实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50 V时,电阻箱的阻值
为15.0 Ω;电压表示数为2.00 V时,电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势
E=
V,内阻r=
Ω。
【解析】(1)改装电压表时,其内阻阻值要准确告知,所以排除A、B而选C;再由
欧姆定律可知U=
UV RV
(RV+R串),得R串=
(1)纵轴截距等于电源的电动势E,横轴截距等于外电路短路时的电流Im=
E r
。
(2)图线斜率的绝对值等于电源的内阻
r= | U |＝ E 。
I Im
【思考·讨论】 画U-I图像时,个别偏离直线太远的点如何处理? (科学思维) 提示:画U-I图像时,要使较多的点落在这条直线上或使各点均衡分布在直线的 两侧,个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。这样,就可使偶然误差得到部分 抵消,从而提高精确度。
实验序号 1 2 3 4 5 6
I/A U外/V
I1 I2
I3
I4
I5
I6
U1 U2
U3
U4
U5
U6
分别将1、4组,2、5组,3、6组联立方程组解出E1、r1,E2、r2,E3、r3,求出它们
的平均值E= E1＋E2＋E3 ，r＝r1＋r2＋r3 作为测量结果。
3
3
2.图像法: 把测出的多组U、I值,在U-I图中描点画图像,使U-I图像的直线经过大多数坐标 点或使各坐标点大致分布在直线的两侧,如图所示,由U=E-Ir可知:
第2节 科学测量:电源的电动势和内阻
实验必备·自主学习
【实验目的】 1.测量电源的电动势和内阻。 2.学会通过计算和作图分析处理实验数据。 【实验器材】
2020_2021学年新教材高中物理第四章闭合电路第一二节常见的电路元器件闭合电路的欧姆定律
第一、二节常见的电路元器件闭合电路的欧姆定律核心素养点击物理观念(1)了解电路元器件，知道各种元器件在电路中的作用。
(2)知道电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，知道电动势的定义式。
(3)理解闭合电路欧姆定律。
科学思维经历闭合电路欧姆定律的理论推导过程，理解内、外电路的能量转化，体验能量转化和守恒定律在电路中的具体应用。
科学探究(1)通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。
(2)能根据闭合电路欧姆定律解释路端电压与负载的关系。
科学态度与责任了解电源短路可能会带来的危害，加强安全用电意识。
一、常见的电路元器件1．填一填(1)常见的元器件：电阻器、电感器、电容器和二极管。
(2)电路：通常将需要的电阻器、电感器、电容器等元器件装配在同一个电路板上，再通过金属导线将各个元器件连接组成闭合回路，当输入端接入电源时，电子在闭合回路中循环流动，这个闭合回路称为电路。
(3)电感器具有“通直流阻交流”的作用，电容器具有“通交流隔直流”的作用。
2．判一判(1)电阻器的阻值都是固定的。
(×)(2)电感器具有“通直流阻交流”的作用。
(√)(3)电容器具有“通直流隔交流”的作用。
(×)3．想一想观察如图所示的电路，回答以下问题。
问题1：闭合开关S1、S2、S3，双刀双掷开关接直流电源，S2′断开时三个灯泡有什么实验现象？提示：L 1、L 3发光，L 3较亮、L 2不发光。
问题2：闭合开关S 1、S 2、S 3，双刀双掷开关接交流电源，S 2′断开和闭合时三个灯泡有什么实验现象？提示：S 2′断开和闭合，L 1、L 3不受影响，L 2都能发光，但S 2′闭合时L 2更亮。
二、电动势1．填一填(1)电源电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压。
(2)非静电力 ①非静电力的作用：把正电荷在电源内部由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电能。
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闭合电路欧姆定律
1.下列关于电源电动势的说法错误的是 ( )
A.电动势是用来比较电源将其他形式的能转化为电能本领大小的物理量
B.外电路断开时的路端电压等于电源的电动势
C.用内阻较大的电压表直接测量电源正负极之间的电压值约等于电源的电动势
D.外电路的总电阻越小,则路端电压越接近电源的电动势
【解析】选D。电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,与外电路的结构无
关,选项A正确;电源电动势在数值上等于外电路断开时两极间的电压,用内阻较大的电压表
直接测量电源正负极之间的电压值约等于电源的电动势,外电路的总电阻越大,则路端电压
越接近电源的电动势,选项B、C正确,D错误。
2.一个闭合电路,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】选A。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=,C
错误;再根据U=E-Ir,ΔU=ΔIr,故D错误。
3.如图所示,电池电动势为E,内阻为r。当可变电阻的滑片P向b点移动时,电压表的读数
U1与电压表的读数U2的变化情况是 ( )
A.U1变大,U2变小
B.U1变大,U2变大
C.U1变小,U2变小
D.U1变小,U2变大
【解析】选A。滑片P向b移动时,总电阻变大,干路中I=变小。由于路端电压U=E-Ir,U
增大,即V1表示数U1变大。由于V2表示数U2=IR,U2减小,则A正确,B、C、D错误。
【补偿训练】
如图所示,E为内阻不能忽略的电池的电动势,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分
别为电压表与电流表。初始时S0与S均闭合,现将S断开,则( )
A.的读数变大,的读数变小
B.的读数变大,的读数变大
C.的读数变小,的读数变小
D.的读数变小,的读数变大
【解题指南】解答本题可按以下思路分析:
部分电路变化总电阻变化总电流变化路端电压变化外电路各部分电压、电
流变化
【解析】选B。当S断开时,外电阻变大,总电流I变小,路端电压U外变大,所以电压表的示
数变大;总电流变小,电阻R1上的电压U1减小,而路端电压变大,电阻R3上的电压变大,所以电
流表的示数变大。所以B项正确。
4.如图所示,L1、L2、L3三只电灯均能发光,当把滑动变阻器的触头P向下滑动时,三只电灯亮
度的变化是 ( )
A.L1、L2、L3都变亮 B.L1、L2变亮,L3变暗
C.L1、L3变亮,L2变暗 D.L1变亮,L2、L3变暗
【解析】选B。滑动变阻器的触头P向下滑动时,滑动变阻器连入电路的阻值R减小,所以电
路总电阻值R总减小,由闭合电路欧姆定律知总电流(I总=)变大,通过L1的电流增大,L
1
两端的电压UL1增大,故L1变亮;由于I总变大,所以内阻上的电压(U内=I总r)变大,所以L3两端
的电压(UL3=E-UL1-U内)变小,通过L3的电流IL3变小,所以L3变暗;由于I总变大,IL3变小,所以
通过L2的电流(IL2=I总-IL3)一定增大,L2变亮,则B正确,A、C、D错误。
5.如图所示的电路中,R1=9 Ω,R2=30 Ω,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(各表均为理想电表),求:
(1)R3的电阻值。
(2)电源的电动势E和内阻r。
【解析】(1)根据欧姆定律得:
S闭合时,电阻R2两端的电压U2=I2R2=0.2×30 V=6 V
则R1两端的电压U1=U-U2=(11.4-6) V=5.4 V
根据欧姆定律得:I1== A=0.6 A
根据串并联电路电流关系得:
I3=I1-I2=(0.6-0.2) A=0.4 A
根据欧姆定律得:R3== Ω=15 Ω。
(2)根据闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir
所以E=11.4+0.6r ①
E=0.3×(9+30)+0.3r ②
代入数值得E=12 V,r=1 Ω。
答案:(1)15 Ω (2)12 V 1 Ω
情境:如图所示的电路中,已知R1=4 Ω,电流表的读数I=0.75 A,电压表读数U=2.0 V,经一段
时间后某一电阻断路,使电流表的读数变为I′=0.80 A,而电压表的读数变为U′=3.2 V。
问题:
(1)发生断路的电阻是哪一个?
(2)电源电动势和内阻各是多少?
【解析】(1)因某电阻断路,电流表、电压表示数均增大,若R1断路,电压表无读数,若R3断路,
电流表无读数,可断定发生断路的电阻是R2。
(2)由R2断路后:电压表的示数等于路端电压,则
R3== Ω=4 Ω
根据闭合电路欧姆定律得U′=E-I′r
即有3.2=E-0.8r ①
R2未断路时:路端电压U″=R3I=4×0.75 V=3 V
通过R1的电流I1== A=0.25 A
总电流:I0=I1+I=0.25 A+0.75 A=1.0 A
则有U″=E-I0r
即3=E-r ②
联立①②解得E=4 V,r=1 Ω。
答案:见解析