高二物理闭合电路欧姆定律例题解析(2)
【例27】 关于电动势的下列说法中正确的是( )
A.对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势越大
B.电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移动的单位电荷量做功越多
C.电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同
D.在电源内部把正电荷从负极移动到正极，非静电力做功，电能增加
【考点】电动势的定义 【难度】2星 【题型】选择
【解析】由电动势公式 知， 等于非静电力将单位正电荷从负极移动到正极所做功的值， 越大，非静电力将其他形式的力转化为电能越多， 也越大，A错;因从负极向正极移送的是单位“正”电荷，B错;电压和电动势的物理意义不同，C错、D对.
【答案】D
【例28】 用干电池与电阻串联成闭合电路，电路中的能量转换情况是：在干电池的内部，非静电力移送电荷做功，_______能转化成______能.正电荷从电源的正极经外电路、内电路再到电源正极绕行一圈，电场力做功，______能转化为_______能.
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】填空
【答案】化学能，电能，电能，内能
【例29】 电源是把其它形式的能转化为_________的装置;在电源的内部非静电力做功，将其它形式的能转化为_______，在电源的外部电路，电场力做功，________转化为其它形式的能.
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】填空
【答案】电能 电能 电能
【例30】 下列说法中正确的是( )
A.电源电动势的大小，等于非静电力在电源内部把单位正电荷从负极送到正极所做的功的大小;
B.从能量的观念来看，电源是把电能转化成其它形式能的装置;
C.电动势是标量;
D.只有在外电路接通时，电源电动势才等于内、外电路上的电压之和.
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】选择
【答案】A C
【例31】 电源的电动势为2V，表明了电源具有这样的本领( )
A.能够把2J的其它形式的能转化为电能的本领;
B.在每秒内把2J的其它形式的能转化为电能的本领;
C.能够使每库仑的电量具有2J的电能;
D.在每秒内使每库仑的电量有2J的电能.
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】选择
【答案】C
【例32】 电源电动势：
(1)电源电动势的大小等于没有接入电路时两极间的_________(电动势的大小可以用内阻极大的伏特表粗略测量).
(2)电动势的符号是______，国际单位是伏特，是一个______(填“标量”或“矢量”)，但电动势有方向，在内部由______ 极指向______极.
(3)电动势的物理意义：表征电源把其它形式的能转化为_______的本领，电动势大小是由电源的本身的性质决定的，电动势在数值上等于把其它形式的能转化为电能时，_____库仑电量所具有的电能的数值.
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】填空
【答案】(1)电压 (2)E 标量 负极 正极 (3)电能 1
【例33】 单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭合电路移动一周，所释放的电能取决于( )
A.电源电动势的大小 B.电流强度的大小
C.路端电压的大小 D.内外电阻之和
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】选择
【答案】A
【例34】 如图为伏打电池示意图，由于化学反应，在 两电极附近产生了很薄的两个带电接触层 .
(1)(多选题)沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是( )
A. B. C. D.
(2)在如图所示回路的各区域内，电势升高的总和等于电源的________.
【考点】电源、电动势的定义 【难度】2星 【题型】填空
【答案】(1)B、D，(2)电动势
【例35】 由电动势一定的电源和一个固定外电路(外电阻一定)组成的闭合电路中：( )
A.电源电动势大于路端电压;
B.电源电动势等于路端电压;
C.电源的内阻越大时，路端电压就越大;
D.电源的总电流越大，路端电压越小.
【考点】电动势，内阻，路端电压的定义 【难度】2星 【题型】选择
【答案】A D
【例36】 有“1.5V ，0.5 ”电池若干，则6只串联而成的电池组后总电动势为______V，总电阻为______ .
【考点】电动势，内阻，路端电压的定义 【难度】2星 【题型】填空
【答案】9V ，3
【例37】 电动势为3V的电池，在电路中输出3A的电流，由此可知：( )
A.内外电阻相差1
B.内、外电阻之和为1
C.外电阻为1
D.内电阻为1
【考点】电动势，内外阻，内外电路的定义 【难度】2星 【题型】选择
【答案】B
【例38】 在电源电动势为E的闭合电路中，当外电路电压增大时，内电路电压______，当外电路电压减小时，内电路电压______.(填“增大”“减小”或“不变”)
【考点】内电压、路端电压 【难度】2星 【题型】填空
【答案】减小;增大
【例39】 电源电动势为E，内阻为r，外电阻为R，则路端电压U随R变化的函数式是U=______.当R增大时，U将______，当R=∞时，即外电路______，此时U=______.当R减小时，U将______，当R=0时，即外电路______，此时U=______，I=______.
【考点】闭合电路中内外电压与内外电阻的关系 【难度】2星 【题型】填空
【答案】ER/(R+r)，增大，开路，E，减小，短路，零，E/r
【例40】 关于闭合电路，下列说法中正确的是 ( )
A.闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B.闭合电路中，电源的路端电压越大，电源的输出功率就越大
C.闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大
D.闭合电路中，外电阻越大，电源的路端电压就越大
【考点】闭合电路中内外电压与内外电阻的关系 【难度】2星 【题型】选择
【答案】D
【例41】 用电动势为E、内阻为r的电源对外电路供电，下列判断中正确的是( )
①电源短路时，路端电压为零，电路电流达最大值 ②外电路断开时，电路电压为零，路端电压也为零 ③路端电压增大时，流过电源的电流一定减小 ④路端电压增大时，电源的效率一定增大
A.① B.①③ C.②④ D.①③④
【考点】闭合电路中内外电压与内外电阻的关系 【难度】2星 【题型】选择
【答案】D
【例42】 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，电路中的电流趋近于∞
D.当外电阻增大时，路端电压也增大
【考点】闭合电路中内外电压与内外电阻的关系 【难度】2星 【题型】选择
【答案】AD
【例43】 在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是 ( )
A.如外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大
B.如外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小
C.如外电压不变，则内电压减小时，电源电动势也随内电压减小
D.如外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终为二者之和，保持恒量
【考点】闭合电路中内外电压与内外电阻的关系 【难度】2星 【题型】选择
【答案】D
【例44】 如图所示，为两个不同电源的外特性曲线，下列判断正确的是( )
A.电动势 ，发生短路时
B.电动势 ，且
C.电动势 ，内阻
D.当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化大
【考点】端电压与回路电流的关系图象 【难度】3星 【题型】选择
【答案】AD
【例45】 如图所示，将三个不同电源的U-I图线画在同一个坐标系中，其中1、2 平行，它们的电动势、内电阻分别为E1、r1、E2、r2、E3、r3 .则它们间的关系是：
A.E1 = E2 > E3,r1 > r2 = r3
B.E1 > E2 > E3, r1 > r2 >r3
C.E1 >E2 = E3, r1 = r2 < r3
D.E1 = E2 < E3 , r1 < r2 = r3
【考点】端电压与回路电流的关系图象 【难度】3星 【题型】选择
【答案】C
【例46】 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 的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A.0.10 V B.0.20 V C.0.30 V D.0.40 V
【考点】路端电压的简单计算 【难度】2星 【题型】选择
【答案】D
【例47】 因为测量某电源电动势和内阻时得到的 图线.用此电源与三个阻值均为 的电阻连接成电路，测得路端电压为 .则该电路可能为 ( )
【考点】电学图象题 【难度】3星 【题型】选择
【解析】由右图可知，电源的电动势 ，内阻 ，要使路端电压为 ，则 ，故 ，A、B、C、D四个选项中，只有B图的电阻为 ，故答案为B.
【答案】B
【例48】 直流电源电动势为 ，内阻为 ，用它给直流电动机供电使之工作，直流电动机的电枢线圈的电阻为 ，电动机两端电压为 ，通过电动机的电流为 ，导线电阻不计，在 时间内( )
A.电流在整个电路中做功等于
B.电流在整个电路中做功等于
C.电动机输出的机械能等于
D.电动机输出的机械能等于
【考点】闭合电路的功、功率计算 【难度】2星 【题型】选择
【解析】题设所给电路为非纯电阻电路，电流在整个电路中做功等于 ;故A错，B对;电动机输出的机械能为 ，故C错，D对.
【答案】BD
【例49】 直流电源的电动势为E、内电阻为r，用它给直流电动机供电使之工作.电动机的线圈电阻是R，电动机两端的电压为U，通过电动机的电流为I，导线电阻不计，若 经过时间t，则( )
A.电流在整个电路中做的功等于
B.电动机输出的机械能等于
C.电动机输出的机械能等于
D.电流在整个电路中做的功等于
【考点】闭合电路的功、功率计算 【难度】2星 【题型】选择
【解析】电流在整个电路中做的功等于 ，整个电路中产生的热能为 ，故电动机输出的机械能等于 ，B对.
【答案】B
【例50】 如图所示，S断开时，电源内部消耗的热功率与电源输出功率之比为1：3 ，当S闭合时，它们之比为1：1 ，则S断开和闭合两种情况下电源输出功率之比为多大?
【考点】电功、电功率的计算 【难度】3星 【题型】计算
【答案】3：4
【例51】 如图电路，已知 ，用 、 、 分别表示R1、R2、r上消耗的电功率，则Pr∶P1∶P2=______.
【考点】电功、电功率的计算 【难度】3星 【题型】填空
【答案】9∶4∶2
【例52】 有“200V、40W”灯泡400盏，并联于电源两端，这时路端电压U1=150V，当关掉200盏，则路端电压升为U2=175V试求：
(1)电源电动势，内阻多大?
(2)前后两次每盏灯实际消耗的功率各多大?
(3)若使电灯正常发光还应关掉多少盏灯?
【考点】电功、电功率的计算 【难度】3星 【题型】计算
【答案】(1)E=210V，r=1Ω(2)22.5W，30.6W(3)150
【例53】 一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为 ，电流为 .松开转轴，在线圈两端加电压为 时，电流为 ，电动机正常工作，求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少，电动机的机械功率是多少?
【考点】非纯电阻电路的计算 【难度】3星 【题型】计算
【解析】电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈电阻：
电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为
电动机的机械功率
【答案】 ，
【例54】 如图所示电路中，电池的电动势是30V，内阻是1欧，灯泡L的额定值是“6V,12W”电动机线圈的电阻RM=2欧，灯泡恰能正常发光
求：(1)电动机的输出功率
(2)全电路工作1分钟所产生的焦耳热
【考点】非纯电阻电路的计算 【难度】3星 【题型】计算
【答案】36W，1440J根据电动机的输出功率等于电动机的输入功率减去热功率计算焦耳热用Q=I2RtQ=I2Rt
【例55】 某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小(取g=10m/s2).
【考点】非纯电阻电路的计算 【难度】3星 【题型】计算
【解析】 电动机的输入功率P=UI，电动机的输出功率P1=mgv，电动机发热功率P2=I2r
而P2=P - P1，即I2r= UI-mgv
代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4Ω
【答案】4Ω
【例56】 如图所示， ，电源的电动势 ，内阻 ， 为变阻器，问：
(1)要使变阻器获得的电功率最大， 的阻值应是多大?这时 的功率多大?
(2)要使 得到最大的电功率， 的阻值多大? 的最大功率多大?这时电源的效率是多少?
(3)调节 的阻值，能否使电源有最大的功率 输出?为什么?
【考点】电功率最值的计算 【难度】4星 【题型】计算
【答案】(1) 时，变阻器获得电功率最大 .
(2) 时， 为最大功率，效率 .
(3)不可能，因为 时，外电阻 ，所以电源的输出功率不能达到最大值 .
【例57】 已知如图，E =6V，r =4Ω，R1=2Ω，R2的变化范围是0~10Ω.求：①电源的最大输出功率;②R1上消耗的最大功率;③R2上消耗的最大功率.
【考点】电功率最值的计算 【难度】4星 【题型】计算
【答案】 ①R2=2Ω时，外电阻等于内电阻，电源输出功率最大为2.25W;②R1是定植电阻，电流越大功率越大，所以R2=0时R1上消耗的功率最大为2W;③把R1也看成电源的一部分，等效电源的内阻为6Ω，所以，当R2=6Ω时，R2上消耗的功率最大为1.5W.
【例58】 如图所示， 为电源的正、负极， 是电源内部非常靠近正负极的两点.电源内阻 ， .当 闭合， 断开时，通过 的电流为 ，则下列答案中正确的是( )
A.电源的电动势为
B.当 和 都断开时，
C.当 和 都闭合时，
D.当 闭合、 断开时，
【考点】电源、电动势、内电压、路端电压的定义 【难度】3星 【题型】选择
【解析】当 闭合， 断开时，由 . 是电源内部非常靠近电源正负极的两点， 为电源内电压， 为电源路端电压，则 ， .当 和 都断开时，外电路断路， ， .当 和 都闭合时，外电路短路， ， .则正确选项为A.
【答案】A
【例59】 如图所示， 为两个独立电源的路端电压和总电流 的关系图线，则下列说法正确的是( )
A.路端电压都为 时，它们的外电阻相等
B.电流都是 时，两电源的内电阻相等
C.电源 的电动势大于电源 的电动势
D.电源 的内阻小于电源 的内阻
【考点】路端电压与回路电流的关系 【难度】3星 【题型】选择
【解析】电源外电阻的大小，在数值上也等于电源路端电压与回路电流之比，现 两图线的交点坐标为 ，即证明两电源在输出同样电压 时，也输出同样大小的电流 ，可见此时两电源的外电阻相等，故A选项正确.图线与 轴交点的坐标值表示电动势的大小，与 轴的交点的坐标值表示电路中的短路电流，图线的斜率的大小表示电源的内阻的大小.由图线可知： 与 轴交点的坐标值比 的大，表示 的电动势 大， 与 轴交点的坐标值比 的小，所以 的短路电流小，从而也表示 的斜率大，故 的内阻 大，因此C选项正确，而B、D选项错误.
【答案】AC
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