【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中物理 第二章 第4节 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律课时作业 教科版选修3-1.doc

第4节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律1电源是将其他形式的能转化为电势能的装置，反映电源把其他形式的能转化为电势能的特性的物理量是_，它等于电源未接入电路时两极间的电势差2闭合电路的电流跟电源的电动势成_，跟内、外电路的电阻之和成_，表达式为_，适用于外电路为_的电路3路端电压是指外电路两端的电压，即电源的输出电压UEIr.(1)当外电阻R增大时，I_，内电压_，路端电压U增大当外电路断开时，I_，U_.(2)当外电阻R减小时，I_，内电压_，路端电压U减小当电源两端短路时，外电阻R0，I_.4由U外EIr可知，U外­I图象是一条斜向下的直线，直线斜率的绝对值等于_，直线在纵轴上的截距表示_，直线在横轴上的截距表示_5有两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过每个电阻的电流为I，若将这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流为2I/3，则该电源的内阻是()AR BR/2 C4R DR/86一太阳能电池板，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()A0.10 V B0.20 VC0.30 V D0.40 V【概念规律练】知识点一闭合电路欧姆定律1. 如图1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1.8 V，则外电阻R与电源内阻r之比为()图1A53 B35C23 D322. 如图2所示，电源电动势E30 V，内阻r1 ，灯泡上标有“6 V12 W”字样，直流电动机线圈电阻R2 ，若灯泡恰好能正常发光，求电动机输出的机械功率图2知识点二路端电压与负载的关系3若E表示电动势，U表示外电压，U表示内电压，R表示外电路的总电阻，r表示内电阻，I表示电流，则下列各式中正确的是()AUIR BUEUCUEIr DU·E4如图3所示为两个独立电路A和B的路端电压与其总电流I的关系图线，则()图3A路端电压都为U1时，它们的外电阻相等B电流都是I1时，两电源内电压相等C电路A的电动势大于电路B的电动势DA中电源的内阻大于B中电源的内阻【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法5如图4所示的电路中，在滑动变阻器的滑片P向上端a滑动过程中，两表的示数情况为()图4A电压表示数增大，电流表示数减小B电压表示数减小，电流表示数增大C两电表示数都增大D两电表示数都减小6在如图5所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为E，内阻为r，设电流表A 的读数为I，电压表V 的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时()图5AI变大，U变小 BI变大，U变大CI变小，U变大 DI变小，U变小二、闭合电路欧姆定律的应用7如图6所示的电路，已知电源电动势E36 V，内电阻r2 ，R120 ，每盏灯额定功率都是2 W，额定电压也相同当S闭合，调到R214 时，两灯都正常发光；当S断开后要使L2仍正常发光，求R2应调到何值？图61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，电路中的电流无穷大D当外电阻增大时，路端电压也增大2在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系下列说法正确的是()A若外电压增大，则内电压增大，电源电动势也会随之增大B若外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势必然减小C若外电压不变，则内电压减小，电源电动势也会随内电压减小D若外电压增大，则内电压减小，电源的电动势始终等于二者之和3. 如图7所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的UI图象，则下列说法中正确的是()图7A电动势E1E2，短路电流I1>I2B电动势E1E2，内阻r1>r2C电动势E1>E2，内阻r1<r2D当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压变化较大4. 如图8所示是一实验电路图在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是()图8A路端电压变小B电流表的示数变大C电源内阻消耗的功率变小D电路的总电阻变大5在如图9所示电路中，当变阻器的滑动头P由a向b端移动时()图9A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6在图10所示的电路中，电源的内阻不能忽略已知定值电阻R110 ，R28 .当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2 V则当开关S置于位置2时，电压表读数的可能值为()图10A2.2 V B1.9 V C1.6 V D1.3 V7. 如图11所示的电路中，灯泡A、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()图11AR1短路 BR2断路CR3断路 DR1、R2同时短路8如图12所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态现将两极板的间距变大，则()图12A电荷将向上加速运动B电荷将向下加速运动C电流表中将有从a到b的电流D电流表中将有从b到a的电流9如图13所示，电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作如果再合上S2，则下列表述正确的是()图13A电源输出功率减小 BL1上消耗的功率增大C通过R1上的电流增大 D通过R3上的电流增大10用如图14甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的UI图像，由图像可知()图14A电池电动势为1.40 VB电池内阻值为3.50 C外电路短路时的电流为0.40 AD电压表示数为1.20 V时，电流表的示数I约为0.20 A题号12345678910答案11如图15所示的电路中，当开关S接a点时，标有“5 V 2.5 W”的小灯泡L正常发光，当开关S接b点时，通过电阻R的电流为1 A，这时电阻R两端的电压为4 V求：图15(1)电阻R的值；(2)电源的电动势和内阻12如图16所示电路中，E10 V，R14 ，R26 ，C30 F，电池内阻不计，求：图16(1)闭合开关S，稳定后通过R1的电流；(2)然后将开关S断开，这以后流过R1的总电荷量第4节电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律答案课前预习练1电动势2正比反比I纯电阻3(1)减小减小0E(2)增大增大4电源内阻电动势短路电流I5C由闭合电路欧姆定律得，两电阻串联时I，两电阻并联时I·，解得r4R，故选C.6D由已知条件得：E800 mV.又因I短，所以r 20 .所以UIRR×20 mV400 mV0.40 V，选项D正确课堂探究练1DS断开时，电压表的示数等于电源的电动势，即：E3 VS闭合时，U外1.8 V，所以U内EU外1.2 V因U外IR，U内Ir，所以RrU外U内1.81.232.236 W解析因灯泡正常发光，所以I A2 AU内Ir2×1 V2 V所以电动机电压为UMEU内U30 V2 V6 V22 V电动机输出的机械功率为P机UMII2R22×2 W22×2 W36 W.3BD4ACD在路端电压与总电流的关系图线(UI)中，图线在U轴上的截距表示电动势E，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，可见EA>EB，rA>rB.图中两直线的交点坐标为(I1、U1)，由R可知，路端电压都为U1时，它们的外电阻相等由UIr可知，电流都是I1时，因r不相等，故两电源内电压不相等所以选项A、C、D正确5A6D本题考查闭合电路的动态分析当R5的滑动触点向图中a端移动时，R5接入电路的电阻变小，外电路的总电阻就变小，总电流变大，路端电压变小即电压表V 的读数U变小；由于总电流变大，使得R1、R3两端电压都变大，而路端电压又变小，因此，R2和R4串联两端电压变小，则电流表A 的读数I变小，故选D.方法总结闭合电路的动态分析是一类非常典型的题目类型，解决这类问题的关键是抓住电源的E、r不变，思路是外电路电阻变化，引起全电路中电流的变化，根据闭合电路欧姆定律公式I，以及EU外U内IRIr进行正确推理，从而判定路端电压U外和内电压U内的变化然后再应用串、并联电路的特点判断外电路的电流或某个电阻的变化情况，即应用“部分整体部分”这样的顺序分析750 设所求阻值为R2，当灯L1和L2正常发光时，加在灯两端电压为额定电压UL.当S闭合时，E1ULI1(R1rR2)，当S断开时，E2ULI2(R1rR2)，又因为E1E2E，I12I22I(I为额定电流)，得I(R1r2R2R2)0，但I0，所以R1r2R2R2，即R220 2 2×14 50 .方法总结闭合电路欧姆定律的三种表达形式最根本的原理是电动势等于内、外电路电压的和，因此解题时只需分析内、外电路的电压，然后列式求解课后巩固练1AD2.D3AD由图象可知两电源的UI图线交纵轴于一点，则说明两电源的电动势相同；交横轴于两不同的点，很容易判断电源1的短路电流大于电源2的短路电流，则A项正确又由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值，即电源2的内阻大于电源1的内阻，则可知B、C项错误由图象可判断当两电源的工作电流变化量相同时，电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量，可知D项正确4A滑动触头由a端滑向b端的过程中，R1值减小，因此总电阻变小，D错误；干路电流变大，路端电压变小，A正确；内阻消耗的功率变大，C错误；定值电阻R3两端的电压变小，电流表示数变小，B错误5B6.B7.C8.BD9C合上S2之前，R3与L3串联后与L1、L2并联，最后与R1串联合上S2之后，在并联电路部分又增加了一个并联的支路，电路的总阻值减小，电路的总电流也即流过R1的电流增大，C正确因电源的内阻不计，则电源的输出功率PIE增大，A错误通过R1中的电流增大时R1两端电压升高，则并联电路部分的两端电压降低，L1消耗的功率降低，通过R3与L3的电流减小，B、D均错误10AD图像与纵坐标轴的交点为电池的电动势E1.40 V；电池的内阻r 1 ；根据EUIr，代入数据得I A0.20 A，故A、D正确11(1)4 (2)6 V2 解析(1)电阻R的值为R 4 .(2)当开关接a时，有EU1I1r，又U15 V，I1 A0.5 A.当开关接b时，有EU2I2r，又U24 V，I21 A，联立解得E6 V，r2 .12(1)1 A(2)1.2×104 C解析(1)闭合S时：I A1 A(2)设S闭合与断开时C的电荷量分别为Q1、Q2，则：Q1CIR2Q2CE所以，断开S后，流过R1的电荷量为：QQ2Q130×106×(106) C1.2×104 C7