粤教版高中物理选修3-1第2章第三节知能优化训练

高中物理学习材料
金戈铁骑整理制作
1．(单选)(2011年龙岩高二检测)关于电源电动势，下列说法中正确的是()
A．同一电源接入不同的电路电动势会发生改变
B．电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压
C．电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，与是否接外电路无关
D．电源电动势表征把电能转化成其他形式能的本领的大小，与是否接外电路无关解析：选C.电源电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量，与是否接外电路无关，故A、D错误，C正确，电动势和电压是不同的概念，其物理意义也不相同，故B错误．
2．(单选)用图象法计算电动势和内阻时，先要描点，就是在U－I坐标系中描出与每组I、U值对应的点．以下说法中不．正确的是()
A．这些点应当准确地分布在一条直线上，即U－I图线应通过每个点
B．这些点应当基本上在一条直线上，由于偶然误差不能避免，所以U－I图线不可能通过每一个点
C．画U－I图线时应当使它通过尽量多的描出的点
D．不在U－I图线上的点应当大致均匀地分布在图线两侧
解析：选A.因为偶然误差不能避免，所以各点基本在一条直线上，作图线时，应让尽量多的点落在直线上，不在直线上的点应大致均匀分布在两侧．
3．(单选)图2－3－14为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法不．正确的是()
图2－3－14
A．该电池的容量为500 mA·h
B．该电池的电动势为3.6 V
C．该电池在工作1小时后达到的电流为500 mA
D．若电池以10 mA的电流工作，可用50小时
解析：选C.电池上的3.6 V表示电动势，500 mA·h表示电荷容量，可以由电荷容量计
算在一定放电电流下使用的时间，由500 mA·h ＝t ×10 mA ，得t ＝50 h ，故选C.
4．(双选)如图2－3－15所示电路中，A 、B 、C 、D 是四只相同的电灯，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，下列说法正确的是( )
图2－3－15
A ．A 灯变亮
B ．B 灯变亮
C ．C 灯变亮
D ．D 灯变亮
解析：选BD.当滑动变阻器的滑片向下滑动时，该电阻R 减小，造成总电阻减小，由
闭合电路欧姆定律I ＝E R 外＋r
知，总电流增大，再由U ＝E －Ir 知路端电压U 减小灯泡A 两端是路端电压，A 变暗，由I A ＝U R A
知：通过A 的电流也减小，根据电流关系：I ＝I A ＋I B 判断出通过B 的电流增大，B 灯变亮；由欧姆定律U B ＝I B R B 知，灯B 两端的电压升高，由电压关系U 并＝U －U B 可得CD 并联部分电压减小，判断C 灯变暗，通过C 的电流减小，再由I B ＝I C ＋I D 知通过D 的电流增大，因此D 灯变亮．
5．如图2－3－16所示，当可变电阻R 调到20 Ω时，电流表的读数为0.3 A ，当可变电阻R 调到10 Ω时，电流表的读数为0.4 A ，则电源的电动势E ＝______V ，内阻r ＝______Ω.
图2－3－16
解析：由闭合电路的欧姆定律知
⎭
⎪⎬⎪⎫E ＝I 1(R 1＋r )＝0.3×(20＋r )E ＝I 2(R 2＋r )＝0.4×(10＋r ) ⇒E ＝12 V ，r ＝20 Ω.
答案：12 20
一、单项选择题
1．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
解析：选D.电源短路时，外电阻为零，路端电压为零，由E ＝U 内＋U 外，故U 内＝E ，
A 、
B 正确；电源断路时，R 外→∞，I ＝0，由U ＝E －I ·r ，故U 最大等于E ，
C 正确；负载增加，并联在电源上的用电器个数增加，外电阻减小，路端电压减小，故
D 错．
2．在如图2－3－17所示的电路中，E 为电源电动势，r 为电源内阻，R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器．当R 2的滑动触点在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分别为I 1、I 2和U .现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个电表示数的变化情况是( )
图2－3－17 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：选B.R2的滑动触点向b端滑动，R2变小，R1、R2并联总电阻R12＝R1R2
R1＋R2
，则
R外＝R3＋R12，R外变小，由I＝
E
R外＋r
得I变大，由U＝E－Ir则U变小；由I1＝
U1
R1，U1＝
U－IR3，得I1变小；由I2＝I－I1，得I2变大，所以B正确．
3．欲测定电池的电动势和内阻，除待测电池、开关和导线外，配合下列仪器，不．可以达到实验目的的是()
A．一只电压表和一个电阻箱
B．一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器
C．一只电流表和一个电阻箱
D．一只电流表和一个滑动变阻器
解析：选D.测定电池的电动势和内电阻的实验方法很多，不同方法的实验电路不同，器材也不同，但实验的原理和依据都是闭合电路的欧姆定律．
4．如图2－3－18所示的电路中，闭合开关S后，灯泡L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大，由此可推断，这个故障可能是()
图2－3－18
A．电阻R1断路
B．电阻R2短路
C．灯L1两接线柱间短路
D．电阻R2断路
解析：选D.因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻消耗的电压减小，说明电路总电阻增大．若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2变暗，故选项A错．若电阻R2短路，灯L2将不亮，选项B错．若灯L1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，不符合题意，选项C错．若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，故选项D正确．
5．在如图2－3－19所示的电路中，当滑动变阻器R1的触头向右移动时，电压表V1和电压表V2的示数变化量分别为ΔU1和ΔU2(均取绝对值)，则ΔU1和ΔU2的大小关系为()
图2－3－19
A．ΔU1＞ΔU2
B．ΔU1＜ΔU2
C．ΔU1＝ΔU2
D．条件不足，无法确定ΔU1和ΔU2的大小关系
解析：选A.电源的外电路是电阻R1和R2的串联，当变阻器的触头向右移动时，R1减小，总电阻减小，电路的总电流变大，电源的内电压升高，U1和U2的读数之和将减小，由欧姆定律知，U2＝IR2，U2将变大，U1将减小且U1的减小量大于U2的增加量，即ΔU1＞ΔU2，选项A正确．
6．(2011年佛山高二检测)如图2－3－20所示电路中，S1、S2、S3、S4均闭合，C是极板水平放置的平行板电容器，板间悬浮着一油滴P.断开哪一个开关后P会向下运动()
图2－3－20
A．S1B．S2
C．S3D．S4
解析：选C.油滴受重力G与电场力F，二力平衡，欲使油滴向下运动，须电场力F<G，则场强E变小，电容器两端电压U变小．电容器与R3并联接于电源两端，要使电容器两端的电压U减小，只有断开S3，所以应选C项．
二、双项选择题
7．关于电动势，下列说法正确的是()
A．电源电动势在数值上等于路端电压
B．当外电阻发生变化时，电源电动势也发生变化
C．电源电动势在数值上等于内外电路上的电压之和，与内、外电路的组成无关
D．电源电动势的大小可以通过实验进行测定
解析：选CD.电源电动势与外电路的电阻无关，选项B错，C正确．电动势在数值上等于电路的内、外电压之和，与路端电压的数值不完全一样，选项A错．电动势一般情况下是不变的，可以利用实验测定，选项D正确．
8．如图2－3－21所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是()
图2－3－21
A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
解析：选AC.延长甲、乙图线与纵轴的截距表示电动势，则E甲>E乙；斜率表示内阻，
r 甲>r 乙；由欧姆定律R ＝U I
知，当路端电压相同，对应的电流也相同时，外电阻相等． 9．如图2－3－22所示电路中，3只灯泡正常发光，当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时，L 1、L 3中的电流变化量的绝对值为|ΔI 1|和|ΔI 3|，则( )
图2－3－22
A ．变亮的灯只有L 2
B ．灯L 3亮度不变
C ．|ΔI 1|＞|ΔI 3|
D ．|ΔI 1|＜|ΔI 3|
解析：选AD.P 在某位置时，有：I 1＝I 2＋I 3
P 向右滑至另一位置时有：I ′1＝I ′2＋I ′3
两式相减为：I ′1－I 1＝(I ′2－I 2)＋(I ′3－I 3)
即ΔI 1＝ΔI 2＋ΔI 3
因为P 向右滑→I 1↓、I 2↑、I 3↓
可知ΔI 1＜0、ΔI 2＞0、ΔI 3＜0
则：－|ΔI 1|＝|ΔI 2|－|ΔI 3|，即|ΔI 1|＜|ΔI 3|，所以正确选项为A 、D.
10．测定电池的电动势和内电阻实验的实物连接图如图2－3－23所示，电流表和电压表的正接线柱都尚未连接，为了做这个实验，应该把( )
图2－3－23 A ．电流表正接线柱与c 点相连
B ．电流表正接线柱与b 点相连
C ．电压表的正接线柱与a 点相连
D ．电压表的正接线柱与c 点相连
解析：选AC.连接电路时要注意电流表和电压表的正、负接线柱，不要接反了．
三、非选择题
11．用电流表和电压表测定电池的电动势E 和内阻r ，所用电路如图2－3－24甲所示，一位同学测得的6组数据如下表所示.
组别
1 2 3 4 5 6 电流I /A
0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57 电压U /V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
图2－3－24
(1)试根据这些数据在图乙中作出U －I 图线．
(2)根据图线求出电池的电动势E ＝________V ，电池的内阻r ＝________Ω.
解析：作图线时应使尽可能多的点落在直线上，个别偏离太大的点应舍去，如图所示．由图线与纵轴的交点可得电动势E ＝1.45 V ，再读出图线与横轴交点的坐标(1.00,0.65)，由E
＝U ＋Ir ，得r ＝E －U I ＝0.69 Ω.
答案：见解析
12．在图2－3－25甲所示电路中，R 1、R 2均为定值电阻，且R 1＝100 Ω，R 2的阻值未知，R 3是一滑动变阻器，在其滑键从最左端滑至最右端的过程中，测得电源的端电压随电流I 的变化图线如图乙所示，其中图线上的A 、B 两点是滑键在变阻器的两个不同端点时分别得到的，求：
图2－3－25 (1)电源的电动势和内电阻；
(2)定值电阻R 2的阻值；
(3)滑动变阻器R 3的最大值．
解析：(1)由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir
将图象中A 、B 两点的电压和电流代入得
E ＝16＋0.2r E ＝4＋0.8r
联立解得E ＝20 V r ＝20 Ω.
(2)当R 3的滑键自左向右滑时，R 3阻值变小，使电路总电阻变小，而总电流变大，由此可知，图线上的A 、B 两点是滑键分别位于最左端和最右端时所得到的，当滑键位于最右端时，R 3＝0，R 1被短路，外电路总电阻即为R 2，故由B 点的U 、I 值可求出R 2.
R 2＝U B I B
＝40.8 Ω＝5 Ω. (3)当滑键在最左端时，其阻值最大，并对应着图线上的A 点，故由A 点的U 、I 值可求出此时外电路总电阻，再根据串、并联电路的规律可求出R 3的最大值．
R 总＝U A I A
＝160.2 Ω＝80 Ω 又R 总＝R 1R 3R 1＋R 3
＋R 2
代入数值解得滑动变阻器的最大值R3＝300 Ω.答案：(1)20 V20 Ω(2)5 Ω(3)300 Ω。