2017_2018学年高中物理课时跟踪检测十研究闭合电路粤教版选修3_120180129388

课时跟踪检测（十）研究闭合电路
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 V
C．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1.5 V)的大
W
解析：选ABD根据电动势的定义和表达式E＝，非静电力移动1 C电荷量所做的功W＝
q
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
E p
电势差(电压)U＝，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q
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＝1.5 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“15A·h”的字样，则表
示()
A．该电池在工作1 h后达到的电流为15 A
B．该电池在工作15 h后达到的电流为15 A
C．电池以1.5 A的电流工作，可用10 h
D．电池以15 A的电流工作，可用15 h
解析：选C电池上“15A·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()
1
A．0.10 V B．0.20 V
C．0.30 V D．0.40 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＝E800 mV E0.800
＝＝20 Ω。

电池板与20 Ω电阻器串联时I＝＝A＝20 mA，故路端电压U
I0 40 mA R＋r20＋20
＝E－Ir＝(0.80－0.02×20)V＝0.4 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1
A．E a＞E b，r a＞r b
B．E a＞E b，r a＜r b
C．E a＜E b，r a＞r b
D．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2
A．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。

2
7．如图3所示，已知C＝6 μF，R1＝5 Ω，R2＝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3
A．开关S闭合瞬间，电流表的读数为0.5A
B．开关S闭合瞬间，电压表的读数为5.5 V
C．开关S闭合经过一段时间，再将开关S迅速断开，则通过R2的电荷量为1.8×10－5 C D．以上说法都不对
E 6
解析：选C开关S闭合瞬间，电容器充电，接近于短路状态I≈＝A＝1A。

电
r＋R1 1＋5
E
压U＝IR1＝5 V＜5.5 V，故A、B错。

开关闭合一段时间后，电容器相当于断路I′＝
r＋R1＋R2 6
＝A＝0.5 A。

此时电容器上电荷量Q＝CU2＝CI′R2＝6×10－6×0.5×6 C＝1.8×10－5
1＋5＋6
C。

断开开关S后，电荷量Q经R2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 4
A．电源的电动势为6.0 V
B．电源的内阻为12 Ω
C．电源的短路电流为0.5 A
D．电流为0.3 A时的外电阻是12 Ω
解析：选A因电源的U­I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＝6.0 V，但横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流，且内阻应按斜率的绝对值ΔU 6.0－5.0
计算，即r＝|ΔI|＝Ω＝2Ω。

由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3A时，外电阻
0.5－0
E
R＝－r＝18 Ω。

I
3
9.如图5所示，M、N是平行板电容器的两个极板，R0为定值电阻，R1、R2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5
A．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．某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内电阻，使用的器材还包括定值电
阻(R0＝5 Ω)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图6甲所示。

图6
(1)在图乙的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。

(2)请完成下列主要实验步骤：
A．检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图丙所示，读得电阻值是________；
B．将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49 V；
C．将开关S2________，电压表的示数是1.16 V；断开开关S1。

(3)使用测得的数据，计算出干电池的内电阻是______(计算结果保留两位有效数字)。

(4)由于所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏________(选填“大”
或“小”)。

解析：(1)按电路图由电源“－”极出发依次连接实物，先连接干路再连接支路。

(2)由图丙读得电阻箱阻值为R＝20 Ω；将S1闭合、S2断开，电压表示数为电源电动势，E＝1.49 V；将S2再闭合，电压表示数为R两端电压。

将电压表视为理想电表，则干路电流I＝
4
U V 1.16
＝A＝0.058 A。

R20
E E 1.49
(3)因为I＝，所以r＝－R0－R＝－5－20 Ω≈0.69Ω。

R0＋R＋r I0.058
(4)若考虑电压表的内阻，则S1闭合、S2断开时，电压表示数为该表两端电压，小于电源
电动势。

答案：(1)
(2)A.20 ΩC．闭合(3)0.69 Ω(4)小
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
R1R2＋R3 4 ×8＋4解析：滑片滑到A端时，R2、R3串联，再与R1并联，则R外＝＝
R2＋R3＋R1 8＋4＋4
U
Ω＝3 Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝U＋r…①；滑片滑到B端时，R1、R3串联，再与R2并
R外
R2R1＋R38 ×4＋4
联，则R外′＝＝Ω＝4 Ω，由闭合电路欧姆定律得E＝I(R外′＋
R2＋R1＋R3 8＋4＋4
r)…②。

由①②两式代入数据解得：E＝20 V，r＝1 Ω。

答案：20 V 1 Ω
12．如图8甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2阻值未知，R3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；
5
(2)定值电阻R2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，
E
内阻r＝＝20 Ω。

I短
(2)当P滑到R3的右端时，电路参数对应图乙中的B点，即U2＝4 V、I2＝0.8 A，
U2
得R2＝＝5 Ω。

I2
(3)当P滑到R3的左端时，由图乙知此时U外＝16 V，
I总＝0.2 A，
U外所以R
外＝＝80 Ω
I总
R1R3
因为R外＝＋R2，
R1＋R3
所以滑动变阻器的最大阻值为：R3＝300 Ω。

答案：(1)20 V20 Ω(2)5 Ω
(3)300 Ω
6。