2024-2025学年教科版（2019）必修第三册 2.6电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 课时过关练（含解析）
一、单选题
1．如图所示，直线A为电源的图线，曲线B为灯泡的图线，用该电源和灯泡组成闭合电路时，下列说法错误的是( )
A.电源的电动势为3 V，电源内阻为0.5 Ω
B.电源的输出功率为4 W，电路的总功率为6 W
C.此时灯泡电阻为1 Ω，灯泡消耗的电功率为4 W
D.电源的效率约为80%
2．物理老师在课堂上做了一个演示实验，电路如图所示，当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，已点亮的电灯亮度却逐渐变暗。对这一现象的解释，下列说法正确的是( )
A.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压保持不变
B.外电路的总电阻逐渐变小，电灯两端的电压逐渐变小
C.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变小
D.外电路的总电阻逐渐变大，电灯两端的电压逐渐变大
3．如图所示电路中，直流电源电动势为E、内阻，定值电阻，可变电阻的阻值范围为。闭合开关S，改变可变电阻接入电路的阻值，则的最大电功率为( )
A. B. C. D.
4．某一电源的路端电压与电流的关系和电阻的电压与电流的关系如图所示。用此电源和电阻组成电路，可以同时接入电路，也可以单独接入电路。为使电源输出功率最大，可采用的接法是( )
A.将单独接到电源两端 B.将并联后接到电源两端
C.将串联后接到电源两端 D.将单独接到电源两端
5．用电阻为2Ω的均匀电阻丝制成一个圆环，并把它接到如图所示的电路中，图中导线的P端能沿圆环移动，并保持良好接触。已知为2Ω，电源电动势为5V，内阻忽略不计。改变P的位置圆环的最大电功率为( )
A. B. C.1W D.3W
6．如图所示，直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线，直线C为一个电阻R两端电压与电流的关系图线。将这个电阻分别接到a、b两电源上，那么( )
A.电源a的电动势较小
B.电源b的内阻较大
C.R接到a电源上时电源的输出功率较大，但电源效率较低
D.R接到a电源上时电阻的发热功率较大，电源效率也较高
7．如图，电源电动势为12V，内阻为1Ω，定值电阻，定值电阻。开关S闭合后，电动机M恰好正常工作。已知电动机额定电压，线圈电阻，当电动机M正常工作时，电动机输出的机械功率是( )
A.6W B.9W C.10W D.27W
8．在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡（其灯丝电阻可视为不变），为定值电阻，为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小，V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则( )
A.电压表的示数变大 B.小灯泡变亮
C.通过的电流变小 D.电源输出功率变小
二、多选题
9．国家卫生健康委员会主任在十四届全国人大三次会议民生主题记者会上表示，实施“体重管理年”3年行动，普及健康生活方式，加强慢性病防治。控制体内脂肪积累可有效控制体重，图甲为脂肪测量仪，被测试者手握把手P、Q，通过测量流经双手的微弱电流来测量电阻，从而测定身体脂肪率，其简化原理如图乙所示。体型相近的测试者，脂肪率越高的，电阻越大。则两体型相近者参加测试时( )
A.脂肪率高者测试时，消耗功率较大
B.脂肪率高者测试时，电源效率较高
C.脂肪率高者测试时，电压表示数和电流表示数比值较小
D.电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定
10．如图所示，电路中开关S闭合，两平行金属板间带电微粒P处于静止状态，当滑动变阻器的滑片向b端移动时，下列说法正确的是( )
A.微粒P将向上运动 B.电流表读数增大
C.上消耗的电功率增大 D.电源的效率减小
11．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为电阻箱，为定值电阻。理想电压表、电流表的示数及变化量分别为U、I、、。消耗功率为，消耗功率为。当变化时，下列选项中图像正确的是( )
A. B.
C. D.
12．物理实验室中，天天同学在老师的指导下利用各种物理实验器材，将一直流电源的总功率、电源内部的发热功率和输出功率随电流I变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的a、b、c所示。以下判断正确的是( )
A.图b为输出功率随电流I变化的图线
B.图a为总功率随电流I变化的图线
C.当电流时，电源的输出功率最大
D.电流越大，电源的效率越大
三、计算题
13．某实验小组想测量元电荷的电量大小。装置如图所示，在真空容器中有正对的两平行金属板A和B，两板与外部电路连接，两板间相距。外部电路电源电动势，内阻，保护电阻，电阻箱的阻值R可调。实验时，电键闭合、断开时，小组从显微镜发现容器中有一个小油滴正好在两板中间处于静止状态，该油滴质量为，取，求：
（1）该油滴带电性质及所带电量q；
（2）调节电阻箱，闭合电键，油滴将加速下落，求油滴下落到B板的时间t（结果可以保留根号）。
14．如图甲电路中，电源电压保持不变，为定值电阻，R为滑动变阻器。闭合开关S，改变R的阻值，电压表与电流表示数变化关系如图乙，电表为理想电表。当滑片在a、b端时电流表示数分别为0.6A和0.1A.求：
（1）电源电动势和滑动变阻器最大阻值；
（2）当滑片从b端滑到a端，滑动变阻器消耗的功率P随R的阻值变化关系如图丙，图像中，求的大小。
15．如图，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点。S合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角。已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，，g取，，，求：
（1）流过电源的电流；
（2）两板间电场强度的大小；
（3）小球的质量。
16．如图甲所示的电路中，均为定值电阻，且，阻值未知，为滑动变阻器。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：
（1）定值电阻的阻值；
（2）滑动变阻器的最大阻值；
（3）电源的电动势和内阻。
参考答案
1．答案：D
解析：A.根据
可知
，
故A正确，不符合题意；
B.灯泡与电源连接时，工作电压
，
则电源的输出功率
电路的总功率为
故B正确，不符合题意；
C.此时灯泡电阻为
灯泡消耗的电功率为
故C正确，不符合题意；
D.电源的效率约为
故D错误，符合题意。
故选D。
2．答案：B
解析：当电路中点亮的电灯数目逐渐增多时，根据并联电阻的规律可知，电路中总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律
可知干路电流增大，根据
可知路端电压减小，所以加在灯泡两端的电压减小，根据
可知灯泡的功率减小，所以亮度变暗，故选B。
3．答案：D
解析：和电源并联后可视为一个“等效电源”，新电源的电动势
内阻
此时的电功率就是新电源的输出功率，当外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，可知当
的电功率最大，其最大功率为
故选D。
4．答案：A
解析：由图可知，电源内阻及的阻值为
，，
当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，所以将单独接到电源两端，电源有最大输出功率。
故选A。
5．答案：A
解析：根据题意可知，圆环分成两部分并联接入电路，设接入电路的等效电阻为，且
由于
根据电源的输出功率与外电路电阻的关系可知，当取最大值时，环的电功率最大，则
故选A。
6．答案：C
解析：AB.由闭合电路欧姆定律
可知，图像与U轴的交点表示电动势，则电源a的电动势较大，图像的斜率表示内阻，则b电源的内阻r较小，AB错误；
CD.当电阻R与电源组成闭合电路时，电阻R的图线与电源的图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，电源的输出功率
由图看出，R接到a电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，由图知R接到a电源上时电流大，则电阻的发热功率较大，电源的效率为
由b电源的内阻r较小，电源的效率较高，故C正确，D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：开关闭合后，电动机恰好正常工作，由电路可知此时两端电压为6V，根据闭合电路欧姆定律可得中的电流为通过电动机的电流为电动机的电功率电动机正常工作时内部消耗的功率为则电动机输出的机械功率故选C。
8．答案：D
解析：ABC.将照射的光的强度减弱，则阻值增大，根据串反并同可知，与它串联的电压表示数减小，与它并联的的电流变大，与它串联的小灯泡变暗，故ABC错误；
D.因为，阻值增大，电路中总电阻增大，根据电源输出功率特点
可知，电源输出功率减小，故D正确。
故选D。
9．答案：BD
解析：A.脂肪率高者测试时，电阻较大，回路中电流较小，所以消耗功率较小，故A错误；
B.电源的效率为
由此可知，外电阻较大，电源效率较高，故B正确；
C.脂肪率高者测试时，电阻较大，则电压表示数和电流表示数比值较大，故C错误；
D.根据闭合电路欧姆定律可得
所以
即电压表示数变化量和电流表示数变化量比值的绝对值恒定，故D正确。
故选BD。
10．答案：BD
解析：A.带电微粒P处于静止状态，其受力如图所示
当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据“串反并同”规律可知，平行金属板间的电势差U变小，根据可知平行金属板间的电场强度减小，带电微粒所受电场力减小，微粒P将向下运动，A错误;BC.当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据“串反并同”规律可知，电流表的示数增大，上消耗的电功率减小，B正确，C错误；D.当滑动变阻器的滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，即外电路的总电阻减小，电源的效率为由此可知，电源的效率减小，D正确。故选BD。
11．答案：BCD
解析：A.根据闭合电路欧姆定律有
解得
故此时
可知与U不成线性关系，为二次函数关系，故A错误；
B.根据闭合电路的欧姆定律可知，可知U与I成一次线性关系，B正确；
C.上述分析可知，是定值，C正确；
D.根据，可知，D正确。
故选BCD。
12．答案：BC
解析：A.由题意，电源的输出功率为可知随电流I变化的图线为开口向下的曲线，电源的输出功率为图线c，故A错误；B.根据电源的总功率可知与I成正比，所以电源的总功率为图线a，故B正确；C.由图线可知，当电流时，电源的输出功率最大，故C正确；D.电源的效率为可知电流越大，电源的效率越小，故D错误。故选BC。
13．答案：(1)负电；
(2)
解析：(1)开关闭合、断开时，电路断路，，该油滴处于静止状态，受力平衡，，解得；由于电场方向竖直向下，电场力竖直向上，故该油滴带负电。
(2)闭合开关，两平行金属板与电阻箱并联，因此
根据闭合电路欧姆定律，电场强度，根据牛顿第二定律有，油滴下落到B板，由运动学公式，联立解得。
14．答案：（1）6V，50Ω；（2）20Ω
解析：（1）定值电阻与滑动变阻器R串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，当滑片位于b端时，全部接入，滑动变阻器接入的阻值最大，总电阻最大，电流最小，根据乙图可知最小电流为0.1A，此时电压表的示数为5V，滑动变阻器接入的电阻为设电源电动势为E，定值电阻的阻值为，当滑动变阻器的滑片在b端时，根据串联电路电压的关系有当滑片位于a端时，电路中的电流为0.6A，只有接入电路，则根据闭合电路欧姆定律整理可知
（2）根据图丙可知，当滑动变阻器接入的阻值为时，电路中的总电阻为
根据闭合电路欧姆定律，此时电路中的电流为
滑动变阻器消耗的功率为
当滑动变阻器的阻值为时，滑动变阻器的功率为
整理可知
15．答案：（1）0.5A
（2）25V/m
（3）
解析：（1）外电路电阻
代入数据解得
电路中总电流
（2）路端电压
代入数据解得
两板间的场
（3）设小球质量为m，由共点力平衡条件有
解得
16．答案：（1）（2）（3），
解析：（1）当P滑到的右端时，此时外电路中只有电阻，电路参数对应图乙中的B点，则
（2）当P滑到的左端时，滑动变阻器全部接入电路，电路参数对应乙图中的A点，由图乙所示图像可知
解得
（3）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
内阻
