2014届高考物理总复习教科版课时作业21Word版含解析

课时作业(二十一)电动势闭合电路的欧姆定律◎必做部分1．(2013·湖北模拟)“神舟九号”飞船于2012年6月16日发射成功．它是中国航天计划中的一艘载人宇宙飞船，是神舟号系列飞船之一．“神舟飞船”上的太阳能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池．在正常照射下，太阳能电池的光电转换效率可达24%.单片单晶硅太阳能电池可产生0.6V的电动势，可获得0.1A的电流，则每秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是()A．0.24JB．0.25JC．0.26JD．0.28J2．(2013·大连四校联考)如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，内阻不能忽略，电阻R1R2.图中电压表为理想表．当在两电路中通过相同的电荷量q的过程中，下列关于两电路的比较正确的是()A．R1上产生的热量比R2上产生的热量多B．电源内部产生热量较多的是甲电路C．电压表V1示数大于电压表V2示数D．甲、乙两电路电源输出功率可能相等3．(2013·河北五校联盟模拟)一辆电动观光车蓄电池的电动势为E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为v的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为I，电动车的质量为m，电动车受到的阻力是车重的k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则()A．电动机的内阻为R＝EIB．电动机的内阻为R＝EI－kmgvI2C．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变大D．如果电动机突然被卡住而停止转动，则电源消耗的功率将变小4.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比．在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为()A.34、14B．13、23C．12、12D．23、135.如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r，平行金属板A、B水平放置．当开关S闭合，滑动变阻器R2的滑片P滑到图示位置时，一个可视为质点的带负电小液滴在平行板的正中间恰好处于静止状态．现要使带电小液滴向上运动，下列措施可行的是()A．断开开关SB．让滑片P向a端滑动C．减小平行金属板A、B间的距离D．减小平行金属板A、B间的正对面积6．(2013·合肥六校联考)如图所示，其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流i的变化关系如图所示，电源电动势为7.0V(内阻不计)，且R1＝1000Ω(不随温度变化)．若改变R2，使AB与BC间的电压相等，这时()A．R的阻值为1000ΩB．R的阻值为1300ΩC．通过R的电流为1.5mAD．通过R的电流为2.0mA7．(2013·汕头市模拟)如图甲所示，R为电阻箱(0～99.9Ω)，置于阻值最大位置，Rx为未知电阻，(1)断开S2，闭合S1，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的R－1I图线，(2)断开S2，闭合S1，当R调至某一位置时，电流表的示数I1＝1.0A；保持电阻箱的位置不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I2＝0.8A，据以上数据可知()A．电源电动势为3.0VB．电源内阻为0.5ΩC．Rx的阻值为0.5ΩD．S1断开、S2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小8.在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化．电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是()A.U1I不变，ΔU1ΔI不变B．U2I变大，ΔU2ΔI变大C.U2I变大，ΔU2ΔI不变D．U3I变大，ΔU3ΔI变大9.(2013·江西)两个电源A、B分别对各自的负载电阻供电所描绘出的U－I图线，如图所示，下面的说法正确的是()A．A、B两个电池电动势相同B．A、B两个电池内阻相同C．负载电阻相同时，电源A输出功率较大D．负载电阻相同时，电源B输出功率较大10．(2013·郑州市)2010年世博会在上海举行，本次世博会大量采用低碳环保技术，太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一．硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图甲所示的电路．图中与A1串联的定值电阻的阻值为R0，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验(计算结果小数点后保留两位数字)：(1)闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表A1、A2的值I1、I2.为了作出此电池的U－I曲线，需要计算出电路的路端电压U，则U＝________(用题中所给字母表示)；(2)根据测量的数据作出该硅光电池的U－I图像的如图乙所示，该电池的电动势E＝________V，在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r＝________Ω；(3)若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻，此时对应的电池内阻r＝________Ω.11．(2013·江西师大附中)一电路如图所示，电源电动势E＝28V，内阻r＝2Ω，电阻R1＝12Ω，R2＝R4＝4Ω，R3＝8Ω，C为平行板电容器，其电容C＝3.0pF，虚线到两极板间距离相等，极板长L＝0.20m，两极板的间距d＝1.0×10－2m.(1)若开关S处于断开状态，则当其闭合后，求流过R4的总电荷量为多少？(2)若开关S断开时，有一带电微粒沿虚线方向以v0＝2.0m/s的初速度射入C的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关S闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中，能否从C的电场中射出？(要求写出计算和分析过程，g取10m/s2)12.如图电路中R1＝12Ω，R2＝6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0～3V和0～15V两挡，理想电流表的量程有0～0.6A和0～3A两挡．闭合开关S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P至另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，求(1)此时电流表示数；(2)电源的电动势．◎选做部分13．(2013·厦门大学附中)如图(a)所示电路中，电源电动势E＝12V，内阻r＝2Ω，R1＝4Ω，R2＝6Ω，R3＝3Ω.(1)若在C、D间连一个理想电压表，其读数是多少？(2)若在C、D间连一个理想电流表，其读数是多少？(3)图(a)中虚线框内的电路可等效为一个电源，即图(a)可等效为图(b)，其等效电动势E′等于CD间未接入用电器时CD间的电压；若用导线直接将CD两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流．则等效电源的内电阻r′是多少？(4)若在C、D间连一个“6V,3W”的小灯泡，则小灯泡的实际功率是多少？详解答案课时作业(二十一)◎必做部分1．B根据W＝UIt可得，每秒单片单晶硅太阳能电池产生的能量为W＝0.6×0.1×1J＝0.06J，设太阳每秒照射到该电池上的能量为Q，则由能量守恒定律得Q×24%＝W，所以Q＝0.25J，故答案为B.2．ACD由焦耳定律可得Q＝I2Rt＝It×IR＝qU，由于两电路电源相同，R1R2，由串联分压与电阻成正比，得U1U2，所以Q1Q2，A、C正确；电源内部产生的热量Qr＝I2rt＝It×Ir＝q(E－U)，由于U1U2，故Qr1Qr2，B错误；由于电源的内阻与负载电阻的大小关系未知，由输出功率与负载电阻的关系可知，甲、乙两电路电源输出功率可能相等，D正确．3．BC根据能的转化与守恒定律，EI＝I2R＋kmgv，所以电动机的内阻为R＝EI－kmgvI2，B正确；当电动机突然被卡住而停止转动时，变成了纯电阻电路，回路中的电流变大，故电源消耗的功率P＝EI将变大，所以C正确．4．D电源的效率η＝IUEI×100%＝UE×100%.a点对应的路端电压U为4个格，而电动势E为6个格．因此ηa＝23；b点对应的路端电压为2个格，因此ηb＝13.故D项正确．5．BC小液滴处于平衡状态，说明此时小液滴的重力和所受到的电场力大小相等，方向相反．受到的重力竖直向下，电场力竖直向上．要使该小液滴向上运动，只需增大小液滴受到的电场力即可．A中断开开关，两极之间的电势差减小到零，液滴向下运动；B中让滑片向a端滑动时，根据串联分压的知识可知，此时两板间电势差增大，则电场力增大，液滴向上运动；C中减小两板距离，由E＝Ud，可知，场强增大，液滴向上运动；D中平行板间电压不变，板间距离也不变，则场强不变，液滴保持静止．故选项B、C正确．6.BC要使AB与BC间的电压相等，即有E＝UAB＋UBC，UAB＝UBC，解得UBC＝3.5V．而UBC＝u＋iR1，联立解得u＝UBC－iR1，将UBC＝3.5V，R1＝1000Ω代入得u＝3.5－1000i，在题给图像中作出函数关系u＝3.5－1000i的图像，两图像的交点对应的横纵坐标i＝1.5mA，u＝2V即为公共解．由iR＝u解得R＝u/i＝1300Ω.7．BC由I＝ER＋r得R＝EI－r则R－1I图像的斜率k＝E＝2.0V，A选项错误，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5Ω，B选项正确，S2断开，S1闭合时，R＋r＝EI1；S1断开，S2闭合时，Rx＋R＋r＝EI2，所以Rx＝EI2－EI1＝0.5Ω，C选项正确，因Rx＝r，所以R≠0时，电路中的外电阻大于内阻，随着R的减小，电源输出功率将增大，R＝0时，电源输出功率最大，D选项错误．8．AC由欧姆定律知U1I＝ΔU1ΔI＝R1，A对；滑片下滑，R2的有效阻值增大，U2I、U3I均增大，由闭合电路欧姆定律和内外电压变化相等，将R1归为电源内阻，所以ΔU2ΔI不变，B错C对；同理ΔU3ΔI不变，D错．9．D考查路端电压—干路电流图像．由图像可看出纵轴截距为电源电动势，A电源的电动势为1.5V，B电源的电动势为2.0V，A选项错；两图线的斜率的绝对值即为电源的内阻，A电源的内阻为15Ω，B电源的内阻为10Ω，故B错；负载电阻相同时，设定为R，则输出功率分别为PA＝E2AR＋rAR＝1.52R＋15R，PB＝22R＋10R，计算得到当R0时，一定有PBPA，故D对．10．解析：(1)本实验为A1与R0串联充当电压表测电源电动势和内阻，因此电路的路端电压U＝I1R0；(2)由U－I图像可知纵轴截距即为电源电动势，斜率为电源内阻，因此电池的电动势E＝2.90V，在电流小于200mA的情况下，电池的内阻r＝4.00Ω；(3)作出6Ω电阻的U－I图像，与电池的U－I图线的交点处即是连接该电阻时的路端电压和电流，此时对应的电池内阻r＝5.60Ω.答案：(1)I1R0(2)2.904.00(3)5.6011．解析：(1)S断开时，电阻R3两端电压为U3＝R3R2＋R3＋rE＝16V.S闭合后，外电阻为R＝R1R2＋R3R1＋R2＋R3＝6Ω路端电压为U＝RR＋rE＝21V此时电阻R3两端电压为U′3＝R3R2＋R3U＝14V则流过R4的总电荷量为ΔQ＝CU3－CU′3＝6.0×10－12C.(2)设微粒质量为m，电荷量为q，当开关S断开时有：qU3d＝mg当开关S闭合后，设微粒加速度为a，则mg－qU′3d＝ma设微粒能从C的电场中射出，则水平方向运动时间为：t＝Lv0竖直方向的位移为：y＝12at2由以上各式求得：y＝6.25×10－3md2故假设不成立，微粒不能从C的电场中射出．答案：(1)6.0×10－12C(2)不能从C的电场中射出，理由见解析12．解析：(1)滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增加，由此可以确定电流表量程选取的是0～0.6A，电压表量程选取的是0～15V，所以电流表的示数为14×0.6A＝0.15A.(2)电压表的示数为13×15V＝5V；当电压表示数U1＝2.5V时，电流表示数I1＝0.3A，得E＝U1＋I1R1＋I1R1＋R2R2r当电压表示数U2＝5V时，I2＝0.15A得E＝U2＋I2R1＋I2R1＋R2R2r所以解方程组得：E＝7.5V.答案：(1)0.15A(2)7.5V◎选做部分13．解析：(1)若在