高考物理复习同步练习：第七章 第2单元 课下综合提升
1．一电池外电路断开时的路端电压为3 V，接上8 Ω的负载后路端电压降为2.4 V，则可以判定电池的电动势E和内电阻r为( )
A．E＝2.4 V，r＝1 Ω B．E＝3 V，r＝2 Ω
C．E＝2.4 V，r＝2 Ω D．E＝3 V，r＝1 Ω
解析：当外电路断路时，I＝0，U外＝E＝3 V；接上8 Ω负载时，I′＝＝ A＝0.3 A，
则r＝＝＝ Ω＝2 Ω。
答案：B
2．如图1所示，直线A为电源的U－I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U－I图线，用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时，电源的输出功率分别为P1、P2，电源的效率分别为η1、η2，则( )
图1
A．P1>P2 B．P1
η2 D．η1<η2
解析：由直线A可知，E＝6 V，r＝1 Ω，由直线B、C可知，R1＝2 Ω，R2＝0.5 Ω，P1＝()2·R1＝8 W，η1＝＝，P2＝()2R2＝8 W，η2＝＝，故有：P1＝P2，η1>η2。
答案：C
3.在纯电阻电路中，当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时，关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图2所示。则下列判断错误的是( )
图2
A．当R＝r时，电源有最大的输出功率
B．当R＝r时，电源的效率η＝50%
C．电源的功率P′随外电阻R的增大而增大
D．电源的效率η随外电阻R的增大而增大
解析：由图可知，R＝r时电源有最大输出功率，A正确；电源的功率P′＝IE，随外电阻R的增大而减小，C错误；由η＝＝＝可知B、D正确。
答案：C
4.如图3所示，一只玩具电动机用一节干电池供电，闭合开关S后，发现电动机转速较慢，经检测，电动机性能完好；用电压表测a与b间电压，只有0.6 V；断开开关S，测得a与b间电压接近1.5 V，电动机转速较慢的原因是( )
图3
A．开关S接触不良
B．电动机接线接触不良
C．电动机两端接线短路
D．电池过旧，内阻过大
解析：开关S接触不良、电动机接线接触不良、电动机两端接线短路，电动机就不会旋转了，而不是转得慢。电动机转得慢的原因是电池过旧，内阻过大，电动机两端的电压过低造成的，D正确。
答案：D
5．(2011·北京高考)如图4所示电路，电源内阻不可忽略。开关S闭合后，在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
图4
A．电压表与电流表的示数都减小
B．电压表与电流表的示数都增大
C．电压表的示数增大，电流表的示数减小
D．电压表的示数减小，电流表的示数增大
解析：由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小，则R总减小，由
I＝可知I增大，由U内＝Ir可知U内增大，由E＝U内＋U外可知U外减小，故电压表示数减小。由U1＝IR1可知U1增大，由U外＝U1＋U2可知U2减小，由I2＝可知电流表示数变小，故A正确。
答案：A
6.在如图5所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光。正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定( )
图5
A．电源的电动势E一定小于击穿电压U
B．电容器所带的最大电荷量一定为CE
C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大
D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
解析：电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充放电，使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于等于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；在一个闪光周期内电容器的总电荷量变化ΔQ＝0，故通过R的电荷量均通过了闪光灯，D正确。
答案：D
7．如图6甲所示，R为电阻箱(0～99.9 Ω)，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－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＝1.0 A；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＝0.8 A，据以上数据可知( )
图6
A．电源电动势为3.0 V
B．电源内阻为1.0 Ω
C．Rx的阻值为0.5 Ω
D．S1断开、S2接通时，随着R的减小，电源输出功率减小
解析：由I＝得R＝－r，则R－图像的斜率k＝E＝2.0 V，A选项错误，R轴截距的绝对值等于内阻r，即r＝0.5 Ω，B选项错误，S2断开，S1闭合时，R＋r＝；S1断开，S2闭合时，Rx＋R＋r＝，所以，Rx＝－＝0.5 Ω，C选项正确，因Rx＝r，所以，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。
答案：C
8.如图7所示是电容器充、放电电路。配合电流传感器，可以捕捉瞬间的电流变化，并通过计算机画出电流随时间变化的图像。实验中选用直流8 V电压，电容器选用电解电容器。
图7
图8
先使单刀双掷开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可瞬间完成。然后把单刀双掷开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流传入计算机，图像上显示出放电电流随时间变化的I－t曲线，如图8所示。以下说法错误的是( )
A．电解电容器用氧化膜做电介质，由于氧化膜很薄，所以电容较小
B．随着放电过程的进行，该电容器两极板间电压逐渐减小
C．由传感器所记录的该放电电流图像可以估算出该过程中电容器的放电电荷量
D．通过本实验可以估算出该电容器的电容值
解析：电容是用来描述电容器容纳电荷本领的物理量，大小与氧化膜厚度无关，选项A错误；由U＝可知，因电容器电容不变，放电过程中电容器所带电量逐渐减小，所以电容器两端电压逐渐减小，选项B正确；由I＝，再结合放电电流随时间变化的I－t曲线可知选项C正确；根据I－t曲线可求出放电过程中通过电阻的电量，再由电容器放电瞬间电压与电源电压相等，根据C＝即可求出电容器的电容值，选项D正确。
答案：A
9．如图9甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器。a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是( )
图9
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．I变小，U变大 D．I变小，U变小
解析：当火情出现时，R2的阻值随温度t的升高而减小，所以引起外电路电阻减小，干路中的总电流I总增大，内电压增大，所以路端电压减小，故报警器两端的电压U减小；由于I总增大，R1两端的电压增大，所以并联部分电压减小，电流表示数减小，D选项正确。
答案：D
10.某同学按如图10所示的电路进行实验，电压表内阻看做无限大，电流表内阻看做零。实验过程中，由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了(但不为零)，若这种情况的发生是由某一用电器引起的，则可能的故障原因是( )
图10
①R3短路 ②RP短路
③R3断开 ④R2断开
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
解析：由电路分析可知，若R3短路，则RP、R2被短路，这时，电压表V2示数为零，①错；若RP短路，电压表V2两端电压，即为R3两端电压，和电压表V1示数应相同，B②；若R3断开，电压表V2所测量为R2两端电压，而电压表V1所测量的为R2和RP两端电压，故C③；若R2断开，电压表V2和V1都测量R3两端电压，故D④。
答案：B
11.如图11所示的电路中，电路消耗的总功率为40 W，电阻R1为4 Ω，R2为6 Ω，电源内阻r为0.6 Ω，电源的效率为94%，求：
图11
(1)a、b两点间的电压；
(2)电源的电动势。
解析：(1)电流是联系内、外电路的桥梁，是求解闭合电路的关键，而电源的内电路部分为求解该题的突破口。
电源内部热功率P内＝I2r
又P内＝P总(1－η)
故I＝ ＝2 A
由于R1、R2并联，所以
Uab＝I＝4.8 V
(2)由P总＝IE得E＝＝20 V
答案：(1)4.8 V (2)20 V
12.电源与电阻R组成串联电路，路端电压U随电流的变化图线及电阻R的U－I图线如图12所示，求：
图12
(1)电源的电动势和内阻；
(2)电源的路端电压；
(3)电源的输出功率。
解析：(1)由图像可知电源电动势：E＝4 V，
短路电流I短＝4 A
所以电源内阻为：r＝＝1 Ω。
(2)由图像知：电源与电阻串联后的电流为I＝1 A，此时对应路端电压为U＝3 V。
(3)由电阻R的U－I图像可知：R＝3 Ω，
故P出＝I2R＝3 W。
答案：(1)4 V 1 Ω (2)3 V (3)3 W
