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家教之高中物理电路部分专项练习

1，为了表征电源转化电能的本领大小的特征，物理学中引入了电动势这个物理量，来描述电源将其他形式的能转化为电能的本领。

电动势：

（一）1，电动势反映电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量。

2，伏打电池（1.1V）、干电池（1.5V）、铅蓄电池每节是（2V）、叠层电池（9V）。

不同种类的电源，一般来说两极间的电压不相同，电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。

3.电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极的电压；电动势的单位为伏特。

4，举例：

用两根导线把一个充满电的电容器和一个小灯泡串联在一起。

提问：

（1），看到什么？

（用导线连接后，灯亮了，但灯又慢慢的暗下来，最后灯不亮了）

（2），为什么？

（因为电容器的两个极板带有等量异种的电荷，两极板间有一定的电势差，用导线把电容器两极板相连，导线中带负电的自由电子在电场力的作用下做定向移动形成电流，所以灯亮了；但随着带负电的电子的移动，两极板上的电荷越来越少，两极板的电势差也越来越小，电场力随之变小，导线中的电子移动的数目也变小，电流就越来越小最后等于零，所以灯就越来越暗，最后灯不亮了。

）

过渡：

要想得到稳定的电流，就必须设法使流到正极板的负电荷重新回到负极板上去，这就需要有其他非静电力的作用，电源就是提供非静电力的装置。

4，以一节干电池为例分析电源的供电过程。

（用投影器把图一投影出来）

正电荷聚集在电源的正极（干电池的碳棒），负电荷聚集在电源的负极（干电池的锌片外壳）。

由电场知识可知：

导线内的自由电子在电场力的作用下由电势低的负极向电势高的正极做定向移动，在负极、开关、电灯到正极组成的外电路中形成电流，使灯亮了。

在这个外电路中是静电场力对自由电子做功，使电子能不断的从负极向正极移动。

在电源内部的电路中，非静电力做功，推动自由电子逆着电场力运动，从而由正极返回负极，以维持电源两端稳恒的电荷分布以及稳恒的电势差，非静电力做功使其他形式的能转化为电能。

5．在电源内部，非静电力移送单位电量的正电荷所做的功叫做电源的电动势。

以ε表示，即ε=

。

6.在外电路中，由于静电场力的作用，电流的方向是由电源的正极流向负极。

在内电路中，由于非静电力的作用，电流的方向是由负极流向正极。

为了方便，规定电源的电动势的方向与电源内部电流的方向相同，电动势的方向实际上是表示电势升高的方向。

7.把电源内部从负极到正极的方向叫做电动势的方向。

8.通过演示实验五提出问题：

用电压表直接接在电源的两极测出电源两极的电压（测得的数值等于电源的电动势）；把电源跟外电路接通后，再用电压表测量电源两极的电压。

比较前后两次的测量结果可知；电源接入外电路后，电源两极间的电压变小了。

原来在电源跟外电路接通后，内外电路都由电流通过，内电路有电阻，所以电流通过内电路时产生了电势降落，在内电阻两端出现一个压降。

过渡：

下面我们通过实验来研究在闭合回路中，内、外电路两端的电压与电源电动势之间存在什么样的关系。

9.演示实验六：

研究内外电压与电源电动势的关系。

（1）利用图二结合实物，介绍可变内阻电源的实验装置和原理；

（2）用电压表测量电源的电动势（ε=2.02V）；

（3）将电源接上外电路，，电源内阻r不变，闭合开关S1、S2，逐渐减少外电路电阻R的阻值，测出内电压

、外电压

等各项数据，并填入表格中。

（用投影片把表格投影出来）

外电阻R（

）

170

90

56

38

27

外电压

（V）

1.92

1.80

1.72

1.59

1.49

内电压

（V）

0.12

0.22

0.32

0.42

0.51

（V）

2.04

2.02

2.04

2.01

2.00

（4）将电源接上外电路，外电路电阻R的阻值固定，闭合开关S1、S2，调整电源的内阻r由小到大，测出内电压

、外电压

等各项数据，并填入表格中。

（用投影片把表格投影出来）

外电阻R=90

、电源内阻r由小变大：

外电压

（V）

1.80

1.62

1.50

1.38

1.25

内电压

（V）

0.22

0.39

0.52

0.66

0.78

（V）

2.02

2.01

2.02

2.04

2.03

（5）分析实验数据得出结论：

在负载R逐渐减小时，外电压

增大、内电压

减小；在误差允许范围内，总有ε=

。

10.闭合回路中，内、外电阻改变都会引起内、外电压发生相应的变化。

11．内、外电压之和是一个恒量，等于电源电动势，ε=

。

在电源内部，非静电力只是在接近两极的很小范围内起作用，通过非静电力做功，推动电荷逆着电场力运动，从而使电势跃升。

通过图三和图四，举例说明电源内部电势降落的情况。

把不同的金属铜板和锌板分别插入稀硫酸溶液中，导体与溶液相接的地方发生电势跃升，在两板之间就会出现电势差。

BA段和CD段分别代表极板附近的两次电势跃升，B与C之间的电势差代表内电势降落（内电压），D和A之间的电势差代表外电路电势降落（外电压），电动势就等于两次电势跃升之和。

8，提出问题：

怎样根据焦耳定律和能量守恒定律推导出内外电压与电动势的关系？

（给3分钟时间给学生进行推导）

（推导过程：

内电路的非静电力移送电荷的做功过程，除了要反抗电场力做功使一部分能量转化为电势能供外电路使用外，同时还有一部分能量直接消耗在克服内电阻做功使内电路发热。

设通过内外电路的电流强度为I，外电阻为R，内电阻为r。

根据焦耳定律：

在时间t内，内外电路所消耗的总电能：

=

=

。

根据能量守恒定律：

所消耗的能量应等于相同时间内所产生的电能，即等于相同时间内非静电力移送同样电量所做的功：

=

。

所以有

ε=

。

由此也可以得到内外电压与电动势的关系式ε=

。

）

12.根据欧姆定律可以写出：

、

，代入ε=

可得ε=

，由此可得

，这就是闭合电路的欧姆定律。

闭合电路的欧姆定律：

内容：

闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比。

定义式：

习题

（一）

1.关于电源的电动势，下面叙述正确的是（　　）

A．电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压

B．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化

C．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量

D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大

2．以下说法中正确的是（　　）

A．在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流

B．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

C．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

D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加

3．关于电压与电动势的说法中正确的是（　　）

A．电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法

B．电动势就是两板间的电压

C．电动势公式E＝

中的W与电压U＝

中的W是一样的，都是电场力做的功

D．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量

4．如图所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池，它的电动势约为1.2V，这表示（　　）

A．电路通过1C的电荷量，电源把1.2J其他形式能转化为电能

B．电源在每秒内把1.2J其他形式能转化为电能

C．该电源比电动势为1.5V的干电池做功少

D．该电源与电动势为1.5V的干电池相比，通过1C电荷量时转化为电能少

5．一台发电机用0.5A的电流向外输电，在1min内有180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（　　）

A．6V　　　B．360VC．120VD．12V

6．如图为一块手机电池的背面印有的一些符号，下列说法正确的是（　　）

A．该电池的容量为500mA·h

B．该电池的电动势为3.6V

C．该电池在工作1小时后达到的电流为500mA

D．若电池以10mA的电流工作，可用50小时

7．有一蓄电池，当移动1C电荷时非静电力做功是2J，该蓄电池的电动势是多少？

给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功是多少？

8．移动电话中的锂电池电动势为3.6V，某次通话时，电流为10mA，时间为100s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？

9.对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是（　　）

A．1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势

B．1号干电池的容量比5号干电池的容量大

C．1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大

D．把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同

10．干电池的电动势为1.5V，这表示（　　）

A．电路中每通过1C的电荷量，电源就把1.5J的化学能转化为电能

B．干电池在1s内将1.5J的化学能转化为电能

C．干电池与外电路断开时，两极间的电势差为1.5V

D．干电池把化学能转化为电能的本领比电动势为2V的蓄电池强

11．随着中国电信业的发展，国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额，如图所示的是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明，由此可知电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是（　　）

A．4.2V　14.58mAB．4.2V　700mA

C．3.7V　14.58mAD．3.7V　700mA

12．下图所示的是两个电池外壳的说明文字．左边进口电池的电动势是______V；右边国产电池最多可放出______mAh的电荷量，若电池平均工作电流为0.03A，则最多可使用________h。

13．铅蓄电池是太阳能供电系统中的重要器件，它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内，以供用电设备使用．某太阳能电池板给一电动势为15V的铅蓄电池充电时的电流为4A，充电10h充满．该铅蓄电池储存了多少电能？

14．由于摩托车等燃油放出的尾气对环境有一定的影响，所以电动自行车已是许多家庭的首选．已知电动自行车的电源是18组蓄电池，当正常行驶时，电路中电流为5A，在10min内电源做功1.08×105J，则每组蓄电池的电动势为多少？

（串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和）

15．根据上题的已知条件，求：

（1）在10s钟内，整个电源中有多少其他形式的能转化为电能？

（2）若使用一段时间后发现电路中电流变为3A,5min内电源做功只有2.16×104J，则每组蓄电池的电动势变为多少？

说明什么问题？

高二物理2-2电动势——习题——答案

1、答案：

C2、答案：

D3、答案：

D4、答案：

AD5、答案：

A

6、答案：

ABD7、答案：

2V　240JW＝qE＝IEt＝0.2×2×10×60J＝240J.

8、答案：

3.6J9、答案：

BD10、答案：

AC11、答案：

C

12、答案：

1.2　600　2013、答案：

2.16×106J

14答案：

2V

解析：

由q＝I·t得q＝5×600C＝3000C

18组蓄电池的总电动势为

E＝

＝

V＝36V

故每组蓄电池的电动势为

＝2V.

15、答案：

（1）1800J　

（2）1.3V

解析：

（1）整个电源的电动势E＝36V，在10s内电源移送的电荷量为q＝I·t＝5×10C＝50C，由电动势的意义可知W＝qE＝50×36J＝1800J.

（2）由q＝I·t＝3×300C＝900C，又E＝

＝

V＝24V，故每组电动势E′＝

＝1.3V.说明长时间使用，电源的电动势会明显下降，应该及时充电．

习题

（二）

1．（93B）图11所示的电路中，R1=1Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，那么通过电阻R1．R2．R3的电流强度之比I1∶I2∶I3为（）（C）

A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．2∶1∶3D．3∶1∶2

2．（94A）在一条通有恒定电流的导线中，电流强度是I。

如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于__________。

（It/e）

3．（94A）在图12所示电路中，L是并联在电阻R2上的一段电阻忽略不计的导线，电路两端A．B间的电压U恒定，电键S闭合。

那么应认为（）（B）

A．通过电阻R1和R2的电流相等

B．通过电阻R1和导线L的电流相等

C．R1两端电压小于电路两端电压U

D．如果断开电键S，R1两端电压将增大

4．（95A）如图13所示，A．B两端间电压U恒定，干路中的定值电阻的阻值为R0，支路中的定值电阻的阻值为R2，滑动变阻器不接入电路时，两固定端a．b间的电阻为R1。

R0小于R1，R0和R2都不等于零。

那么，按图示电路，滑动变阻器滑片P由b端逐渐向a端移动过程中，、安培表示数的变化情况是（）（AD）

A．示数一直不断增大B．示数一直不断减小

C．数先增大后减小D．示数先减小后增大

5．（95A）在图14所示电路中，A．B的电压保持一定，UAB=12V，电阻R1=R2=R3=6Ω。

电键S未接通时，R1两端电压是_________V；电键S接通时，R1两端电压是________V。

（6；4）

6．（92B）两个相同的电阻R，串联起来接在电动势为E的电源上，通过一个电阻的电流为I。

若把这两个电阻并联起来，仍接在该电源上，此时通过一个电阻R的电流变为5I/4，则电源的内阻为_____________。

（R/2）

7．（93A）如图15所示的电路，电源内阻不能忽略，当电键S打开时，测得电阻R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，当电键S闭合后（）（C）

A．电压表

的示数大于18VB．电阻R2两端的电压大于12V

C．电阻R1两端的电压大于6VD．内电阻r上的电压变小

8．（94A）如图16所示电路，电源内阻不能忽略，R1阻值小于变阻器的总电阻（R1≠0），当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时，电压表

的示数为U，安培表

的示数为I，那么，滑片P向上移动的全过程中（）（BC）

A．

的示数总小于UB．

的示数总大于I

C．

的示数先增大后减小D．

的示数先减小后增大

9．（95A）图17所示，电源是6个相同电池串联成的电池组，每个电池的电动势为2．0V．内电阻为0．1Ω。

滑动变阻器与定值电阻R0串联，R0=2．4Ω。

当滑动变阻器的滑片P滑到适当位置时，滑动变阻器发热损耗的电功率为9．0W，求这时滑动变阻器aP部分的阻值Rx。

（9Ω或1Ω）

10．（95B）用图18所示电路，测定电池组的电动势和内电阻。

其中

为电压表（其电阻足够大），定值电阻R=7．0Ω。

在电键未接通时，

的读数为6．0V；接通电键后，

的读数变为5．6V。

那么，电池组的电动势和内电阻分别等于（）（A）

A．6．0V，0．5ΩB．6．0V，1．25Ω

C．5．6V，1．25ΩD．5．6V，0．5Ω

11．（96B）在图19所示的电路中，电源的电动势和内电阻均为定值，各电阻都不为零。

电键接通后与接通前比较，电压表读数的变化情况是（）（A）

A．变大B．变小

C．不变D．因电阻未知，无法判断

12．（93B）把每个电动势为1．5V，内电阻为0．5Ω的两节电池串联后，外接一个14Ω的电阻，则通过外电阻的电流为A，其中一节电池两端的电压为U。

（0．2；1．4）

13．（93B）在一个全电路，若只将外电阻R变为原来的3倍，电流也随之变为原来的一半，那么电源的内电阻r一定满足（）（A）

A．r=RB．r＞RC．r＜RD．r=0

14．（97）在图20所示的电路中，电源电动势为E，内阻为零，电阻R1=2R2，在R2的两端并联上一段电阻忽略不计的导线Ｌ，则（）（CD）

A．通过电阻R1和R2的电流I1=I2

B．R1两端电压U1=2E/3

C．导线L中通过的电流IL=E/R1

D．使电阻R2断路，通过R1的电流不发生变化

***15．电路如图21所示，电源电动势E和内电阻r未知，

电阻R1=10Ω，R2=12Ω，当开关S接1时，电路中的电流为0．6A。

（1）开关接2时电路中电流大小如何?

（2）开关分别接1和接2时，R1．R2消耗的电功率哪个大?

说明理由。

（

（1）I≥0．5A

（2）当r=

时，P1=P2；当r＜

时，

P1＞P2；当r＞

时，P1＜P2）

16．（98）在图22所示电路中，A．B间的电压保持一定，UAB=6V，电阻R1=R2=4Ω，R3=2Ω。

那么（）（Ｂ）

A．开关S断开时，R3两端电压是3V

B．开关S接通时，R3通过的电流是1．5A

C．开关S断开时，R1通过的电流是0．75A

D．开关S接通时，R1两端电压是4V

17．（98）电路如图23所示，已知电池组的总内电阻r=1Ω，外电路电阻R=5Ω，电压表的示数U=2．5V，则电池组的电动势E应等于（）（Ｃ）

A．2．0VB．2．5V

C．3．0VD．3．5V

18．（99）手电筒中“2．5V0．80W”的小电珠正常发光时，通过的电流是_________A，每分钟通过灯丝横截面的电子数是_________个。

（元电荷为1．6×10-19C，结果取两位有效数字）（0．32A；1．2×1020）

19．（99）许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成，某电池板的开路电压是600mV，短路电流是30mA，这块电池板的内电阻是（）（Ｃ）

A．60ΩB．40ΩC．20ΩD．10Ω

20．（00）如图24电路，其中电源的电动势E=9．0V，内电阻r=3．0Ω；电阻的阻值为R1=R2=20Ω，R3=R4=10Ω，所用电压表的电阻非常大，电流表的电阻非常小。

（1）图中电压表所测的是电阻两端的电压；

（2）若四个电阻中有一个出现了断路，此时电压表的读数为4．8V，电流表的读数为0．36A，由此可判定发生断路的电阻是。

（

（1）R1、R4；

（2）R4）

21．（00）一个小电珠上标有“6V0．3A”，它在正常发光时的电阻是

（）（Ａ）

A．20ΩB．1．8ΩC．0．05ΩD．6．3Ω

22．（00）电源的电动势为4．5V，内电阻为0．50Ω，外电路接一个4．0Ω的电阻，这时电源两端的电压为（）（Ｃ）

A．5．0ＶB．4．5ＶC．4．0ＶD．3．5Ｖ

23．（01）有四节相同的干电池串联成电池组，每节干电池的电动势为1．5V，内阻为0．5Ω。

电池组与电阻为11．8Ω的用电器连成闭合电路，这时电池组两端的电压是（）（Ｂ）

A．6．0VB．5．9VC．1．5VD．1．49V

24．（02春）许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳电池由许多片电池板组成。

当太阳光照射某电池板时，该电池板的开路电压是600mV，短路电流是30mA，那么，这块电池板的内电阻是（）（Ｂ）

A．10ΩB．20ΩC．40ΩD．60Ω

***25．（03春）在如图25的电路中，有三个电池组，每个电池组均由相同的电池串联组成。

每个电池的电动势都是1．5V，电池的内电阻均忽略不计。

已知电池组E1由3个电池串联组成，E2由6个电池串联组成，E0中电池树木未知。

三个定值电阻R1、R2和R3阻值未知。

S是可以分别与a、b、c三个触点连接的开关。

开关S接a时，电流表示数为0．20A；开关S接b时，电流表示数为0．10A，电流表的内阻忽略不计。

求开关S接c时，电流表示数。

（解：

由电路结构可以看出，开关S的转换，变化的只是电源，而电路的外电阻不变。

设外电路的总电阻为R

①

S接a时，电流表的示数为0.20A，则

②

S接b时，电流表的示数为0.10A，则

③

由②③可以得到：

，即

4分

S接c时，电流表的示数为

④

由于

，④可变为

⑤

比较⑤与③可得到

I=0.30A4分）

26．（04）利用图26的电路可以测量电源的电动势和内电阻．当滑动变阻器的滑片滑到某一位置时，电流表和电压表的示数分别为0．20A和2．90V；改变滑片的位置后，两表的示数分别为0．40A和2．80V。

这个电源的电动势和内电阻各是多大？

（解：

根据闭合电路欧姆定律可以列出方程组

E=U1+I1r

E=U2+I2r

代入数据有E=2．90+0．20r

E=2．80+0．40r

将上面两个方程联立求解，得

电源电动势E=3．00V

内电阻r=0．50Ω

）

27．（05夏）在图27的电路中，电源的内电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝5Ω，闭合开关后，电流表的示数I＝0．5A，电流表的内阻不计．电源的电动势E应等于（B）

A．1VB．3VC．5VD．2V

28．（06春）在图28的电路中，闭合开关S后，向左移动滑动变阻器R的滑片，则滑动变阻器连入电路的阻值和电流表示数的变化情况是（C）

A．连入电路的阻值变小，电流表的示数变小

B．连入电路的阻值变小，电流表的示数变大

C．连入电路的阻值变大，电流表的示数变小

D．连入电路的阻值变大，电流表的示数变大

29．（06夏）在图29的电路中，已知电源的电动势E为6．0V，定值电阻R的阻值为10Ω；闭合开关S后，电流表的示数为0．50A；则此电源的内电阻r为（A）

A．2．0Ω　B．4．0Ω　C．6．0Ω　D．8．0Ω

30．（07春）在图30的电路中，已知电源的电动势E为6．0V，内电阻r为1．0Ω,外电路的电阻R为2．0Ω．闭合开关S后，电路中的电流I为（D）

A．6．0A　B．4．0A　C．3．0A　D．2．0A

31．（07夏）在图31的电路中，已知电源的电动势E为3．0V，内电阻r为1．0Ω,外电路的电阻R为2．0Ω．闭合开关S后，电路中的电流I为（C）

A．6．0A　B．4．0A　C．1．0A　D．0．5A

33．（08夏）如图33，电源的电动势E=4．5V，内阻r=0．50Ω，外电路的电阻R=4．0Ω；闭合开关S，求：

（1）通过电阻R的电流I；

（2）电阻R两端的电压U．

（解：

（1）根据闭合电路欧姆定律，通过电阻R的电流

（2）电阻R两端的电压

）