2025年《滬科版2020上海高二物理必修第三冊》10.5閉合電路歐姆定律（第2課時 路端電壓與負載的關(guān)系）（作業(yè)+解析版）

第INET綜合能力練9．2017年11月5日，我國用長征火箭成功發(fā)射了兩顆北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星，開啟了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時代。衛(wèi)星在太空飛行，主要靠太陽能電池提供能量．有一太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA。若將該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成閉合電路，則它的路端電壓是（）A．0.1VB．0.2VC．0.3VD．0.4V【答案】D【解析】電路開路時，路端電壓等于電池電動勢，所以電動勢E＝800mV.由閉合電路歐姆定律得短路電流I短＝eq\f(E,r)，所以電池內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝eq\f(800×10－3,40×10－3)Ω＝20Ω，該電池板與一阻值為20Ω的電阻連成閉合電路時，電路中電流I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(800,20＋20)mA＝20mA，所以路端電壓U＝IR＝400mV＝0.4V，D項正確。10．如圖6甲所示的電路中，R1、R2均為定值電阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3為一滑動變阻器．當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時，測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示，其中A、B兩點是滑片P在滑動變阻器的兩個不同端點得到的。求：圖6（1）電源的電動勢和內(nèi)阻；（2）定值電阻R2的阻值；（3）滑動變阻器的最大阻值？【答案】（1）20V20Ω（2）5Ω（3）300Ω【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可得U＝E－Ir，結(jié)合題圖乙可知UA＝E－IAr，UB＝E－IBr，代入數(shù)據(jù)，聯(lián)立解得E＝20V，r＝20Ω。（2）當(dāng)滑片P滑到R3的右端時，R1被短路，電路中總電阻最小，電流最大，對應(yīng)題圖乙中的B點，此時R2兩端的電壓U2＝UB＝4V，通過R2的電流I2＝IB＝0.8A，可得R2＝eq\f(U2,I2)＝5Ω。（3）當(dāng)滑片P滑到R3的左端時，由題圖乙知此時U外＝16V，I總＝0.2A，所以R外＝eq\f(U外,I總)＝80Ω。因為R外＝eq\f(R1R3,R1＋R3)＋R2，解得R3＝300Ω，即滑動變阻器的最大阻值為300Ω。11．如圖7所示，甲圖中滑動變阻器的滑片從一端滑到另一端的過程中，兩電壓表的讀數(shù)隨電流表讀數(shù)的變化情況如圖乙中的AC、BC兩直線所示。不考慮電表對電路的影響。圖7（1）電壓表V1、V2的示數(shù)隨電流表示數(shù)的變化圖像應(yīng)分別為U－I圖像中的哪一條直線？（2）定值電阻R0、滑動變阻器的總電阻R分別為多少？（3）求出電源的電動勢和內(nèi)阻？【答案】（1）見【解析】（2）3Ω12Ω（3）8V1Ω【解析】（1）電流增大，路端電壓減小，定值電阻R0分壓增大，V1指示電阻R0兩端電壓，示數(shù)變化如AC直線所示，V2指示路端電壓，示數(shù)變化如BC直線所示．（2）根據(jù)歐姆定律，由題圖乙可知，R0＝eq\f(ΔUAC,ΔIAC)＝eq\f(4.5,1.5)Ω＝3Ω.當(dāng)電流取最小值I0＝0.5A時，滑動變阻器的阻值最大，此時滑動變阻器兩端電壓UR＝UB－UA＝（7.5－1.5）V＝6V，總電阻R＝eq\f(UR,I0)＝eq\f(6,0.5)Ω＝12Ω.（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，路端電壓與電流的關(guān)系是U＝E－Ir所以BC直線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻，即r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\