2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习
一、选择题
1．关于电动势，下列说法正确的是
A．所有电池的电动势都是
B．体积越大的电源，其电动势一定越大
C．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压
D．电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领
2．关于闭合电路中静电力和非静电力的作用，正确的说法是
A．静电力使电荷做定向运动，非静电力阻碍电荷做定向运动
B．非静电力使电荷做定向运动，静电力阻碍电荷做定向运动
C．静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同
D．静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相反
3．如图为某手机的电池板图片，由此可知
A．该手机电池的电动势为
B．该手机电池的电动势为
C．“700mAh”表示电源在1h内传送电荷量的为700mA
D．“ ”反映该电池把其电能转化为其他形式的能的本领的大小
4．受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化图象如图所示，由图可知下列选项错误的是（ ）
A．该电池的电动势 =4 V
B．该电池的内阻r=1 Ω
C．该电池的输出功率为3 W时，电路中的电流可能为1 A
D．输出功率为3 W时，此电源的效率一定为25%
5．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（ ）
A．如外电压增大，则内电压增大，电动势也随之增大
B．如外电压减小，内电阻不变，内电压就不变，电动势必然减小
C．如外电压不变，则内电压减小时，电动势也随内电压减小
D．如外电压增大，则内电压减小，电动势却保持恒定
6．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点 如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象 电池内阻不是常数 ，围线b是某电阻R的 图象 在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为
A． B． C． D．
7．一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（ ）
A．一定有1.5J的化学能转变成电能
B．在工作状态下两极间的电压恒定为1.5V
C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多
D．将1C电量由负极输送到正极过程中，非静电力做了1.5J的功
8．关于电动势，下列说法正确的是
A．电源两极间的电压等于电源电动势
B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
C．电源电动势的数值等于内、外电压之和
D．电源电动势与外电路的组成无关
9．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性曲线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A．电源1与电源2的内阻之比是
B．电源1与电源2的电动势之比是
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
10．北半球海洋某处，地磁场水平分量 ，竖直分量 ，海水向北流动 海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距 ，如图所示 与两极板相连的电压表 可看作理想电压表 示数为 ，则
A．西侧极板电势高，东侧极板电势低
B．西侧极板电势低，东侧极板电势高
C．海水的流速大小为
D．海水的流速大小为
11．如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是
A．电流都是 时，两电源的内电压相等
B．路端电压都为 时，它们的外电阻相等
C．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
D．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
12．现取两节干电池A、B，其中A为1号干电池，B为7号干电池 则下列说法正确的是
A．A的电动势一定大于B的电动势
B．A的容量一定比B的容量大
C．A的电阻一定比B的电阻大
D．若把A，B两节干电池分别接入电路，当流过A，B的电流相同时，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同
二、解答题
13．李老师刚买了一个手机，该手机电池的额定容量为1200mAh，额定电压为 用了一段时间后，他发现手机的待机时间为10天，请你分析一下，该手机待机状态下的电流是多大？
14．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？
15．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离 。电源电动势 ，电阻 、 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。小球带电荷量为 ，质量为 ，不考虑空气阻力。求
（1）电源内电阻r；
（2）此时电源的输出功率。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】各种干电池的电动势都是1.5V，铅蓄电池的电动势是2V，A不符合题意；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与电源的体积无关，如各种体积干电池的电动势都是1.5V，B不符合题意；电源正负极之间的电压是路端电压，电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，C不符合题意；电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，D符合题意；
故答案为：D．
【分析】电动势是表征电源将其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，与电源的体积无关，在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势。
2．【答案】C
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】在闭合电路中，在电源的外电路中，静电力使正电荷从电源正极移到负极，使电荷发生定向移动；在电源内部，非静电力将电荷从电源负极搬到正极，使电荷发生定向移动，从而移动闭合电流，可见静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同．
故答案为：C．
【分析】静电力是指闭合电路的外电路中，电荷在电源形成的电场中的受力，非静电力是指在电源内部将电荷从电源负极搬到正极，使电荷发生定向移动的作用力。静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同。
3．【答案】A
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】由手机电池外壳上的文字说明可知，电池的电动势是 ，A符合题意B不符合题意；“700mAh”表示电源的容量 C不符合题意；电池的电动势是 ，“ ”反映该电池把其他形式的能转化为电能的本领的大小 D不符合题意．
故答案为：A
【分析】手机电池外壳上的文字表示：电池的电动势是 3.7 V ，电源的容量 为700mAh。电动势是表征电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小 的物理量。
4．【答案】D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】A、P=EI﹣I2r，根据数学知识，当I= 时，P最大，此时U内=U外．由P=4W，I=2A，得到U= =2V，则E=4V，A不符合题意．
B、r= = =1A，B不符合题意．
C、当P=3W时，由P=EI﹣I2r，代入解I1=1A，I2=3A，C不符合题意．
D、由C项，η=UI/EI=U/E，当I1=1A时，U=E﹣I1r=2V，η=50%
当I2=3A，U=E﹣I2r=1V，η=25%，D错误，符合题意．
故答案为：D．
【分析】本题考查闭合电路中的功能关系，在闭合电路中，电路的总功率P总=EI，热功率P热=I2r，输出功率P出=P总-P热，当外电阻等于内电阻时，输出功率最大。题中由P-I图可知，当I=2A时，输出功率P=4W，此时输出功率最大，根据闭合电路欧姆定律可求出电动势和内阻，从而本题可解。
5．【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】在闭合电路中，电源的电动势由电源自身决定的，一般认为是不变的，内、外电压和电动势的关系为： ，即内、外电压电压之和不变，所以D选项正确
故答案为：D
【分析】电动势是表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，由电源本身决定，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压电压之和。
6．【答案】A
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】由欧姆定律得 ，当 时， ，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为： ．根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为 ，电流为 ，则硅光电池的内阻为： ，A符合题意；
故答案为：A
【分析】题中a是电源U-I图，图线与y轴交点表示电源电动势，b是电阻的U-I图，a、b的交点表示将该电阻接入电源两端时的实际电流与电压，由欧姆定律可求电源内阻。
7．【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：A、D、电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，即一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确，A错误；
B、工作状态时两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势；故B错误；
C、电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大，但电动势大的存储的电能不一定多，故C错误．
故选：D．
分析：电源是一种把其它形式的能转化为电能的装置，电动势E的大小等于非静电力做的功与电量的比值，即E= ，其大小表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小，而与转化能量多少无关．
8．【答案】B,C,D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】AC. 电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，A不符合题意，C符合题意；
B. 电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大。B符合题意；
D. 电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，D符合题意；
故答案为：BCD。
【分析】电动势是表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，由电源本身决定，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压电压之和。
9．【答案】A,B
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】根据电源U-I图线，r1= Ω，r2= Ω，则r1：r2=11：7，A符合题意；E1=E2=10V，B符合题意；灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态， 则U1=3V，I1=5A，P1=15W，R1=0.6Ω；U2=5V，I2=6A，P2=30W，R2= Ω；则P1：P2=1：2，R1：R2=18：25，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AB.
【分析】在电源U-I图象中，图线与纵轴交点表示电源电动势，斜率表示电源内阻，小灯泡的U-I图线与电源U-I图线的交点对应电流和电压为直接把小灯泡接到电源两端时的实际电流和电压，由此分析解答本题。
10．【答案】A,D
【知识点】电磁流量计
【解析】【解答】正负离子向北流动，受到洛伦兹力，正离子向西侧极板偏转，负离子向东侧极板偏转，两极板间形成电场，最终最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，有 ，所以 ．西侧极板带正电，东侧极板带负电，所以西侧极板电势高，东侧极板电势低．AD符合题意，BC不符合题意．
故答案为：AD．
【分析】海水流过两极板间时，海水中的正负离子受地磁场的洛伦兹力作用发生偏转，根据左手定则可以判断离子受力方向，正电荷受力运动到的极板电势高；电荷聚集到两极板后，极板间形成电场，平衡后，电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡条件可求海水的流速。
11．【答案】B,D
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为电源的U-I线的斜率表示内阻，可知甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I 0时，甲电源的内电压较大，AC不符合题意．根据欧姆定律可知外电阻R路端电压U与电流I的关系为R=U/I，在U-I图线中甲、乙两图线的交点坐标为（I0，U 0），说明两电源的外电阻相等，B符合题意．图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，D符合题意．
故答案为：BD．
【分析】本题考查电源U-I图象的应用，在电源的U-I图象中，图象与纵轴的交点表示电源电动势，图线斜率表示电源内阻，图线上某点与坐标原点的连线的斜率表示外电阻。
12．【答案】B,D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】1号干电池的电动势等于7号干电池的电动势，都是 A不符合题意；1号干电池的体积大，容量较大，即1号干电池的容量大于7号干电池的容量，B符合题意；1号干电池的内阻小于7号干电池的内阻，C不符合题意；把1号和7号干电池分别连入电路中，若电流I相同，电动势又相同，则功率 相同，说明它们做功的快慢相同，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】电源电动势表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，A、B两干电池的电动势相同，不同点是它们的体积，体积不同时它们的容量不同，体积大的容量大，但内阻小；若把两干电池分布接入电路时由可知相同时间内两干电池非静电力做的功。
13．【答案】解：该手机储存的电荷量为： ；
待机时间为： 天 ；
则待机电流为： ．
【知识点】电流的概念
【解析】【分析】手机电池的额定容量是电池容纳的总电荷量，根据可计算待机电流。
14．【答案】解：根据W＝qE＝EIt 可解得：W＝15×4×10×3600J＝2.16×106J.
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【分析】铅蓄电池储存电能等于静电力做功，根据可计算。
15．【答案】（1）解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零；
设两板间电压为 ，
由动能定理得 ；
R2两端电压 ；
设通过 的电流为I，由部分欧姆定律得 ，
由闭合电路欧姆定律得 ，
解得： ；
（2）解：电源的输出功率 ，解得：
【知识点】含容电路分析；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】本题综合考查了电路和带电粒子在电场中运动知识。根据带电粒子在平行板间运动，由动能定理可求两板间电压；平行板间电压也就是电阻R2两端电压，再根据闭合电路欧姆定律可求电源内阻，电源的输出功率等于电源总功率减电源内阻的热功率。
2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习
一、选择题
1．关于电动势，下列说法正确的是
A．所有电池的电动势都是
B．体积越大的电源，其电动势一定越大
C．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压
D．电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领
【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】各种干电池的电动势都是1.5V，铅蓄电池的电动势是2V，A不符合题意；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与电源的体积无关，如各种体积干电池的电动势都是1.5V，B不符合题意；电源正负极之间的电压是路端电压，电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，C不符合题意；电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，D符合题意；
故答案为：D．
【分析】电动势是表征电源将其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，与电源的体积无关，在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势。
2．关于闭合电路中静电力和非静电力的作用，正确的说法是
A．静电力使电荷做定向运动，非静电力阻碍电荷做定向运动
B．非静电力使电荷做定向运动，静电力阻碍电荷做定向运动
C．静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同
D．静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相反
【答案】C
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】在闭合电路中，在电源的外电路中，静电力使正电荷从电源正极移到负极，使电荷发生定向移动；在电源内部，非静电力将电荷从电源负极搬到正极，使电荷发生定向移动，从而移动闭合电流，可见静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同．
故答案为：C．
【分析】静电力是指闭合电路的外电路中，电荷在电源形成的电场中的受力，非静电力是指在电源内部将电荷从电源负极搬到正极，使电荷发生定向移动的作用力。静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同。
3．如图为某手机的电池板图片，由此可知
A．该手机电池的电动势为
B．该手机电池的电动势为
C．“700mAh”表示电源在1h内传送电荷量的为700mA
D．“ ”反映该电池把其电能转化为其他形式的能的本领的大小
【答案】A
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】由手机电池外壳上的文字说明可知，电池的电动势是 ，A符合题意B不符合题意；“700mAh”表示电源的容量 C不符合题意；电池的电动势是 ，“ ”反映该电池把其他形式的能转化为电能的本领的大小 D不符合题意．
故答案为：A
【分析】手机电池外壳上的文字表示：电池的电动势是 3.7 V ，电源的容量 为700mAh。电动势是表征电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小 的物理量。
4．受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化图象如图所示，由图可知下列选项错误的是（ ）
A．该电池的电动势 =4 V
B．该电池的内阻r=1 Ω
C．该电池的输出功率为3 W时，电路中的电流可能为1 A
D．输出功率为3 W时，此电源的效率一定为25%
【答案】D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】A、P=EI﹣I2r，根据数学知识，当I= 时，P最大，此时U内=U外．由P=4W，I=2A，得到U= =2V，则E=4V，A不符合题意．
B、r= = =1A，B不符合题意．
C、当P=3W时，由P=EI﹣I2r，代入解I1=1A，I2=3A，C不符合题意．
D、由C项，η=UI/EI=U/E，当I1=1A时，U=E﹣I1r=2V，η=50%
当I2=3A，U=E﹣I2r=1V，η=25%，D错误，符合题意．
故答案为：D．
【分析】本题考查闭合电路中的功能关系，在闭合电路中，电路的总功率P总=EI，热功率P热=I2r，输出功率P出=P总-P热，当外电阻等于内电阻时，输出功率最大。题中由P-I图可知，当I=2A时，输出功率P=4W，此时输出功率最大，根据闭合电路欧姆定律可求出电动势和内阻，从而本题可解。
5．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（ ）
A．如外电压增大，则内电压增大，电动势也随之增大
B．如外电压减小，内电阻不变，内电压就不变，电动势必然减小
C．如外电压不变，则内电压减小时，电动势也随内电压减小
D．如外电压增大，则内电压减小，电动势却保持恒定
【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】在闭合电路中，电源的电动势由电源自身决定的，一般认为是不变的，内、外电压和电动势的关系为： ，即内、外电压电压之和不变，所以D选项正确
故答案为：D
【分析】电动势是表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，由电源本身决定，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压电压之和。
6．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点 如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象 电池内阻不是常数 ，围线b是某电阻R的 图象 在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】由欧姆定律得 ，当 时， ，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为： ．根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为 ，电流为 ，则硅光电池的内阻为： ，A符合题意；
故答案为：A
【分析】题中a是电源U-I图，图线与y轴交点表示电源电动势，b是电阻的U-I图，a、b的交点表示将该电阻接入电源两端时的实际电流与电压，由欧姆定律可求电源内阻。
7．一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（ ）
A．一定有1.5J的化学能转变成电能
B．在工作状态下两极间的电压恒定为1.5V
C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多
D．将1C电量由负极输送到正极过程中，非静电力做了1.5J的功
【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：A、D、电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，即一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确，A错误；
B、工作状态时两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势；故B错误；
C、电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大，但电动势大的存储的电能不一定多，故C错误．
故选：D．
分析：电源是一种把其它形式的能转化为电能的装置，电动势E的大小等于非静电力做的功与电量的比值，即E= ，其大小表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小，而与转化能量多少无关．
8．关于电动势，下列说法正确的是
A．电源两极间的电压等于电源电动势
B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
C．电源电动势的数值等于内、外电压之和
D．电源电动势与外电路的组成无关
【答案】B,C,D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】AC. 电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，A不符合题意，C符合题意；
B. 电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大。B符合题意；
D. 电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，D符合题意；
故答案为：BCD。
【分析】电动势是表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，由电源本身决定，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压电压之和。
9．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性曲线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A．电源1与电源2的内阻之比是
B．电源1与电源2的电动势之比是
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
【答案】A,B
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】根据电源U-I图线，r1= Ω，r2= Ω，则r1：r2=11：7，A符合题意；E1=E2=10V，B符合题意；灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态， 则U1=3V，I1=5A，P1=15W，R1=0.6Ω；U2=5V，I2=6A，P2=30W，R2= Ω；则P1：P2=1：2，R1：R2=18：25，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AB.
【分析】在电源U-I图象中，图线与纵轴交点表示电源电动势，斜率表示电源内阻，小灯泡的U-I图线与电源U-I图线的交点对应电流和电压为直接把小灯泡接到电源两端时的实际电流和电压，由此分析解答本题。
10．北半球海洋某处，地磁场水平分量 ，竖直分量 ，海水向北流动 海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距 ，如图所示 与两极板相连的电压表 可看作理想电压表 示数为 ，则
A．西侧极板电势高，东侧极板电势低
B．西侧极板电势低，东侧极板电势高
C．海水的流速大小为
D．海水的流速大小为
【答案】A,D
【知识点】电磁流量计
【解析】【解答】正负离子向北流动，受到洛伦兹力，正离子向西侧极板偏转，负离子向东侧极板偏转，两极板间形成电场，最终最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，有 ，所以 ．西侧极板带正电，东侧极板带负电，所以西侧极板电势高，东侧极板电势低．AD符合题意，BC不符合题意．
故答案为：AD．
【分析】海水流过两极板间时，海水中的正负离子受地磁场的洛伦兹力作用发生偏转，根据左手定则可以判断离子受力方向，正电荷受力运动到的极板电势高；电荷聚集到两极板后，极板间形成电场，平衡后，电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡条件可求海水的流速。
11．如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是
A．电流都是 时，两电源的内电压相等
B．路端电压都为 时，它们的外电阻相等
C．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
D．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
【答案】B,D
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为电源的U-I线的斜率表示内阻，可知甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I 0时，甲电源的内电压较大，AC不符合题意．根据欧姆定律可知外电阻R路端电压U与电流I的关系为R=U/I，在U-I图线中甲、乙两图线的交点坐标为（I0，U 0），说明两电源的外电阻相等，B符合题意．图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，D符合题意．
故答案为：BD．
【分析】本题考查电源U-I图象的应用，在电源的U-I图象中，图象与纵轴的交点表示电源电动势，图线斜率表示电源内阻，图线上某点与坐标原点的连线的斜率表示外电阻。
12．现取两节干电池A、B，其中A为1号干电池，B为7号干电池 则下列说法正确的是
A．A的电动势一定大于B的电动势
B．A的容量一定比B的容量大
C．A的电阻一定比B的电阻大
D．若把A，B两节干电池分别接入电路，当流过A，B的电流相同时，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同
【答案】B,D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】1号干电池的电动势等于7号干电池的电动势，都是 A不符合题意；1号干电池的体积大，容量较大，即1号干电池的容量大于7号干电池的容量，B符合题意；1号干电池的内阻小于7号干电池的内阻，C不符合题意；把1号和7号干电池分别连入电路中，若电流I相同，电动势又相同，则功率 相同，说明它们做功的快慢相同，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】电源电动势表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，A、B两干电池的电动势相同，不同点是它们的体积，体积不同时它们的容量不同，体积大的容量大，但内阻小；若把两干电池分布接入电路时由可知相同时间内两干电池非静电力做的功。
二、解答题
13．李老师刚买了一个手机，该手机电池的额定容量为1200mAh，额定电压为 用了一段时间后，他发现手机的待机时间为10天，请你分析一下，该手机待机状态下的电流是多大？
【答案】解：该手机储存的电荷量为： ；
待机时间为： 天 ；
则待机电流为： ．
【知识点】电流的概念
【解析】【分析】手机电池的额定容量是电池容纳的总电荷量，根据可计算待机电流。
14．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？
【答案】解：根据W＝qE＝EIt 可解得：W＝15×4×10×3600J＝2.16×106J.
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【分析】铅蓄电池储存电能等于静电力做功，根据可计算。
15．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离 。电源电动势 ，电阻 、 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。小球带电荷量为 ，质量为 ，不考虑空气阻力。求
（1）电源内电阻r；
（2）此时电源的输出功率。
【答案】（1）解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零；
设两板间电压为 ，
由动能定理得 ；
R2两端电压 ；
设通过 的电流为I，由部分欧姆定律得 ，
由闭合电路欧姆定律得 ，
解得： ；
（2）解：电源的输出功率 ，解得：
【知识点】含容电路分析；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】本题综合考查了电路和带电粒子在电场中运动知识。根据带电粒子在平行板间运动，由动能定理可求两板间电压；平行板间电压也就是电阻R2两端电压，再根据闭合电路欧姆定律可求电源内阻，电源的输出功率等于电源总功率减电源内阻的热功率。
2018-2019学年人教版高中物理 选修3-1 2.2 电动势 同步练习
一、选择题
1．关于电动势，下列说法正确的是
A．所有电池的电动势都是
B．体积越大的电源，其电动势一定越大
C．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压
D．电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领
【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】各种干电池的电动势都是1.5V，铅蓄电池的电动势是2V，A不符合题意；电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，与电源的体积无关，如各种体积干电池的电动势都是1.5V，B不符合题意；电源正负极之间的电压是路端电压，电源的电动势在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势，C不符合题意；电动势表示电源将其它形式的能转化为电能的本领，D符合题意；
故答案为：D．
【分析】电动势是表征电源将其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量，与电源的体积无关，在数值上等于内、外电压之和，电源没有接入电路时两极间的电压在数值上等于电源的电动势。
2．关于闭合电路中静电力和非静电力的作用，正确的说法是
A．静电力使电荷做定向运动，非静电力阻碍电荷做定向运动
B．非静电力使电荷做定向运动，静电力阻碍电荷做定向运动
C．静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同
D．静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相反
【答案】C
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】在闭合电路中，在电源的外电路中，静电力使正电荷从电源正极移到负极，使电荷发生定向移动；在电源内部，非静电力将电荷从电源负极搬到正极，使电荷发生定向移动，从而移动闭合电流，可见静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同．
故答案为：C．
【分析】静电力是指闭合电路的外电路中，电荷在电源形成的电场中的受力，非静电力是指在电源内部将电荷从电源负极搬到正极，使电荷发生定向移动的作用力。静电力和非静电力都使电荷做定向运动，对循环回路来说两者使电荷沿电路运动的方向相同。
3．如图为某手机的电池板图片，由此可知
A．该手机电池的电动势为
B．该手机电池的电动势为
C．“700mAh”表示电源在1h内传送电荷量的为700mA
D．“ ”反映该电池把其电能转化为其他形式的能的本领的大小
【答案】A
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】由手机电池外壳上的文字说明可知，电池的电动势是 ，A符合题意B不符合题意；“700mAh”表示电源的容量 C不符合题意；电池的电动势是 ，“ ”反映该电池把其他形式的能转化为电能的本领的大小 D不符合题意．
故答案为：A
【分析】手机电池外壳上的文字表示：电池的电动势是 3.7 V ，电源的容量 为700mAh。电动势是表征电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小 的物理量。
4．受动画片《四驱兄弟》的影响，越来越多的小朋友喜欢上了玩具赛车，某玩具赛车充电电池的输出功率P随电流I的变化图象如图所示，由图可知下列选项错误的是（ ）
A．该电池的电动势 =4 V
B．该电池的内阻r=1 Ω
C．该电池的输出功率为3 W时，电路中的电流可能为1 A
D．输出功率为3 W时，此电源的效率一定为25%
【答案】D
【知识点】全电路的功和能
【解析】【解答】A、P=EI﹣I2r，根据数学知识，当I= 时，P最大，此时U内=U外．由P=4W，I=2A，得到U= =2V，则E=4V，A不符合题意．
B、r= = =1A，B不符合题意．
C、当P=3W时，由P=EI﹣I2r，代入解I1=1A，I2=3A，C不符合题意．
D、由C项，η=UI/EI=U/E，当I1=1A时，U=E﹣I1r=2V，η=50%
当I2=3A，U=E﹣I2r=1V，η=25%，D错误，符合题意．
故答案为：D．
【分析】本题考查闭合电路中的功能关系，在闭合电路中，电路的总功率P总=EI，热功率P热=I2r，输出功率P出=P总-P热，当外电阻等于内电阻时，输出功率最大。题中由P-I图可知，当I=2A时，输出功率P=4W，此时输出功率最大，根据闭合电路欧姆定律可求出电动势和内阻，从而本题可解。
5．在已接电源的闭合电路里，关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是（ ）
A．如外电压增大，则内电压增大，电动势也随之增大
B．如外电压减小，内电阻不变，内电压就不变，电动势必然减小
C．如外电压不变，则内电压减小时，电动势也随内电压减小
D．如外电压增大，则内电压减小，电动势却保持恒定
【答案】D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】在闭合电路中，电源的电动势由电源自身决定的，一般认为是不变的，内、外电压和电动势的关系为： ，即内、外电压电压之和不变，所以D选项正确
故答案为：D
【分析】电动势是表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，由电源本身决定，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压电压之和。
6．硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点 如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象 电池内阻不是常数 ，围线b是某电阻R的 图象 在该光照强度下将它们组成闭合回路时，硅光电池的内阻为
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】由欧姆定律得 ，当 时， ，由a与纵轴的交点读出电源的电动势为： ．根据两图线交点处的状态可知，电阻的电压为 ，电流为 ，则硅光电池的内阻为： ，A符合题意；
故答案为：A
【分析】题中a是电源U-I图，图线与y轴交点表示电源电动势，b是电阻的U-I图，a、b的交点表示将该电阻接入电源两端时的实际电流与电压，由欧姆定律可求电源内阻。
7．一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池（ ）
A．一定有1.5J的化学能转变成电能
B．在工作状态下两极间的电压恒定为1.5V
C．比电动势为1.2V的电池存储的电能多
D．将1C电量由负极输送到正极过程中，非静电力做了1.5J的功
【答案】D
【知识点】电流的概念；电源电动势及内阻
【解析】解答：解：A、D、电源电动势的大小表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领大小，电动势在数值上等于将1C电量的正电荷从电源的负极移到正极过程中非静电力做的功，即一节干电池的电动势为1.5V，表示该电池能将1C电量的正电荷由负极移送到正极的过程中，非静电力做了1.5J的功，故D正确，A错误；
B、工作状态时两极间的电压为路端电压，小于电源的电动势；故B错误；
C、电动势大的说明电源把其它形式的能转化为电能的本领大，但电动势大的存储的电能不一定多，故C错误．
故选：D．
分析：电源是一种把其它形式的能转化为电能的装置，电动势E的大小等于非静电力做的功与电量的比值，即E= ，其大小表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小，而与转化能量多少无关．
8．关于电动势，下列说法正确的是
A．电源两极间的电压等于电源电动势
B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
C．电源电动势的数值等于内、外电压之和
D．电源电动势与外电路的组成无关
【答案】B,C,D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】AC. 电源没有接入电路时两极间的电压等于电源电动势，在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压，电源电动势的数值等于内、外电压之和，A不符合题意，C符合题意；
B. 电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，电动势越大，电源将其他形式的能转化为电能的本领越大。B符合题意；
D. 电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量，大小由电源本身决定，与外电路的组成无关，D符合题意；
故答案为：BCD。
【分析】电动势是表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，由电源本身决定，在闭合电路中，电源电动势等于内、外电压电压之和。
9．如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性曲线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是（ ）
A．电源1与电源2的内阻之比是
B．电源1与电源2的电动势之比是
C．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是
D．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是
【答案】A,B
【知识点】伏安特性曲线
【解析】【解答】根据电源U-I图线，r1= Ω，r2= Ω，则r1：r2=11：7，A符合题意；E1=E2=10V，B符合题意；灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与电源连接时的工作状态， 则U1=3V，I1=5A，P1=15W，R1=0.6Ω；U2=5V，I2=6A，P2=30W，R2= Ω；则P1：P2=1：2，R1：R2=18：25，C符合题意，D不符合题意；
故答案为：AB.
【分析】在电源U-I图象中，图线与纵轴交点表示电源电动势，斜率表示电源内阻，小灯泡的U-I图线与电源U-I图线的交点对应电流和电压为直接把小灯泡接到电源两端时的实际电流和电压，由此分析解答本题。
10．北半球海洋某处，地磁场水平分量 ，竖直分量 ，海水向北流动 海洋工作者测量海水的流速时，将两极板竖直插入此处海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距 ，如图所示 与两极板相连的电压表 可看作理想电压表 示数为 ，则
A．西侧极板电势高，东侧极板电势低
B．西侧极板电势低，东侧极板电势高
C．海水的流速大小为
D．海水的流速大小为
【答案】A,D
【知识点】电磁流量计
【解析】【解答】正负离子向北流动，受到洛伦兹力，正离子向西侧极板偏转，负离子向东侧极板偏转，两极板间形成电场，最终最终正负离子受电场力和洛伦兹力处于平衡，有 ，所以 ．西侧极板带正电，东侧极板带负电，所以西侧极板电势高，东侧极板电势低．AD符合题意，BC不符合题意．
故答案为：AD．
【分析】海水流过两极板间时，海水中的正负离子受地磁场的洛伦兹力作用发生偏转，根据左手定则可以判断离子受力方向，正电荷受力运动到的极板电势高；电荷聚集到两极板后，极板间形成电场，平衡后，电场力和洛伦兹力处于平衡，根据平衡条件可求海水的流速。
11．如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图象，下列说法中正确的是
A．电流都是 时，两电源的内电压相等
B．路端电压都为 时，它们的外电阻相等
C．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
D．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
【答案】B,D
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内=Ir，因为电源的U-I线的斜率表示内阻，可知甲的内阻较乙的内阻大，所以当电流都为I 0时，甲电源的内电压较大，AC不符合题意．根据欧姆定律可知外电阻R路端电压U与电流I的关系为R=U/I，在U-I图线中甲、乙两图线的交点坐标为（I0，U 0），说明两电源的外电阻相等，B符合题意．图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小，由图线可知，甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势，D符合题意．
故答案为：BD．
【分析】本题考查电源U-I图象的应用，在电源的U-I图象中，图象与纵轴的交点表示电源电动势，图线斜率表示电源内阻，图线上某点与坐标原点的连线的斜率表示外电阻。
12．现取两节干电池A、B，其中A为1号干电池，B为7号干电池 则下列说法正确的是
A．A的电动势一定大于B的电动势
B．A的容量一定比B的容量大
C．A的电阻一定比B的电阻大
D．若把A，B两节干电池分别接入电路，当流过A，B的电流相同时，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同
【答案】B,D
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【解答】1号干电池的电动势等于7号干电池的电动势，都是 A不符合题意；1号干电池的体积大，容量较大，即1号干电池的容量大于7号干电池的容量，B符合题意；1号干电池的内阻小于7号干电池的内阻，C不符合题意；把1号和7号干电池分别连入电路中，若电流I相同，电动势又相同，则功率 相同，说明它们做功的快慢相同，则相同时间内两干电池非静电力做的功相同，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】电源电动势表征电源把其他形式能转化为电能的本领大小的物理量，A、B两干电池的电动势相同，不同点是它们的体积，体积不同时它们的容量不同，体积大的容量大，但内阻小；若把两干电池分布接入电路时由可知相同时间内两干电池非静电力做的功。
二、解答题
13．李老师刚买了一个手机，该手机电池的额定容量为1200mAh，额定电压为 用了一段时间后，他发现手机的待机时间为10天，请你分析一下，该手机待机状态下的电流是多大？
【答案】解：该手机储存的电荷量为： ；
待机时间为： 天 ；
则待机电流为： ．
【知识点】电流的概念
【解析】【分析】手机电池的额定容量是电池容纳的总电荷量，根据可计算待机电流。
14．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？
【答案】解：根据W＝qE＝EIt 可解得：W＝15×4×10×3600J＝2.16×106J.
【知识点】电源电动势及内阻
【解析】【分析】铅蓄电池储存电能等于静电力做功，根据可计算。
15．如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离 。电源电动势 ，电阻 、 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度 竖直向上射入板间，小球恰能到达A板。小球带电荷量为 ，质量为 ，不考虑空气阻力。求
（1）电源内电阻r；
（2）此时电源的输出功率。
【答案】（1）解：小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零；
设两板间电压为 ，
由动能定理得 ；
R2两端电压 ；
设通过 的电流为I，由部分欧姆定律得 ，
由闭合电路欧姆定律得 ，
解得： ；
（2）解：电源的输出功率 ，解得：
【知识点】含容电路分析；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】本题综合考查了电路和带电粒子在电场中运动知识。根据带电粒子在平行板间运动，由动能定理可求两板间电压；平行板间电压也就是电阻R2两端电压，再根据闭合电路欧姆定律可求电源内阻，电源的输出功率等于电源总功率减电源内阻的热功率。
