【文档说明】(全国版)高考物理一轮复习课时练习选修3-1 第八章 第2讲 (含解析).doc,共(24)页,423.000 KB,由MTyang资料小铺上传
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第2讲闭合电路欧姆定律知识排查电源的电动势和内阻1.电源电源是把正电荷从负极搬到正极的一种装置;从能的转化角度看,电源是将其他形式的能转化为电能的装置。2.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。(2)表达式:E=Wq。(3)物理意义:反
映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量。3.内阻电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数。闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。3.路端电压与外电阻的关系一般情况U=IR=ER
+rR=E1+rR,当R增大时,U增大特殊情况当外电路断路时,I=0,U=E;当外电路短路时,I短=Er,U=04.路端电压U与电流I的关系(1)关系式:U=E-Ir。(2)U-I图象如图所示。①当电路断路时,即I=
0时,纵坐标的截距为电动势。②当外电路电压U=0时,横坐标的截距为短路电流。③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。小题速练1.(2018·青海城东区月考)下列关于电源电动势的说法中正确的是()A.在某电池的电路中每通过2C的电荷量,电池提供的电能是4J,那么这个电池的电动势
是0.5VB.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,其电源电动势一定不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多答案C2.[人教选修3-1·P63·T1]一个电源接8Ω电阻时,通过电源的电流为0.15A,接13Ω电阻时
,通过电源的电流为0.10A,则电源的电动势和内阻分别为()A.2V1.5ΩB.1.5V2ΩC.2V2ΩD.1.5V1.5Ω解析由闭合电路欧姆定律得E=I1(R1+r)E=I2(R2+r)代入数据联立得r=2Ω,E=1.5V。答案B3.(多选)如图1所示是某电源的
路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是()图1A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电源的短路电流为0.5AD.电流为0.3A时的外电阻是18Ω解析由于该电源的U-I图象的纵轴坐标不是从零开始的,纵轴上的截距仍为电源的电动势,即
E=6.0V,选项A正确;由于横轴上的截距0.5A并不是电源的短路电流,故内阻应按斜率的绝对值计算,即r=|ΔUΔI|=6.0-5.00.5-0Ω=2Ω,选项B、C错误;由闭合电路欧姆定律可得电流I=0.3A时,外电阻R=EI-r
=18Ω,故选项D正确。答案AD闭合电路欧姆定律及动态分析1.判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)。(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小
。图2(3)在如图2所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与用电器并联,另一段R串与并联部分串联。A、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致。2.电路动态分析的常用“两法”(1)程序判断法:遵循“局部→整体→部分”的思路,按以下步骤分析:(2)极限法:即
因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。【例1】(多选)在如图3所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,A、V分别为理想电流表和电压表。在滑动变阻器的滑片P自a端向b端滑
动的过程中,下列说法正确的是()图3A.电压表示数减小B.电流表示数增大C.电容器C所带电荷量增多D.a点的电势降低解析法一程序法滑片P由a端向b端滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,则电路总电阻减小,总电流增大,电阻R1两端电压增大,电压表V示数变大,A错误;电阻R2两端
的电压U2=E-I总(R1+r),I总增大,则U2减小,I2=U2R2,故I2减小,电流表A的示数IA=I总-I2增大,B正确;由于电容器两端的电压UC=U2减小,由Q=CUC知电容器所带电荷量Q减少,C错误;Uab=φa-φb=φa=
U2,故φa降低,D正确。法二极限法若将滑片P滑至b点,则R3=0,φa=φb=0,D正确;R2两端电压为零,则电容器C两端电压也为零,电容器所带电荷量Q=0,C错误;当R3=0时,电路总电阻最小,总电流最大,R1两端电压最大,故A错误;由于IA=I1-
I2,此时I1最大,I2=0最小,故IA最大,B正确。答案BD电路稳定时电容器的处理方法电路稳定后,与电容器串联的电路中没有电流,同支路的电阻相当于导线,即电阻不起降低电压的作用,电容器两端的电压与其并联电器两端电压相等。1.如图4所示电路中,L1、L2为两只完全相同、阻值恒
定的灯泡,R为光敏电阻(光照越强,阻值越小)。闭合电键S后,随着光照强度逐渐增强()图4A.L1逐渐变暗,L2逐渐变亮B.L1逐渐变亮,L2逐渐变暗C.电源内电路消耗的功率逐渐减小D.光敏电阻R和L1消耗的总功率逐渐增大解析当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得
,电路中总电流逐渐增大,则L2逐渐变亮,U内=Ir增大,由U=E-Ir可知,路端电压减小,L2两端的电压增大,则L1两端的电压逐渐减小,故L1逐渐变暗,故选项A正确,B错误;电路中总电流增大,由P=I2r知电源内电路消耗功率逐渐增大,故选项C错误;将L2看成
电源内电路的一部分,光敏电阻R和L1消耗的总功率是等效电源的输出功率,由于等效电源的内阻大于外电阻,所以当光敏电阻的阻值减小,即外电阻减小时,等效电源的内、外电阻相差更大,输出功率减小,则光敏电阻R和L1
消耗的总功率逐渐减小,故选项D错误。答案A2.如图5所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P从b滑向a的过程中,V1、V2两个电压表示数的变化量分别为ΔU1、ΔU2,则它们的大小相比较应是()图5A.|ΔU1|>|ΔU2|B.|Δ
U1|<|ΔU2|C.|ΔU1|=|ΔU2|D.无法判断解析滑动变阻器与电阻R1、R2串联,电压表V1测滑动变阻器与电阻R1串联部分的电压,V2测定值电阻R2两端的电压;当滑动变阻器的滑片从b向a移动时,滑动变阻器接入
电路的阻值减小,电路总电阻减小,总电流增大,则电源内阻上分得的电压变大,定值电阻R2两端电压增大,电压表V1的示数变小,变化量为ΔU1,由于电源电动势不变,故有|ΔU1|=|ΔU2|+|ΔUr|。即|ΔU1
|>|ΔU2|。故选项A正确。答案A闭合电路中的功率和效率问题1.电源的功率和效率电源总功率任意电路:P总=EI=P出+P内纯电阻电路:P总=I2(R+r)=E2R+r电源内部消耗的功率P内=I2r=P总-P出电源的输
出功率任意电路:P出=UI=P总-P内纯电阻电路:P出=I2R=E2R(R+r)2P出与外电阻R的关系电源的效率任意电路:η=P出P总×100%=UE×100%纯电阻电路:η=RR+r×100%2.电源的输出功率与外电阻的关系由P出与外电
阻R的关系图象可知:(1)当R=r时,电源的输出功率最大,最大值Pmax=E24r。(2)当R>r时,随着R的增大,输出功率P出越来越小。(3)当R<r时,随着R的增大,输出功率P出越来越大。(4)当P出<Pmax且不
为0时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。【例2】如图6所示,已知电源电动势为6V,内阻为1Ω,保护电阻R0=0.5Ω,则当保护电阻R0消耗的电功率最大时,这个电阻箱R的读数和电阻R0消耗的电功率的最大值为()图6A.
1Ω4WB.1Ω8WC.08WD.0.5Ω8W解析保护电阻消耗的功率为P0=E2R0(r+R+R0)2,因R0和r是常量,而R是变量,所以R最小时,P0最大,即R=0时,P0max=E2R0(r+R0)2
=62×0.51.52W=8W。故选项C正确。答案C【拓展1】在【例2】中的条件不变,则当电阻箱R的读数为多少时,电阻箱R消耗的功率PR最大且这个最大值为()A.1Ω6WB.0.5Ω8WC.1Ω1.5WD.1.5Ω6W解析这时要把保护电阻R
0与电源内阻r合在一起,等效为电源内阻(r+R0),根据以上结论,当R=r+R0=(1+0.5)Ω=1.5Ω时,PRmax=E24(r+R0)=624×1.5W=6W。故选项D正确。答案D【拓展2】在【例2】中,若电阻箱R的最大值为3Ω,R0=5Ω,则当电阻箱R读数为多少时,电
阻箱R的功率最大且这个最大值为()A.3Ω4WB.2Ω43WC.3Ω43WD.1Ω4W解析把R0=5Ω当作电源内阻的一部分,则等效电源内阻r等为6Ω,而电阻箱R的最大值为3Ω,小于6Ω,电阻箱R消耗的功率P=(ER+r等)2R=E2(R-r等)2R+4r等,则不能满足R=r等,当电阻箱R
的电阻取3Ω时,R消耗功率最大,最大值为P=(ER+r等)2R=43W。故选项C正确。答案C【拓展3】在【例2】中的条件不变,则电源的最大输出功率为()A.3WB.4WC.5WD.9W解析由电功率公式P出=(ER外+r)2R外=E2(R外-r)2R外+4r,当R外=r时,P出最大,即R=
r-R0=0.5Ω时,P出max=E24r=624×1W=9W。故选项D正确。答案D解决最大功率问题的两点注意(1)解决最大功率问题时,要弄清是定值电阻还是可变电阻的最大功率,定值电阻的最大功率用P=I2R=U2R分析,可变电阻的最大功率用等效电源法求解。(2)电源输出功率最大
时,效率并不是最大,只有50%。1.(多选)(2018·海南卷)如图7,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻r<R,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动。下列说法正确的是()图7A.R2消耗的功率变小B.R3消耗
的功率变大C.电源输出的功率变大D.电源内阻消耗的功率变大解析当滑动变阻器的滑片在中点c时,电路中并联部分阻值最大,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时,并联部分阻值减小,因R1>r,故外电阻越小,电源的
输出功率越大,选项C正确;电路中并联部分阻值减小,故电路总阻值减小,总电流增大,电源内阻消耗的功率变大,选项D正确;电路中并联部分阻值减小,根据串联分压规律,并联部分的电压减小,滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时,右侧并联部分电阻增大,
电流减小,R3消耗的功率变小,选项B错误;电路总电流增大,右侧部分电流减小,故左侧部分电流增大,R2消耗的功率变大,选项A错误。答案CD2.(多选)(2019·长沙长郡中学模拟)如图8为直流电动机提升重物的装置,重物的重量G=
500N,电源电动势E=90V,电源内阻r=2Ω,不计各处摩擦,当电动机以v=0.6m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流I=5A,下列判断正确的是()图8A.电动机消耗的总功率为400WB.电动机
线圈的电阻为0.4ΩC.电源的效率约为88.9%D.电动机的效率为75%解析重物被提升的功率P重=Fv=Gv=500×0.6W=300W,此时电路中的电流I=5A,则电源的总功率P总=EI=90×5W=450W,设电动机线圈的电阻为R,根据能量守恒定律得P总
=P重+I2r+I2R,则得R=P总-P重-I2rI2=450-300-52×252Ω=4Ω,电动机消耗的总功率P电=P重+I2R=400W,电源的效率η1=P总-I2rP总×100%=450-52×2450×100%≈88.9%,电动机的效率η2
=P重P重+I2R×100%=300300+52×4×100%=75%,故选项A、C、D正确,B错误。答案ACD对电源U-I图线的理解和应用1.对电源U-I图线的理解(1)截距如图所示,纵轴上的截距等于电源的电动势;横轴上
的截距等于外电路短路时的电流,即I短=Er。(2)斜率图线斜率的绝对值等于电源的内阻,即r=|ΔUΔI|=EI短,斜率的绝对值越大,表明电源的内阻越大。(3)图线上的点图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻,即R=UI。(4)面积面积UI为电源的输
出功率,而电源的总功率P总=EI,P总-P出=EI-UI为电源内部消耗的功率。2.三种图象的比较类别图象物理意义线性元件反映I和U的正比关系,R=UI=ΔUΔI非线性元件反映I和U的非正比关系,R=U1I1电源反映电源
的输出特性,即路端电压U与电流I之间的关系【例3】(多选)如图9所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法正确的是()图9A.电源的电动势为50VB.电源的内阻为
253ΩC.电流为2.5A时,外电路的电阻为15ΩD.输出功率为120W时,输出电压是30V解析电源的路端电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中
看出E=50V,r=50-206-0Ω=5Ω,A正确,B错误;当电流为I1=2.5A时,由回路中电流I1=Er+R外,解得外电路的电阻R外=15Ω,C正确;当输出功率为120W时,由题图中P-I关系图线看出对应干路电流为4A,再从U-I图线读取对应
的输出电压为30V,D正确。答案ACD1.(多选)如图10所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知()图10A.R的阻值为1.5ΩB.电源电动势为3V,
内阻为0.5ΩC.电源的输出功率为3.0WD.电源内部消耗功率为1.5W解析电阻R的U-I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值,R=1.5Ω,选项A正确;由电源的路端电压与电流的关系曲线Ⅰ知E=3.0V,图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻,r=1.5Ω,选项B错
误;电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U-I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率,P出=UI=1.5×1.0W=1.5W,选项C错误;由EI=P出+P内解得电源内部消耗的功率为P内=EI-
P出=3.0×1.0W-1.5W=1.5W,选项D正确。答案AD2.(多选)(2018·浙江宁波八校联考)在如图11甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,R为定值电阻,阻值为7.
5Ω。当开关S闭合后()图11A.L1的电阻为112ΩB.L1消耗的电功率为7.5WC.L2的电阻为7.5ΩD.L2消耗的电功率为0.3W解析S闭合后,L1两端的电压U1=3.0V,由题中乙图可知,I1=0.25A,故L1消耗的电功率
P1=U1I1=0.75W,R1=U1I1=12Ω,A、B错误;L2与R及电源串联,把R和电源等效成电动势为3V,内阻为7.5Ω的新电源,在题图乙中作出新电源的I-U图线,如图所示,两图线的交点表示此时L2两端的电压与通过的电流的大小,即L2两端电压U2=1.5V,通过的电流I2=0.2
A,所以R2=U2I2=1.50.2Ω=7.5Ω,L2消耗的电功率P2=U2I2=1.5×0.2W=0.3W,C、D正确。答案CD电路故障的分析方法1.故障特点(1)断路特点:断路部分电路中电流为零,而电压不为零。因此,若外电路中某两点间电压不为零,电流为零,则两点间有断点,而这两点与电源的两
极之间无断点。(2)短路特点:表现为有电流通过而某元件两端电压为零。2.多用电表对电路故障的检测(1)断路故障的检测方法①用直流电压挡a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏。b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联。若电压表示数等于电源
电动势,则说明该部分电路中有断点。②用直流电流挡。将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路。③用欧姆挡检测将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流
)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路。(2)短路故障的检测方法①将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路。②
用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路。【例4】二极管具有单向导电性,当正极接电源正极(正接)时二极管导通(电流可以通过二极管,且二极管的阻值很小,可忽略),当负极接电源正极(反接)时二极管截止(阻值很大,电流为零)。为了
验证二极管的这一特性,将其接入如图12所示电路cd之间的D处,闭合开关时灯不亮。经初步检查各接线均牢固正确,为了确定电路故障的位置,四位同学各自进行了以下操作图12操作步骤现象1S闭合,多用电表调至电压挡,红表笔接a,黑表笔分别接b、c、d、e示数分别为0、0、6V、6V2S闭合,
断开导线bc的c端,用c端分别接d、e、f灯泡均亮3S断开,多用电表调至欧姆挡,红表笔接c,黑表笔接d指针有大角度偏转4S断开,多用电表调至欧姆挡,红表笔接d,黑表笔接c指针有微小偏转由此可判断()A.同学1的
操作说明故障在a、b之间B.同学2的操作说明故障在b、c之间C.根据同学1、3的操作即可判断故障的原因是二极管正、负极接错D.根据同学2、4的操作即可判断故障的原因是二极管已损坏断开解析同学1的操作结果中,电压为零的点为b、c,黑表笔与电源是断开的,电压为6V的点d、e与电源是相通的
,说明故障只在c、d之间,选项A错误;同学2的操作结果与同学1相同,选项B错误;同学3的操作说明二极管的正极接在d点,被反接了,结合同学1的结果可以判断故障原因是二极管正、负极接错,选项C正确;由于二极管正、负极接错,同学4的操作测定的是二极管的反向电阻,
应该很大,并不能表明二极管已损坏断开,选项D错误。答案C1.(2018·四川乐山调研)如图13所示,移动滑动变阻器R的滑片,发现“电流表的示数为零,电压表的示数逐渐增大”,则电路的可能故障为()图13A.小灯泡短路B.小灯泡断路C.电流表断路D.滑动变阻器断路解析若小灯泡短路,电压表也被
短路,示数应为零,与题不符,故A错误;若小灯泡断路,电压表与电流表组成串联电路,由于电压表内阻很大,电流表示数很小几乎为零,电压表直接测量滑片与a端间的电压,在滑片从a向b端移动时,电压表的示数将增大,与题相符,故B正确;若电流表断路,电压表中无电流,将没有读数,与题不符,故C错误;若变阻器
的滑片右端断开,两个电表均无示数,若滑片左端断开,两个电表均有示数,不符合题意,故D错误。答案B2.(2018·湖南八校联考)在如图14所示的电路中,开关S闭合后,由于电阻元件发生短路或断路故障,某时刻电压表和电流表的读数都增大,则可能出现了下列哪种故障()图14A.R1短路B.R2短路C.R3短
路D.R1断路解析若电路正常,则电流表测量流过R1的支路电流,电压表测量R3两端的电压。若R1短路,则R2被短路,外电路只有电阻R3接在电源两端,电流表测量干路电流,电压表测量路端电压,两表示数均增大,A正确;若R2短路,则R1被短路,电流表示数为零,B错误;若R3短路,则电压表示数为
零,C错误,若R1断路,则电流表示数为零,D错误。答案A课时作业(时间:35分钟)基础巩固练1.如图1所示,电源的电动势为E、内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过
程中,下列说法正确的是()图1A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.滑动变阻器消耗的功率变小D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小解析等效电路图如图所示。滑片从a端滑向b端,其接入电路的阻值RPb减小,由“串反并同”结论有,电压表示数减小,
电流表示数增大,电阻R消耗的功率增大,选项A、B、D错误;把电阻R当作电源内电阻(等效电源),则R内=2r,RPb减小,且RPb<2r,等效电源的输出功率减小,即滑动变阻器的功率减小,选项C正确。答案C2.(2019·上海虹口区一模)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,
在有磁场时电阻很大,并且磁场越强阻值越大。为了探测有无磁场,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图2所示电路,电源电动势E和内阻r不变,在没有磁场时,调节滑动变阻器R使电灯发光,当探测装置从无磁场区进入强磁场区(设电灯L不会
烧坏),则()图2A.电灯L变亮B.电流表示数增大C.滑动变阻器R的功率增大D.磁敏电阻两端的电压减小解析当磁场增强时,磁敏电阻增大,总电阻增大,总电流减小,电流表示数减小,B错误;电源内电压减小,路端电压增大,电灯L变亮,A正确;总电流减小,通过电灯的电流增大,所以通过滑动变阻
器R的电流减小,变阻器R的功率减小,C错误;路端电压增大,R两端的电压减小,所以磁敏电阻两端的电压增大,D错误。答案A3.咸阳市区某学校创建绿色校园,如图3甲为新装的一批节能灯,该路灯通过光控开关实现自动
控制:电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图乙为其内部电路简化原理图,电源电动势为E,内阻为r,Rt为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。现增加光照强度,则下列判断正确的是()图3A.电源路端电压不变
B.R0两端电压变大C.B灯变暗,A灯变亮D.电源总功率不变解析由题意,增加光照强度,Rt减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得知,干路电流I增大,电源的内电压增大,路端电压U减小,则A灯变暗,通过R0
电流I0=I-IA,I增大,而IA减小,则I0增大,R0两端电压U0增大,则B灯两端的电压减小,B灯变暗;电源的总功率P=EI,I增大,则P增大,故B项正确,A、C、D项错误。答案B4.如图4所示的电路中,灯泡A、灯泡B原来都是正常发光的。现在突
然灯泡A比原来变暗了些,灯泡B比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是()图4A.R1短路B.R2断路C.R3断路D.R1、R2同时短路解析若R1短路,则两个灯泡都被短路,都不亮,故A错误;若R2断路,则两个灯泡都被断路,都不亮,故B错误
;若R3断路,外电阻增大,路端电压U增大,干路电流I减小,则通过R1电流I1增大,则通过A的电流IA=I-I1减小,A灯变暗,B灯电压UB=U-IA(RA+R2)增大,B灯变亮,符合题意,故C正确;R1、R2同时短路,A、B灯
都不亮,不符合题意,故D错误。答案C5.如图5所示,电源为“9V,1Ω”的电池组,要将“4V,4W”的灯泡接入虚线框中,在正常发光的条件下,最多能接灯泡的个数为()图5A.2个B.3个C.4个D.5个解析要使灯泡正常发光,灯泡两端电压为4V,每个灯泡的工作电流为1A。当滑动变阻器接入电路的
电阻为零时,所接灯泡最多,此时电源内电压为5V,电路中的总电流为5A,所以最多能接5个灯泡。答案D6.(多选)如图6所示,电源电动势E=12V、内阻r=3Ω,R0=1Ω,直流电动机内阻R0′=1Ω。先调节滑
动变阻器R1,使甲电路中电源输出功率最大,再调节R2,使乙电路中电源输出功率与甲电路中电源的最大输出功率相等,且此时电动机刚好正常工作(额定输出功率为P0=2W),甲电路中电流为I1,乙电路中电流为I2,则下列选项正确的是()图6A.R1=2Ω,R2=2ΩB.I1=2A,I2=2A
C.R1=2Ω,R2=1.5ΩD.I1=2A,I2=1A解析题图甲电路中,当电路的外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大,则R1=r-R0=3Ω-1Ω=2Ω,此时电流I1=E2r=2A,则题图甲电路的最大输出功率为P=I21(R0+R1)=12W;对于题图乙电路,输
出功率也为12W,电流I2=2A,由能量守恒定律得I22(R2+R0′)+2W=12W,解得R2=1.5Ω,故A、D错误,B、C正确。答案BC7.将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图7所示,由此可知()图7A.电
源最大输出功率可能大于45WB.电源内阻一定等于5ΩC.电源电动势为45VD.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50%解析由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电
阻箱所消耗功率P最大为45W,所以电源最大输出功率为45W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5Ω,选项B正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为45W可知,此时电阻箱读数为R=5Ω,电流I=PR=3A,电源电动
势E=I(R+r)=30V,选项C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50%,选项D错误。答案B8.(多选)有一种测量人体重的电子秤,其原理如图8中的虚线所示,它主要由三部分构成:踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显
示体重的仪表G(实质是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计,已知理想电流表的量程为3A,电源电动势为12V,内阻为2Ω,电阻R随压力变化的函数式为R=30-0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是()图8A.该秤能测量的最大体重是1400NB.该秤能测量
的最大体重是1300NC.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处解析电路中允许的最大电流为3A,因此根据闭合电路欧姆定律,压力传感器的最小电阻应满足R+2Ω=123Ω,R最小值为
2Ω,代入R=30-0.02F,求出F最大值Fm=1400N,A项正确,B项错误;当F=0时,R=30Ω,这时电路中的电流I=1230+2A=0.375A,C项正确,D项错误。答案AC综合提能练9.(多选)如图9所示,D是一只理想
二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态。下列措施下,关于P的运动情况说法正确的是()图9A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止B.保持S闭合,减小A、B板间距离,P向上运动C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动D.断开S后,减小A、B板间
距离,P仍静止解析保持S闭合,电源的路端电压不变,增大A、B板间距离,电容减小,由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,其电荷量不变,由推论E=4πkQεrS得到,板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故A正确;保持S闭合,电源的路端电压不变,电容器的电压不变,减小A、B板
间距离,由E=Ud可知,板间场强增大,电场力增大,微粒将向上运动,故B正确;断开S后,电容器的电量Q不变,由推论E=4πkQεrS得到,板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故C错误,D正确。答案ABD10
.如图10所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置。闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动。如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()图10A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值C.增大两板间的距离D.断开电键S解析在直流电
路中,R2与电容器串联的支路不通,因此电容器两端的电压等于R1两端的电压,增大R1的阻值,R1两端的电压增大,电容器两端的电压增大,由E=Ud可知,电容器两极板间的电场强度增大,因此板间带电油滴受到的电场力增大,会向
上运动,选项A错误;增大R2的阻值不改变电路中的总电阻,不改变R1两端的电压,因此电容器中的油滴仍保持静止,选项B正确;增大两板间的距离,而电容器的两板间的电压一定,由E=Ud可知,板间的场强减小,油滴受到的电场力减小,油滴会向下运动,选项C错误;断开电键S,电容器会通过
R1、R2放电,使板间场强减小,油滴会因受到的电场力减小而向下运动,选项D错误。答案B11.(2016·全国卷Ⅱ,17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图11所示电路。开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定
后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为()图11A.25B.12C.35D.23解析S断开时等效电路如图甲所示。甲乙电容器两端电压为U1=ER+23R×23R×12=15E;S闭合时等效电路如图乙所示。电容器两端电压为U2=ER+12R×12R=13
E,由Q=CU得Q1Q2=U1U2=35,故选项C正确。答案C12.(多选)(2018·陕西咸阳二模)如图12所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,C为电容器,L为小灯泡,R为定值电阻,闭合开关,小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向
左滑动一段距离,滑动前后理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则()图12A.电源的输出功率一定增大B.灯泡逐渐变暗C.ΔU1ΔI、ΔU2ΔI、ΔU3ΔI均保持不变D.当电路稳定后,断开开关,小灯泡立刻熄灭
解析将滑动变阻器的滑片向左滑动时,其接入电路的阻值变大,由于电源内阻和外电阻的大小关系不确定,因此电源输出功率的变化情况不确定,选项A错误;回路总电阻变大,回路总电流减小,灯泡逐渐变暗,选项B正确;R=Δ
U1ΔI,保持不变;根据U2=E-Ir,得r=ΔU2ΔI,保持不变;根据U3=E-I(R+r),得R+r=ΔU3ΔI,保持不变,选项C正确;当电路稳定后,断开开关,电容器放电,小灯泡亮度逐渐降低直至熄灭,选项D错误。答案BC13.如图13所
示电路中,电源电动势为E,电源内阻为r,串联的固定电阻为R2,滑动变阻器的总电阻为R1,电阻大小关系为R1=R2=r,则在滑动触头P从a端移动到b端的过程中,下列描述正确的是()图13A.电路中的总电流先增大后减小B.电路的路端电压先增大后减
小C.电源的输出功率先增大后减小D.滑动变阻器R1上消耗的功率先减小后增大解析由题图可知,滑动触头P两侧的电阻为并联关系,P滑到ab中点时并联电阻最大,所以滑动触头P滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻先增大后减小,故电路的总电阻先增大
后减小,电路中的总电流先减小后增大,选项A错误;由于外电路总电阻先增大后减小,故路端电压先增大后减小,选项B正确;当R外=r时,电源的输出功率最大,设R1两部分的并联总阻值为R1′,R1′+R2先增大后减小且一直大于r
,故电源的输出功率先减小后增大,选项C错误;把R2视为电源内阻,R1′先增大后减小且一直小于R2+r,故滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小,选项D错误。答案B