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专题九 恒定电流
『经典特训题组』
1. 一根长为L,横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积内自由电子数为n,电子的质量为m、电荷量为e,在棒两端加上恒定的电压U,金属棒内自由电子定向移动的平均速率为( )
A. C.neρL D. B.
答案 A
解析 根据电流的微观表达式可知I=nevS,由欧姆定律可得I=,故A正确。,联立可得v=,根据电阻定律可得R=ρ
2. (多选)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小,在一次实验中,将该热敏电阻与一小灯泡并联,通电后各自的电流I随所加的电压U变化的图线如图所示,M为两元件的伏安特性曲线的交点。则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中,正确的是( )
A.图中图线b是小灯泡的伏安特性曲线,图线a是热敏电阻的伏安特性曲线
B.图中图线a是小灯泡的伏安特性曲线,图线b是热敏电阻的伏安特性曲线
C.图线中的M点,表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值
D.图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等
答案 AD
解析 热敏电阻电阻值随温度升高而减小,电压增大,电流增大,电流热效应增强,温度升高,所以图线上电压越大的点对应电阻越小,与原点连线应越远离U轴,故图线a表示热敏电阻伏安曲线,小灯泡电阻为金属热电阻,其大小随温度升高而增大,电压越大的点与原点连线应越靠近U轴,所以图线b表示小灯泡的伏安特性曲线,A正确,B错误;M点处,小灯泡和热敏电阻的I、U都相同,根据R=可得,此时它们的电阻相等,根据P=UI可得,此时它们的功率相等,故C错误,D正确。
3.用电压表检查如图电路中的故障,测得Uad=5.0 V,Ucd=0 V,Ubc=0 V,Uab=5.0 V,则此故障可能是( )
A.L断路
B.R断路
C.R′断路
D.S断路
答案 B
解析 由Ucd=0 V,Ubc=0 V可知电路为断路故障(电路中无电流),由测得Uad=5.0 V和Uab=5.0 V可知,b、d两点等电势,电键S、灯泡L、电阻R′均为通路,所以故障可能是R断路,正确选项为B。
4.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb,由图可知ηa、ηb的值分别为( )
A.、 B.、
C.、 D.、
答案 D
解析 根据效率的定义可得电源效率η=,D正确。、,所以ηa、ηb的值分别为,Ub=,E为电源的电动势,根据图象可知Ua==
5. 某电池对纯电阻供电的输出功率P随电流I变化的图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该电源的电动势E=2 V
B.该电源的内阻r=1 Ω
C.若I=2 A时,则外电阻R=1 Ω
D.同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2,即对应两个不同的外电阻R1、R2,且r=R1·R2
答案 A
解析 对于电源,输出功率P=EI-I2r=-r2R2,计算得出r2=R1·R2,故D错误。2R1=,计算得出R=0.5 Ω,故C错误;结合图象,同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2,即对应两个不同的外电阻R1、R2,有=2,联立计算得出E=2 V,r=0.5 Ω,所以A正确,B错误;若I=2 A,根据闭合电路欧姆定律,有I==2,,结合图象,有时,输出功率最大,为P=,当I=2+
6.在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时,合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( )
A.I1增大,I2不变,U增大
B.I1减小,I2增大,U减小
C.I1增大,I2减小,U增大
D.I1减小,I2不变,U减小
答案 B
解析 R2的滑动触点向b端移动时,R2的阻值减小,外电路的总电阻减小,电路中总电流I增大,路端电压U(U=E-Ir)减小,由R3两端电压(IR3)增大可知R1两端电压减小(U1=U-IR3),I1减小,I2增大(I2=I-I1),所以三个电表示数的变化情况是I1减小,I2增大,U减小,正确选项是B。
7. (多选)如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在开关S处于闭合状态下,若将开关S1由位置1切换到位置2,则( )
A.电压表的示数变大
B.电池内部消耗的功率变大
C.电阻R2两端的电压变大
D.电池的效率变大
答案 BC
解析 若将开关S1由位置1切换到位置2,外电路电阻减小,电源输出电流I增大,路端电压U减小,电压表的示数变小,A错误;电池内部消耗的功率P内=I2r变大,B正确