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让教与学更高效
专题05电能
电能及其转北
电能
闭合电路欧心姆定绅
经典基础题
目目
考点01
电场中的能量转化
1.(24-25高二上·陕西榆林第十中学期中)如图是一参展玩具起重机的电路示意图,电源电动势为6V,
内阻为0.52,电阻R=2.52,闭合开关S后,当电动机以1ms的速度匀速向上提升一质量为0.16kg的
物体时(不计一切摩擦阻力,重力加速度g取10m/s2),标有3V0.6W的灯泡恰好正常发光。求:
@电动机
⑧人
(1)通过电阻R的电流;
(2)电动机的内阻。
2.(24-25高二上·陕西西安陕西师范大学附属中学期中)如图甲所示为一款儿童电动汽车,该款电动汽车的
部分参数如图乙所示,则下列说法正确的是(
)
适用年龄6个月3岁
核定载重
25 kg
电源规格
12V
45A.h
充电器
12V
1.000mA
电
机
RS390-12V2A
甲
乙
A.电机的输入功率等于54W
B.电源规格中的45Ah,Ah是电功的单位
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C.电机在正常工作时突然被卡住不转动,此时通过电机的电流会超过2A
D.电机线圈的电阻为62
3.(23-24高二上陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻=22,
电阻R=102,,已知总电压U=160V,理想电压表的读数为110V,求:
(1)R的电压是多少?
(2)回路中的电流是多少?
(3)电动机的电功率是多少?
(4)在电动机中发热的功率是多少?
(5)电动机输出的机械功率是多少?
●
4.(23-24高二上陕西西安长安区第一中学期中)如图是某款扫地机器人的照片,下表是它的一些重要参数。
下列说法正确的是(
额定电压
220V
额定功率
40W
电池输入电压
20V
电池容量
3000mAh
充电时间
3h
工作时间
120min
A.扫地机器人正常工作时的电阻R=12102
B.电池充电时的充电电流为2A
C.电池充满电时储存的能量为2.16×10J
D.在工作时间内,机器人的电流一直为2A
5.(23-24高二上陕西宝鸡金台区·期中)当电阻R两端加上某一稳定电压时,某段时间内通过该电阻的电荷
量为0.2C,消耗的电能为0.8J。为在相同时间内使通过该电阻的电荷量为0.8C,则在其两端需加的电压
为()
A.4V
B.8V
C.12V
D.16V
6.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)小明同学要研究小灯泡的电阻随电压变化的规律,通过实验作出了
小灯泡的1-U图像如图所示。己知待测小灯泡的额定电压为2.5V,下列说法正确的是()
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MI/A
0.61
0.4
0.2
0
出UV
1.02.03.0
A.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
B.当电压为2.0V时,小灯泡的电阻为0.22
C.当电压为2.0V时,小灯泡的电功率为0.8W
D.当电压为1.0V时,小灯泡的电流为0.24A
7.(23-24高二上·陕西西安莲湖区·期中)近年来,机器人逐渐走入我们的生活。已知一款机器人内部的直流
电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为”。当电动机正常工作时,下列说法正确的是()
A.电动机的输出功率为I
B.电动机的热功率为r
C.电源的效率为
D。电动机消耗的电功率为
8.(23-24高二上·陕西韩城期中)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行
吸尘清扫。如图为某款扫地机器人,已知其电池容量2200mAh,额定工作电压15V,额定功率33W,
则下列说法正确的是()
A.题中“mAh”是能量的单位
B.扫地机器人的电阻是202
C.扫地机器人正常工作时的电流是2.2AD.扫地机器人充满电后一次工作时间约为2h
9.(23-24高二上·陕西西安西安工业大学附属中学·期中)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的
金属导体α、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比S。:S=2:1。已知5s内有5×108个自由
电子通过导体a的横截面,电子的电荷量e=-1.6×1019c。下列说法正确的是()
A.流经导体a、b的电流均为0.32A
B.a、b的电阻之比R。:R。=2:1
C.自由电子在导体4、b中的定向移动速率之比v。:v。=2:1
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D.10s内导体a、b产生的热量之比2.:Q。=1:2
10.(24-25高二上山西长治长治学院附属太行中学校·期中)小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当
汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路
如图所示,已知汽车电源电动势为12.6V,内阻为0.052。车灯接通电动机未启动时,电流表示数为
12A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到52A。电表为理想电表,车灯电阻恒定,下列说法正确的
是()
M
5S
A
E
A.电动机未启动时,车灯的功率为120W
B.电动机启动时,车灯的功率为120W
C.电动机启动时,电动机的输入功率为420W
D.电动机启动时,电动机的热功率可能为450W
11.(23-24高二上山西吕梁期中)如图所示,电路A、B两端电压U=10V,R=22,R2=42,R=62,两电
流表为理想电表,以下说法正确的是()
B
U=10V
A.AB间电阻为122
B.电流农A示数为学A
C.电流表A2示数为7.5A
D.AB间电功率为25W
3
12.(24-25高二上·宁夏银川第二中学期中)如图所示,一直流电动机与阻值R=9Q的电阻串联在电源上,
电源的电动势E=30V,内阻r=12,闭合开关,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,己知电
动机线圈的电阻R=12,则下列说法正确的是()
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A.通过电动机的电流为10A
B.电动机的输入功率为100W
C.电源的输出功率为4W
D.电动机的输出功率为16W
13.(24-25高二上·宁夏银川一中期中)某品牌的一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。请根
据表中的相关数据计算:
规格
后轮驱动直流电机
车型
26英寸
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
50V
最大载量
120kg
额定电流
4A
(1)此车电机的内阻;
(2)此车电机正常工作时的效率:
(3)在额定电压下,若电机突然卡死时,电机的总功率为多少。
14.(24-25高二上·宁夏银川第六中学.期中)如图所示的电路中,电源电电动势为30V,内阻r=12,电阻
R=32,电动机的内阻R,=12,电压表的示数为10V,电动机正常工作,求电动机的输出功率。
R
1=E-U-30-10A=5A电动机的总功率为
R+r3+1
P装=I2R。=25W电动机的输出功率
15.(23-24高二上宁夏银川宁夏大学附属中学期中)如图甲所示的电路,三个小灯泡并联后与电阻箱串联,
如图乙所示的电路,三个小灯泡与电阻箱串联,两个电路中的小灯泡均完全相同。现将两个电路接在
相同的电压两端,调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光。电路甲消耗的电功率为P,电路乙消耗
的电功率为P2。则下列关系式正确的是()
U
U
图甲
图乙
4名
B.g=3
c3
D.发1
16.(23-24高二上宁夏石嘴山第三中学期中)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是()
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A.在非纯电阻电路中,UI>2R
B.P=Ur适用于任何电路,而W=PR=:只适用于纯电阻电路
R
C.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
D.焦耳定律Q=IRt适用于任何电路
目目
考点02
闭合电路欧姆定律
17.(2425高二上陕西咸阳武功县普集高级中学期中)如图所示,电源的电动势E=5V,内阻r=22
,保护电阻R。=32,ab是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为R=202,长度为l=1m,
横截面积为S=0.2cm2。
Ro
h
(1)求电阻丝的电阻率;
(②)当电阻丝接入电路的阻值多大时,电阻丝的功率最大?
(3)求电源输出效率的最小值。
18.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学期中)某型号酒精测试仪的简化电路如图所示,传感器的
电阻R随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为E,内阻为”,R为定值电阻,电路中的电表
均为理想电表。当一位涉嫌酒驾者对着测试仪吹气时,下列说法正确的是()
E r
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B,酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D.电压表示数增量的绝对值与电流表示数增量的绝对值之比不变
19.(24-25高二上陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)颈椎按摩仪能对人体颈部进行自动按摩,内部有电
机带动按摩装置。如图所示是某颈椎按摩仪及其铭牌信息。若使用前电池容量为零,且该按摩仪工作
时一直以额定功率运行,下列说法正确的是()
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品牌
茗振
产品名称颈椎按摩仪
产品型号
YMZ-015
额定电压
5V
电博波形
方波
额定功率
4W
充电时间2~3小时
使用时长
1~2小时
产品功能电博按摩,振动按摩,温热辅助
充电器
100~240VAC,频率50/60Hz0.2转换为DC5V1A
A.按摩仪的电池容量至少为1.08x10C
B.按摩仪的内部电阻约为6.252
C.按摩仪充满电所储存的最大能量约为4.32×103J
D.按摩仪正常工作时电流大小为O8A
20.(24-25高二上·陕西西安第八十五中学期中)如图所示,电源电动势为E,内电阻恒为r,R是定值电阻,
己知R>r,热敏电阻R,的阻值随温度降低而增大。在温度降低的过程中,分别用△、△U△U,和
△U,表示电流表、电压表V、电压表V和电压表V示数变化量的绝对值,关于该电路工作状态的变
化,下列说法正确的是()
A.电压表V的示数U2减小
B.电源的输出功率减小
c999都不变
D.AU1>△U,
21.(24-25高二上陕西渭南大荔县城郊中学·期中)如图所示,电源电动势E=6V,内阻=0.52,标有“5V,
5W字样的灯泡L恰好能正常发光,电动机M的线圈电阻R。=12。求:
M
(1)通过灯泡的电流z
(2)电源内阻消耗的电功率;
(3)电动机的输入功率和输出功率。
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22.(24-25高二上·陕西渭南三贤中学·期中)全球能源危机加剧,电动汽车逐渐成为家庭购车的首选,电动
汽车比传统汽车更环保、更节能。小任同学和爸爸晚上开车回家,小任同学坐在汽车的副驾驶位上看
到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机
连接的简化电路如图所示,己知汽车电源电动势为10.5V,内阻为0.052,电动机线圈电阻为0.012。
车灯接通,电动机未起动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到50A,电流表
为理想电表,车灯的电阻认为不变。求:
M
S
A
(1)车灯电阻R;
(2)电动机启动后,车灯的功率减少了多少;
(3)电动机启动后,电动机的输出功率。
23.(24-25高二上陕西部分高中期中如图所示的电路中,电源电动势恒定,R为定值电阻,电流表A、
电压表V和电压表V均为理想电表。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从α端向b端滑动的过程中,
下列说法正确的是()
a R.b
A.电流表A示数增大
B.电压表V示数减小
C.电压表V示数减小
D.电压表V示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值减小
24.(24-25高二上·陕西部分高中.期中)将一电动势和内阻恒定的电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电
阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示,则()
P/W
求12
A.电源的内阻为12
B.电源电动势为12V
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C.电阻箱阻值分别为12和42时,电阻箱消耗的功率相等
D.电源的最大功率为54W
25.(24-25高二上·陕西榆林榆林联考·期中)在如图所示的电路中,电源电动势E=9V,内阻r=22,定值
电阻R=12,R2=22,R4=32。滑动变阻器R的阻值范围为0、42,电容器电容C=1.3×103F。
开关K闭合后,在滑动变阻器R的滑片由b端向α端缓慢滑动的过程中,下列说法正确的是()
R
A.电流表A的示数减小,电压表V的示数增大
B.电容器C所带电荷量最大值为3.6×103C
C.电阻R消耗的最大功率为4.5W
D.当滑动变阻器R的滑片位于中点时,电源的输出功率最大,最大值为10.125W
26.(24-25高二上·陕西榆林榆林联考期中)如图所示,电路中R、R、R均为定值电阻,电源的内阻不能
忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关S,带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现闭
合开关S2,下列说法错误的是()
E.7
●
A.带电油滴带负电
B.电压表示数减小
C.电流表示数增大
D.带电油滴将向下运动
27.(23-24高二上陕西成阳期末)某学校创建绿色校园,新装了一批节能灯,如图甲所示,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”,,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),两灯电阻为
定值。现增加光照强度,则下列判断正确的是()
/
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R.B
☒
E .r
R
甲
乙
A.R两端电压增大
B.A灯变暗,B灯变亮
C.电源的总功率减小
D.电源效率减小
28.(23-24高二上陕西宝鸡金台区·期中如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为,C为电容器,L为
小灯泡,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△U,、△U2、4U,,理想电流表A示数变
化量的绝对值为△1,则()
5
A.电源的输出功率一定减小
B.灯泡的功率逐渐变大
C.△4、△0、4均保持不变
△1、△1
△1
D.电容器C的电容增大
29.(24-25高二上山西名校·期中)在如图所示的电路中,电源电动势E=12V,电源内阻r=1.02,电路中的
电阻R为1.52,小型直流电动机M的内阻。=0.52,电流表内阻不计。闭合开关S后,电动机转动,
电流表的示数=2.0A,则以下判断正确的是()
电动机
Ro
A.电动机两端的电压为6.0V
B.电动机的输出功率为14W
C.电动机的热功率为3.0W
D.电源输出的电功率为20W
专题05 电能
1.(24-25高二上·陕西榆林第十中学·期中)如图是一参展玩具起重机的电路示意图,电源电动势为6V,内阻为0.5Ω,电阻R=2.5Ω,闭合开关S后,当电动机以1m/s的速度匀速向上提升一质量为0.16kg的物体时(不计一切摩擦阻力,重力加速度g取10m/s2),标有“3V 0.6W”的灯泡恰好正常发光。求:地 城
考点01
电场中的能量转化
(1)通过电阻R的电流;
(2)电动机的内阻。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由图可知,灯泡与电动机并联,灯泡正常发光,电压
因此电动机两端的电压
根据闭合电路欧姆定律
可得通过电阻R的总电流
(2)通过灯泡的电流
通过电动机的电流
由题意可得,电动机的输出功率
解得
2.(24-25高二上·陕西西安陕西师范大学附属中学·期中)如图甲所示为一款儿童电动汽车,该款电动汽车的部分参数如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.电机的输入功率等于54W
B.电源规格中的45,是电功的单位
C.电机在正常工作时突然被卡住不转动,此时通过电机的电流会超过2A
D.电机线圈的电阻为6Ω
【答案】C
【详解】A.由参数可知电动机正常工作时的电流为2A,额定电压为12V,所以电动机的输入功率为
故A错误;
B.根据可知,是电荷量的单位,故B错误;
D.由题给条件不能计算出电机线圈的电阻,因为电动机是非纯电阻,不能用欧姆定律计算阻值,故D错误;
C.电机在正常工作时,通过电机的电流为2A,电能转化为机械能和焦耳热,电机突然被卡住不转动,电能将全部转化为焦耳热,根据可知,电机在正常工作时突然被卡住不转动,此时通过电机的电流会超过2A,故C正确。
故选C。
3.(23-24高二上·陕西渭南蒲城县蒲城中学·期中)如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻r=2Ω,电阻R=10Ω,,已知总电压U=160V,理想电压表的读数为110V,求:
(1)R的电压是多少?
(2)回路中的电流是多少?
(3)电动机的电功率是多少?
(4)在电动机中发热的功率是多少?
(5)电动机输出的机械功率是多少?
【答案】(1)50V;(2)5A;(3)550W;(4)50W;(5)500W
【详解】(1)电阻R两端电压为
(2)电动机和电阻串联,电流相等,回路中电流为
(3)电动机的电功率
(4)电动机的热功率
(5)电动机的输出的功率为
4.(23-24高二上·陕西西安长安区第一中学·期中)如图是某款扫地机器人的照片,下表是它的一些重要参数。下列说法正确的是( )
额定电压
220V
额定功率
40W
电池输入电压
20V
电池容量
3000mAh
充电时间
3h
工作时间
120min
A.扫地机器人正常工作时的电阻
B.电池充电时的充电电流为2A
C.电池充满电时储存的能量为
D.在工作时间内,机器人的电流一直为2A
【答案】C
【详解】A.考虑到扫地机器人的一部分电功率转化为机械功率,即其不是纯电阻电路,故电阻无法计算,故A错误;
B.根据表格信息可知电池充电时有
故B错误;
C.电池充满电具有的能量为
故C正确;
D.扫地机器人正常工作时电流为
若在工作时间内,扫地机器人不正常工作,则其电流不是2A,故D错误。
故选C。
5.(23-24高二上·陕西宝鸡金台区·期中)当电阻R两端加上某一稳定电压时,某段时间内通过该电阻的电荷量为0.2C,消耗的电能为0.8J。为在相同时间内使通过该电阻的电荷量为0.8C,则在其两端需加的电压为( )
A.4V B.8V C.12V D.16V
【答案】D
【详解】开始电阻两端电压为U,则有
根据
可知,在相同时间内使通过该电阻的电荷量为0.8C,增大为原来4倍,则电流增大了4倍,根据欧姆定律可得
相同电阻,其电压与电流成正比,则电压增大了4倍为16V。
故选D。
6.(23-24高二上·陕西渭南大荔县·期中)小明同学要研究小灯泡的电阻随电压变化的规律,通过实验作出了小灯泡的图像如图所示。已知待测小灯泡的额定电压为,下列说法正确的是( )
A.小灯泡的电阻随着电压的增大而减小
B.当电压为2.0V时,小灯泡的电阻为0.2Ω
C.当电压为2.0V时,小灯泡的电功率为0.8W
D.当电压为1.0V时,小灯泡的电流为0.24A
【答案】C
【详解】A.可知I-U图像的斜率为
随着电压的增大,斜率变小,则小灯泡的电阻变大,故A错误;
BC.当电压为2.0V时,根据图像可知,此时小灯泡的电流为0.4A,则此时小灯泡的电阻为
小灯泡的电功率为
故B错误,C正确;
D.当电压为1.0V时,根据图像可知,此时小灯泡的电流为0.28A,故D错误;
故选C。
7.(23-24高二上·陕西西安莲湖区·期中)近年来,机器人逐渐走入我们的生活。已知一款机器人内部的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为r。当电动机正常工作时,下列说法正确的是( )
A.电动机的输出功率为UI B.电动机的热功率为
C.电源的效率为 D.电动机消耗的电功率为
【答案】B
【详解】ABD.电动机消耗的总功率是
电动机消耗的热功率是
电动机的输出功率为
故B正确,AD错误;
C.电动机的效率为
故C错误。
故选B。
8.(23-24高二上·陕西韩城·期中)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。如图为某款扫地机器人,已知其电池容量,额定工作电压,额定功率,则下列说法正确的是( )
A.题中“”是能量的单位 B.扫地机器人的电阻是
C.扫地机器人正常工作时的电流是 D.扫地机器人充满电后一次工作时间约为
【答案】C
【详解】A.根据
可知题中“”是电荷量的单位,故A错误;
BC.额定工作电压,额定功率,则扫地机器人正常工作时的电流为
由于扫地机器人的一部分电能转化为机械能,所以有
可得
故B错误,C正确;
D.扫地机器人充满电后一次工作时间为
故D错误。
故选C。
9.(23-24高二上·陕西西安西安工业大学附属中学·期中)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比。已知5s内有个自由电子通过导体a的横截面,电子的电荷量。下列说法正确的是( )
A.流经导体a、b的电流均为
B.a、b的电阻之比
C.自由电子在导体a、b中的定向移动速率之比
D.10s内导体a、b产生的热量之比
【答案】D
【详解】A.导体a、b串联,则电流相等,根据电流定义式可得,流经导体a、b的电流均为
故A错误;
B.根据电阻定律可知,a、b的电阻之比为
故B错误;
C.根据电流的微观表达式
可知,自由电子在导体a、b中的定向移动速率之比为
故C错误;
D.根据焦耳定律可知,10s内导体a、b产生的热量之比为
故D正确。
故选D。
10.(24-25高二上·山西长治长治学院附属太行中学校·期中)小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.6V,内阻为。车灯接通电动机未启动时,电流表示数为12A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到52A。电表为理想电表,车灯电阻恒定,下列说法正确的是( )
A.电动机未启动时,车灯的功率为120W
B.电动机启动时,车灯的功率为120W
C.电动机启动时,电动机的输入功率为420W
D.电动机启动时,电动机的热功率可能为450W
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,电动机未启动时,车灯、电流表和电源串联,根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压为
则车灯的功率为
W=144W
故A错误;
B.根据欧姆定律可知,车灯的电阻
电动机启动瞬间,车灯两端电压
车灯的功率
W
故B错误;
CD.此时电动机的输入功率
W
热功率一定小于420W,故C正确,D错误。
故选C。
11.(23-24高二上·山西吕梁·期中)如图所示,电路A、B两端电压U=10V,R1=2Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,两电流表为理想电表,以下说法正确的是( )
A.AB间电阻为12Ω B.电流表A1示数为
C.电流表A2示数为7.5A D.AB间电功率为
【答案】C
【详解】A.画简化电路如图所示
AB间总电阻
故A错误;
B.电流表示数
故B错误;
C.电流表示数
故C正确;
D.AB间电功率
故D错误。
故选C。
12.(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期中)如图所示,一直流电动机与阻值的电阻串联在电源上,电源的电动势,内阻,闭合开关,用理想电压表测出电动机两端电压,已知电动机线圈的电阻,则下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为10A B.电动机的输入功率为100W
C.电源的输出功率为4W D.电动机的输出功率为16W
【答案】D
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律
解得
故A错误;
B.电动机输入功率
P=UI=20W
故B错误;
C.电源的输出功率为
故C错误;
D.电动机的输出功率
故D正确。
故选D。
13.(24-25高二上·宁夏银川一中·期中)某品牌的一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表。请根据表中的相关数据计算:
规格
后轮驱动直流电机
车型
26英寸
额定输出功率
120W
整车质量
30kg
额定电压
50V
最大载量
120kg
额定电流
4A
(1)此车电机的内阻;
(2)此车电机正常工作时的效率;
(3)在额定电压下,若电机突然卡死时,电机的总功率为多少。
【答案】(1)
(2)60%
(3)
【详解】(1)由表格读出电机的额定电压U=50V,额定电流I=4A,额定输出功率P出=120W。电机输入的是电功率,总功率等于电功率,则有
P总=U I=200W
根据能量守恒得,内部发热功率
又
则有
(2)电机正常工作时的效率
100%=60%
(3)在额定电压下,电机突然卡死时,电机电路是纯电阻电路,欧姆定律成立,则有
14.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)如图所示的电路中,电源电电动势为30V,内阻Ω,电阻Ω,电动机的内阻Ω,电压表的示数为10V,电动机正常工作,求电动机的输出功率。
【答案】25W
【详解】电动机正常工作时,总电流为
电动机的总功率为
电动机发热功率
电动机的输出功率
15.(23-24高二上·宁夏银川宁夏大学附属中学·期中)如图甲所示的电路,三个小灯泡并联后与电阻箱串联,如图乙所示的电路,三个小灯泡与电阻箱串联,两个电路中的小灯泡均完全相同。现将两个电路接在相同的电压两端,调节电阻箱的旋钮使所有的灯泡正常发光。电路甲消耗的电功率为P1,电路乙消耗的电功率为 则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为,图甲中灯泡正常发光时,电路的总电流
电路甲消耗的电功率为
图乙中灯泡正常发光时,电路的总电流
电路乙消耗的电功率为
所以
故选B。
16.(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期中)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )
A.在非纯电阻电路中,
B.适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路
C.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多
D.焦耳定律适用于任何电路
【答案】ABD
【详解】A.在非纯电阻电路中,因为电流做功产生其它能量如机械能、化学能等,所以电功大于电热,则电功率大于热功率,有
故A正确;
B.公式
是计算电路的总功的大小,适用于任何的电路;对于纯电阻,欧姆定律适用
代入可得
只适用于纯电阻电路,故B正确;
C.电功率越大,表示电流做功越快,但焦耳热
焦耳热还与时间有关,所以电功率越大电路中产生的焦耳热不一定越多,故C错误;
D.焦耳热为
适用于任何电路中的焦耳热量的计算,故D正确。
故选ABD。
17.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)如图所示,电源的电动势,内阻,保护电阻,是一段粗细均匀且电阻率较大的电阻丝,总阻值为,长度为,横截面积为。地 城
考点02
闭合电路欧姆定律
(1)求电阻丝的电阻率;
(2)当电阻丝接入电路的阻值多大时,电阻丝的功率最大?
(3)求电源输出效率的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据电阻定律
代入数据可得电阻丝的电阻率为
(2)当外电阻与电源内阻相等时,电路的输出功率最大。将保护电阻看作电源内阻的一部分,即电阻丝接入电路的阻值为
此时电阻丝的功率最大
(3)根据
可知外电阻越小,电源效率越小;当电阻丝接入电路的阻值为0时,电源效率最小,则有
18.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)某型号酒精测试仪的简化电路如图所示,传感器的电阻随酒精气体浓度的增大而减小,电源的电动势为,内阻为,为定值电阻,电路中的电表均为理想电表。当一位涉嫌酒驾者对着测试仪吹气时,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.酒精气体浓度越大,电源的效率越低
C.酒精气体浓度越大,电源的输出功率越小
D.电压表示数增量的绝对值与电流表示数增量的绝对值之比不变
【答案】BD
【详解】A.当对着测试仪吹气时,酒精气体浓度增大,传感器的电阻减小,根据
可知,电流表示数增大,根据
可知,电压表示数减小,故A错误;
B.电源的效率
当酒精气体浓度增大时,传感器的电阻减小,电源的效率降低,故B正确;
C.电源的输出功率
作出该函数的图像如图所示
根据图像可知,由于与电源内阻之间的关系未知,因此当酒精气体浓度增大,传感器的电阻减小,减小,电源的输出功率有可能减小,有可能增大,也有可能先增大后减小,故C错误;
D.根据
可知
即电压表示数增量的绝对值与电流表示数增量的绝对值之比不变,故D正确。
故选BD。
19.(24-25高二上·陕西咸阳武功县普集高级中学·期中)颈椎按摩仪能对人体颈部进行自动按摩,内部有电机带动按摩装置。如图所示是某颈椎按摩仪及其铭牌信息。若使用前电池容量为零,且该按摩仪工作时一直以额定功率运行,下列说法正确的是( )
A.按摩仪的电池容量至少为
B.按摩仪的内部电阻约为
C.按摩仪充满电所储存的最大能量约为
D.按摩仪正常工作时电流大小为
【答案】D
【详解】AD.正常工作时电流为
按使用1小时计算,按摩仪的电池容量至少为
故A错误,D正确;
B.按摩仪内部有电机工作,非纯电阻电路,不能直接用欧姆定律计算内阻,故B错误;
C.按使用2小时计算,能储存的最大电能为
故C错误。
故选D。
20.(24-25高二上·陕西西安第八十五中学·期中)如图所示,电源电动势为E,内电阻恒为r,是定值电阻,已知,热敏电阻的阻值随温度降低而增大。在温度降低的过程中,分别用和表示电流表、电压表、电压表和电压表示数变化量的绝对值,关于该电路工作状态的变化,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数减小
B.电源的输出功率减小
C.都不变
D.
【答案】B
【详解】A.当温度降低时,增大,由闭合电路欧姆定律有
因此I减小,又因为
因此增大,故A错误;
B.电源的输出功率
增大,根据数学知识可得输出功率减小,故B正确;
C.电压表测路端电压,电压表测热敏电阻两端电压,电压表测定值电阻R两端电压,因此增大,增大,不变,故C错误;
D.由于
因此
即,故D错误。
故选B。
21.(24-25高二上·陕西渭南大荔县城郊中学·期中)如图所示,电源电动势E=6V,内阻r=0.5Ω,标有“5V,5W”字样的灯泡L恰好能正常发光,电动机M的线圈电阻。求:
(1)通过灯泡的电流IL
(2)电源内阻消耗的电功率;
(3)电动机的输入功率和输出功率。
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)由可得通过灯泡的电流为
(2)由闭合回路欧姆定律可得
可得电路总电流为
则电源内阻消耗的电功率为
(3)流过电动机的电流为
电动机的输入功率为
电动机的热功率为
则电动机的输出功率为
22.(24-25高二上·陕西渭南三贤中学·期中)全球能源危机加剧,电动汽车逐渐成为家庭购车的首选,电动汽车比传统汽车更环保、更节能。小任同学和爸爸晚上开车回家,小任同学坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为10.5V,内阻为0.05Ω,电动机线圈电阻为0.01Ω。车灯接通,电动机未起动时,电流表示数为10A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到50A,电流表为理想电表,车灯的电阻认为不变。求:
(1)车灯电阻R;
(2)电动机启动后,车灯的功率减少了多少;
(3)电动机启动后,电动机的输出功率。
【答案】(1)1Ω
(2)36W
(3)318.36W
【详解】(1)车灯接通,电动机未起动时,由全电路欧姆定律
得车灯电阻
(2)车灯接通,电动机未起动时,车灯功率
电动机启动后,路端电压
车灯功率
车灯的功率减少了
(3)电动机启动后,通过电动机的电流
电动机的功率
电动机线圈消耗的热功率
电动机的输出功率
23.(24-25高二上·陕西部分高中·期中)如图所示的电路中,电源电动势恒定,为定值电阻,电流表A、电压表和电压表均为理想电表。闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A示数增大
B.电压表示数减小
C.电压表示数减小
D.电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值减小
【答案】B
【详解】A.滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动的过程中,变大,总电阻变大,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流减小,即电流表A示数减小,选项A错误;
B.电压表测量两端的电压,电路中的电流减小,根据欧姆定律可知,两端电压变小,电压表示数减小,选项B正确;
C.电路中的电流减小,内电压减少,路端电压增大,而两端电压变小,所以两端电压增大,即电压表示数增大,选项C错误;
D.根据数学变形可知,电压表示数的变化量与电流表A示数的变化量的比值为
可见比值不变,选项D错误。
故选B。
24.(24-25高二上·陕西部分高中·期中)将一电动势和内阻恒定的电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗的功率P随电阻箱读数R变化的曲线如图所示,则( )
A.电源的内阻为1Ω
B.电源电动势为12V
C.电阻箱阻值分别为1Ω和4Ω时,电阻箱消耗的功率相等
D.电源的最大功率为54W
【答案】BC
【详解】A.设电源电动势为E、内阻为r,根据闭合电路输出功率P与外电阻R的关系可得电源的输出功率
则当时,输出功率最大
由图像的最大值对应的横坐标可得
A错误;
B.根据A选项分析可知
代入题图中数据、解得
B正确;
C.根据闭合电路输出功率P与外电阻R的关系的规律可得,当时,每个输出功率对应两个外电阻和,且满足
代入题中数据
满足结论,C正确;
D.根据闭合电路、可得,当电源短路即时,电源总功率最大
代入数据可得
D错误。
故选BC。
25.(24-25高二上·陕西榆林榆林联考·期中)在如图所示的电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,,。滑动变阻器的阻值范围为,电容器电容。开关K闭合后,在滑动变阻器的滑片由b端向a端缓慢滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数减小,电压表V的示数增大
B.电容器C所带电荷量最大值为
C.电阻消耗的最大功率为4.5W
D.当滑动变阻器的滑片位于中点时,电源的输出功率最大,最大值为10.125W
【答案】BD
【详解】A.在滑动变阻器的滑片由b端向a端缓慢滑动的过程中,、并联电阻值R逐渐减小,由闭合电路欧姆定律有
,
则电流表A的示数增大,电压表V的示数减小,故A错误;
B.当滑动变阻器的滑片在b端时,并联部分电阻最大
此时干路上的电流最小
并联部分电压最大
此时电容器带电量最多
故B正确;
C.当滑动变阻器的滑片滑至a端时,并联部分电阻为零,电流最大
则电阻消耗的最大功率
故C错误;
D.当滑动变阻器的滑片位于中点时,并联部分电阻,且,此时电源输出功率最大
故D正确。
故选BD。
26.(24-25高二上·陕西榆林榆林联考·期中)如图所示,电路中、、均为定值电阻,电源的内阻不能忽略,平行板电容器C的极板水平放置,闭合开关,带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现闭合开关,下列说法错误的是( )
A.带电油滴带负电 B.电压表示数减小
C.电流表示数增大 D.带电油滴将向下运动
【答案】AC
【详解】A.根据受力平衡可知,带电油滴所受电场力向上,平行板电容器C中的电场方向向上,故带电油滴带正电,故A错误;
B.闭合开关,与并联的电阻小于原来的,回路中的总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,总电流增大,即电源内阻r上的电压增大,路端电压变小,电压表示数减小,故B正确;
C.由于与并联的电阻小于原来的,故两端电压变小,即定值电阻中的电流变小,电流表示数减小,故C错误;
D.由于两端电压变小,故电容器两板间电压变小,板间的电场强度减小,向上的电场力变小,则油滴向下运动,故D正确。
本题选择错误的,故选AC。
27.(23-24高二上·陕西咸阳·期末)某学校创建绿色校园,新装了一批节能灯,如图甲所示,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,内阻为,为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小),两灯电阻为定值。现增加光照强度,则下列判断正确的是( )
A.两端电压增大 B.A灯变暗,B灯变亮
C.电源的总功率减小 D.电源效率减小
【答案】AD
【详解】AB.RL变小,总电阻变小,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变小,则A灯变暗,IA减小,通过R0电流
增大,R0两端电压U0增大,而R0、B灯的电压之和等于路端电压,路端电压U变小,则知B的电压变小,B灯变暗,故A正确,B错误;
C.干路电流I增大,电源的总功率
增大,故C错误;
D.由题意,增加光照强度,RL变小,外电路总电阻R变小,电源效率
变小,故D正确。
故选AD。
28.(23-24高二上·陕西宝鸡金台区·期中)如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,C为电容器,L为小灯泡,定值电阻R=r,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、、,理想电流表A示数变化量的绝对值为,则( )
A.电源的输出功率一定减小
B.灯泡的功率逐渐变大
C.、、均保持不变
D.电容器C的电容增大
【答案】AC
【详解】A.外电阻与内阻相等时,电源的输出功率最大,由于定值电阻R=r,则外阻一定大于内阻,当滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,外阻变大,则电源的输出功率一定减小,故A正确;
B.根据闭合电路欧姆定律
所以滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离时,外电阻增大,总电流减小,灯泡的功率逐渐变小,故B错误;
C.根据部分电路欧姆定律可得
由闭合电路欧姆定律得
U2=E-Ir
可得
r=
由闭合电路欧姆定律
U3=E-I(R+r)
可得
r+R=
所以、、均保持不变,故C正确;
D.根据电容的决定式可知电容不变,故D错误。
故选AC。
29.(24-25高二上·山西名校·期中)在如图所示的电路中,电源电动势,电源内阻,电路中的电阻为,小型直流电动机M的内阻,电流表内阻不计。闭合开关后,电动机转动,电流表的示数,则以下判断正确的是( )
A.电动机两端的电压为6.0V B.电动机的输出功率为14W
C.电动机的热功率为3.0W D.电源输出的电功率为20W
【答案】D
【详解】A.分析电路结构,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中电流表的示数为,所以电动机的电压为
故A错误;
BC.电动机的总功率为
电动机的发热功率为
所以电动机的输出功率为
故BC错误;
D. 电源的总功率
输出的功率为
故D正确。
故选 D。
30.(24-25高二上·山西阳泉三校联考·期中)如图所示电路中,电源电动势和内阻均为定值,电流表和电压表均为理想电表,带电油滴P恰好静止于平行板电容器中。当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大 B.电流表的示数增大
C.油滴P将向下加速运动 D.通过R1的电流变化量小于电流表示数的变化量
【答案】AD
【详解】ABC.当滑动变阻器的滑片向端移动时,接入电路的电阻增大,根据“串反并同”可知,与等效串联的电流表的示数减小;与等效并联的电压表的示数增大;与等效并联的电容器两端的电压增大,由可知,电容器间的电场强度增大,由可知油滴受到的竖直向上的电场力增大,即油滴将加速向上运动,故A正确,BC错误;
D.由图可知,在干路上,电流表在支路上,所以
根据“串反并同”可知,与等效并联的的电流增大,而与与等效串联的电流减小,电流表的示数减小,则通过的电流变化量小于电流表示数的变化量,故D正确。
故选AD。
31.(24-25高二上·山西阳泉三校联考·期中)如图所示,一直流电动机与R=9Ω的电阻串联接在电源上,电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端的电压U=10V,已知电动机线圈电阻RM=1Ω,则下列选项正确的是( )
A.通过电动机的电流为2A B.电源的输出功率为10W
C.电动机发热消耗的功率为1W D.电动机的输出的功率为9W
【答案】CD
【详解】ACD.根据闭合电路欧姆定律可得
解得
可知通过电动机的电流为1A;则电动机的输入功率为
电动机发热消耗的功率为
电动机的输出的功率为
故A错误,CD正确;
B.电源的路端电压为
则电源的输出功率为
故B错误。
故选CD。
32.(24-25高二上·山西晋城多校·期中)如图所示,电源、开关、灯泡、细金属丝用电阻不计的导线连接,形成回路。闭合开关后灯泡发光,下列说法正确的是( )
A.电源的作用是为电路持续提供自由电子
B.闭合开关,灯泡立即发光,说明自由电子定向移动的速率为光速
C.断开开关,两鳄鱼夹的电势差为零
D.用粗金属丝替换细金属丝,闭合开关后灯泡会变亮
【答案】C
【详解】A.电源的作用是提供稳定的电势差,故A错误;
B.电子发生定向移动,其速率小于光速,故B错误;
C.断开开关电流为0,两鳄鱼夹的电势差为0,故C正确;
D.金属丝电阻出来与横截面积有关,还与材料、长度等有关,故D错误。
故选C。
33.(24-25高二上·山西运城·期中)在如图甲所示的电路中,电源电动势为,、和为三个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后,理想电流表示数为0.3A,求:
(1)此时、的电阻大小;
(2)消耗的电功率大小;
(3)电源内阻大小。
【答案】(1),
(2)0.9W
(3)
【详解】(1)根据电路图可知,通过的电流,根据小灯泡的伏安特性曲线可知此时两端电压,则此时的电阻为
通过的电流为
根据小灯泡的伏安特性曲线可知此时两端电压,则此时的电阻为
(2)消耗的电功率大小为
(3)此时路端电压为
根据闭合电路欧姆定律可得
解得内阻为
34.(24-25高二上·山西运城·期中)如图所示,电源电动势,内电阻,定值电阻。两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离。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。若小球质量,带电量,不考虑空气阻力。调节滑动变阻器的滑片,小球恰能到达A板。重力加速度,则此时( )
A.两极板间的电压为8V B.两极板间的电场强度大小为
C.通过电阻的电流为0.8A D.滑动变阻器接入电路的阻值为
【答案】C
【详解】A.小球恰能从B到A,由动能定理可得
解得
故A错误;
B.两极板间的电场强度大小为
故B错误;
C.由闭合电路欧姆定律可得
解得
故C正确;
D.滑动变阻器接入电路的阻值为
故D错误。
故选C。
35.(24-25高二上·山西运城·期中)在如图所示的电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左移动一段距离,待电路稳定后,与滑片移动前比较( )
A.灯泡L变暗 B.电容器上的电荷量减小
C.电源消耗的总功率变大 D.电阻两端电压变大
【答案】BC
【详解】AC.滑动变阻器的滑片向左移动一点,变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律
可知流过电源的电流增加,则由
可知电源的总功率变大,且流过灯泡的电流增加,灯泡L亮度。故A错误;C正确;
B.电源的路端电压
随着电流的增大而减小,即电容器电压减小将放电,电荷量将减小。故B正确;
D.电阻只有在电容器充放电时有短暂的电流通过,稳定状态无电流,则其两端的电压为零,保持不变。故D错误。
故选BC。
36.(24-25高二上·山西运城·期中)小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽车电源电动势为12.6V,内阻为。车灯接通电动机未启动时,电流表示数为12A;电动机启动的瞬间,电流表示数达到52A。电表为理想电表,下列说法正确的是( )
A.电动机未启动时,车灯的功率为125W
B.电动机启动时,车灯的功率为120W
C.电动机启动时,电动机的输入功率为420W
D.电动机启动时,电动机的热功率可能为450W
【答案】C
【详解】A.根据题意可知,电动机未启动时,车灯、电流表和电源串联,根据闭合电路欧姆定律可知此时的路端电压
则车灯的功率
故A错误;
B.根据欧姆定律可知,车灯的电阻
电动机启动瞬间,车灯两端电压
车灯的功率
故B错误;
CD.此时电动机的输入功率
热功率一定小于,故C正确,D错误。
故选C。
37.(24-25高二上·山西部分重点高中·期中)如图所示的电路中,将滑动变阻器与电阻箱的阻值调到合适位置,闭合开关,带电小球在平行板电容器间刚好保持静止。下列说法正确的是( )
A.小球可能带负电
B.仅增大电阻箱接入电路的电阻,小球将向上加速运动
C.仅将的滑片向右移动,小球将向下加速运动
D.同时断开两个开关,平行板的下极板向左移动少许,小球将向上加速运动
【答案】D
【详解】A.因电容器上极板带负电,可知小球带正电,选项A错误;
B.仅增大电阻箱接入电路的电阻,电容器两板间电压不变,场强不变,则小球仍静止,选项B错误;
C.仅将的滑片向右移动,R1阻值变小,电路总电阻减小,总电流变大,则R2两端电压变大,电容器两板电压变大,场强变大,小球受向上的电场力变大,可知小球将向上加速运动,选项C错误;
D.同时断开两个开关,则电容器带电量一定,根据
可得
平行板的下极板向左移动少许,S减小,则E变大,小球受向上的电场力变大,则将向上加速运动,选项D正确。
故选D。
38.(23-24高二上·山西吕梁·期中)如图所示,电源电动势为E=10V,内阻为r=4Ω,定值电阻为R0=2Ω,滑动变阻器R(最大阻值为R=10Ω),闭合开关S,现将滑动变阻器滑片由最右端向最左端滑动,三个电压表读数分别为U1、U2、U3,电表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A.电压表U1变大,U2变大,U3变小 B.电压表U1变小,U2变大,U3变小
C.电源最大输出功率为6.25W D.滑动变阻器功率先减小后增大
【答案】BC
【详解】AB.三个电压表的示数分别为U1、U2、U3,滑动变阻器滑片由右向左滑动,其接入电路的阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可得,回路中电流I增大,内电压增大,路端电压减小,即电压表V1示数变小,R0两端电压增大,即V2示数增大,V3示数减小,所以电压表U1变小,U2变大,U3变小,故A错误,B正确;
C.当时,电源输出功率最大
故C正确;
D.定值电阻R0归到电源内阻上,因为
当滑动变阻器滑片由右向左滑动时,滑动变阻器的功率随滑动变阻器阻值的变化规律如图所示
由此可知,滑动变阻器的功率先增大后变小,故D错误。
故选BC。
39.(23-24高二上·山西运城·期中)如图所示,电源的电动势,内阻为r,电动机的内阻为电热丝的电阻,当把两个开关都合上,通过电动机的电流,效率求:
(1)电源的内阻以及整个电路的热功率;
(2)两开关都合上的电源效率与开关合上,断开的电源效率之比。
【答案】(1)5Ω,32.5W;(2)21:22
【详解】(1)设路端电压为U,由欧姆定律可得 R的电流为
电动机的效率为
%
由闭合电路的欧姆定律可得
由焦耳定律可得整个电路的热功率为
综合解得
U=50V
r=5Ω
(2)两开关都合上电源的效率为
当开关S1合上,S2断开,由闭合电路的欧姆定律可得
电源的效率为
综合比较可得
40.(24-25高二上·宁夏银川第二十四中学·期中)如图甲所示的电路,其中电源电动势,内阻,定值电阻,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的阻值的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是( )
A.图乙中滑动变阻器的最大功率
B.图乙中,
C.调整滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端,电源输出功率先增大后减小
D.调整滑动变阻器的滑片从最右端滑到最左端,电源的效率一直增大
【答案】ABD
【详解】AB.将R看成电源内阻的一部分,当
时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为
即图中
又
求得
故AB正确;
CD.的滑片从最右端滑到最左端,接入电路的阻值增大,外电阻增大,因
所以,外电阻大于电源内阻,则电源的输出功率减小;电源的效率为
即随着的增大,增大,故C错误,D正确。
故选ABD。
41.(24-25高二上·宁夏银川第二中学·期中)如图所示,电路中定值电阻的阻值大于电源内阻r的阻值,开关S闭合,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表示数变化量的绝对值为,下列说法正确的是( )
A.理想电压表的示数减小 B.
C.电源的输出功率增大 D.与的比值不变
【答案】BD
【详解】根据题图可知电阻、串联接入电路,测量两端的电压,测量两端的电压,测量路端电压,将滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据闭合电路欧姆定律
可知电路中的电流减小:
A.理想电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
电流减小可知,理想电压表的示数增大,故A错误;
B.理想电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
可知
理想电压表V1测量定值电阻两端的电压,据欧姆定律可得
可知
理想电压表V3测量电源的路端电压,据闭合电路欧姆定律可得
可知
电路中定值电阻R1的阻值大于电源内阻r的阻值,因此
故B正确;
C.电源输出功率与外电阻间的关系图像如图所示
电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,将滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路的外电阻阻值增大且远离内阻r,电源的输出功率减小,故C错误;
D.理想电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,据闭合电路欧姆定律可得
所以与的比值
故D正确。
故选BD。
42.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)电阻R1、R2的I − U图像如图所示;
(1)根据图像求出R1、R2;
(2)若把R1、R2并联后接到一个内阻r = 2 Ω的电源上时,R1消耗的电功率是8 W,则电源的电动势E是多少?(要求:画出相应的电路图)
【答案】(1)8 Ω,12 Ω
(2)11.3 V
【详解】(1)由图像可知
(2)R1、R2并联后接到电源上时,R1消耗的电功率为
解得
外电路电阻
根据闭合电路欧姆定律可知
43.(24-25高二上·宁夏银川第六中学·期中)如图所示,电源电动势V,内阻Ω,定值电阻Ω,Ω。平行板电容器MN的极板长为cm,间距为cm。当开关闭合、处于断开状态时,一质量为kg的带电小球以初速度从两极板中央平行于极板飞入电场,恰好沿平行于极板的直线穿过电场。
(1)求此时两极板间的电势差。(提示:MN间的电压等于两端的电压;)
(2)试确定带电小球的带电性和带电量(取m/s²);
(3)若开关、均处于闭合状态,一个质量为kg,带电量为C的带电粒子,以1000m/s的速度飞入电场,请计算其侧移量。(注:重力不计)
【答案】(1)10V
(2)负电,
(3)
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律有回路电流为
两端电压为
电容器与并联,所以此时两极板间的电势差为10V。
(2)当开关闭合、处于断开状态时,带电小球恰好沿平行于极板的直线穿过电场,由力的平衡可知,小球受到竖直向上的电场力,所以小球带负电,由平衡条件有
得
(3)若开关、均处于闭合状态,此时两极板间的电势差
粒子受到电场力为
不计重力,粒子在竖直方向竖直向上做匀加速直线运动,加速度为
粒子在水平方向做匀速直线运动,射出极板的时间为
所以其侧移量
44.(23-24高二上·宁夏石嘴山第三中学·期中)如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某LED灯泡的U-I图线,用该电源和灯泡串联起来组成闭合回路,灯泡恰能正常发光。下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为2 Ω
B.灯泡正常发光时电源的总功率为5 W
C.灯泡正常发光时电源内阻消耗的功率为1.5 W
D.电源供电时的效率为83.3 %
【答案】D
【详解】A.根据图线的斜率的绝对值为电源内阻,可得此电源的内阻
故A错误;
B.两图线的交点表示小灯泡与电源连接时的工作状态,由于灯泡正常发光,则知灯泡的额定电压
额定电流
由闭合电路欧姆定律
得纵轴的交点为电源电动势
灯泡正常发光时电源的总功率
故B错误;
C.灯泡正常发光时电源内阻消耗的功率
故C错误;
D.电源供电时的效率
故D正确。
故选D。
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