内容正文:
专题03 恒定电流
5大高频考点概览
考点01 电流的概念及表达式 电阻定律
考点02 部分电路欧姆定律 串、并联电路的特点
考点03 闭合电路欧姆定律
考点04 电路的电功 电功率 电热 热功率及效率问题
地 城
考点01
电流的概念及表达式 电阻定律
一、单选题
1.(24-25高二上·北京海淀·期末)关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B.电子运动的速率越大,电流越大
C.因为电流有方向,所以电流是矢量
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
2.(24-25高二上·北京房山·期末)在物理学中,常用比值定义物理量,用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中,不属于比值定义的是( )
A.电场强度 B.电流
C.电容 D.电势
3.(24-25高二上·北京房山·期末)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n,电子的电荷量为e。则在时间内( )
A.通过导线横截面的电荷量为ne
B.通过导线横截面的自由电子数为
C.通过导线横截面的自由电子数为
D.通过导线横截面的电荷量为
4.(24-25高二上·北京朝阳·期末)已知某电源的电动势为。下列说法正确的是( )
A.在内,该电源能把其他形式的能转化为电能
B.在内,该电源比电动势为1.5V的电源提供的电能多
C.当电荷通过电源时,该电源能把电能转化为其他形式的能
D.当电荷通过电源时,该电源比电动势为的电源非静电力做的功多
5.(24-25高二上·北京房山·期末)光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚,离开原有位置成为自由电子,而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示,自由电子与空穴总是成对出现,称为电子—空穴对,空穴可视为正电荷,空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性,表现为光照突然消失时,其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料,下列说法正确的是( )
A.光敏电阻受到的光照越强,其电阻阻值越大
B.光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C.光照消失后,电子—空穴对迅速消失
D.光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
地 城
考点02
部分电路欧姆定律 串、并联电路的特点
一、单选题
1.(24-25高二上·北京朝阳·期末)两个电阻、的伏安特性曲线如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A.的阻值恒定,的阻值随电压增大而减小
B.电压为时,电阻的阻值为
C.电压为时,的电阻小于的电阻
D.电压为时,两电阻消耗的电功率相等
2.(24-25高二上·北京海淀·期末)金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,如图的四个图象中可能表示金属铂电阻的U﹣I图象是( )
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·北京顺义一中·期末)如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线,从图线可知判断正确`的是( )
A.电阻和电压成正比,和电流成反比
B.两电阻的电阻值的关系是R1> R2
C.两电阻并联接入电路时,通过R1电流较大
D.两电阻串联接入电路时,R1两端的电压较大
4.(24-25高二上·北京朝阳·期末)某同学设计了如图所示的电路,其中电流表A的量程为、内阻,,。下列说法正确的是( )
A.将接线柱1、3接入电路时,可测量的最大电压为
B.将接线柱1、3接入电路时,可测量的最大电压为
C.将接线柱1、2接入电路时,可测量的最大电流为0.5A
D.将接线柱1、2接入电路时,可测量的最大电流为2.0A
5.(24-25高二·北京东城·期末)将一块内阻为,满偏电流为的电流表G改装成量程为0.6A的电流表,应该( )
A.并联一个约为的电阻 B.并联一个约为的电阻
C.串联一个约为的电阻 D.串联一个约为的电阻
6.(24-25高二上·北京一零一中·期末)有一个电流表,内阻为,满偏电流为。如果把它改装为量程为的电流表,则( )
A.给它串联一个电阻,阻值为 B.给它串联一个电阻,阻值为
C.给它并联一个电阻,阻值为 D.给它并联一个电阻,阻值为
7.(24-25高二上·北京丰台·期末)如图所示,利用满偏电流为1mA、内阻为的小量程电流表表头改装成量程为的电压表。下列说法正确的是( )
A.R阻值为
B.R阻值为
C.当通过表头的电流为时,A、B两端点间电压为
D.当通过表头的电流为时,A、B两端点间电压为
8.(24-25高二上·北京通州·期末)如图所示,电流表A的量程为0.6A,内阻r=5Ω。电阻R1=5Ω,R2=20Ω。用该电流表改装成电压表和量程更大的电流表,将接线柱a、b接入电路,下列说法正确的是( )
A.若开关S闭合,可测量的最大电流为3A
B.若开关S断开,可测量的最大电压为12V
C.若开关S闭合且增大R1阻值,可测量的最大电流将增大
D.若开关S断开且增大R2阻值,可测量的最大电流不变
9.(24-25高二上·北京石景山·期末)将一个内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表,改装成量程为0~0.6A的电流表,则需要
A.串联一个阻值约为0.5Ω的电阻 B.串联一个阻值约为5Ω的电阻
C.并联一个阻值约为0.5Ω的电阻 D.并联一个阻值约为5Ω的电阻
10.(24-25高二上·北京房山·期末)如图所示的电路,是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装成的量程更大的电表,下列判断正确的是( )
A.改装成了电流表,R增大时量程减小
B.改装成了电流表,R增大时量程增大
C.改装成了电压表,R增大时量程减小
D.改装成了电压表,R增大时量程增大
11.(24-25高二上·北京顺义一中·期末)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为Ig,定值电阻R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为I1,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为I2.下列说法正确的是( )
A.I1=2Ig
B.I2=3Ig
C.若仅使R1阻值变小,则I1和I2均变大
D.若仅使R2阻值变小,则I1和I2均变大
地 城
考点03
闭合电路欧姆定律
1.(24-25高二上·北京海淀·期末)利用如图所示的电路可以测量出电压表的电阻,为电阻箱,电源电压恒定不变,当取不同阻值时,电压表均对应有不同读数,多次改变电阻箱的阻值,所得到的图象为下图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·北京西城·期末)电压表大、小量程的内阻分别为和,用电压表的正负接线柱直接与一个水果电池的正负极相连测量其电动势大小,发现用大量程挡测量的结果为0.8V;用小量程挡测量的结果为0.6V。则下列推断正确的是( )
A.水果电池的内阻大约为零点几欧
B.水果电池的内阻大约为几十欧
C.水果电池的内阻大约为几千欧
D.水果电池的电动势介于0.6V~0.8V之间
3.(24-25高二上·北京西城·期末)如图所示电路中,电源电动势为6V。电路元件均正常,开关S处于断开状态,用多用电表的10V直流电压挡的红表笔始终连接在A点,用黑表笔依次接触电路中的B、C、D、E各点,依次对应的示数正确的是( )
A.0V、0V、0V、0V B.6V、6V、6V、0V
C.0V、0V、0V、6V D.6V、6V、6V、6V
4.(24-25高二上·北京西城·期末)利用如图电路测量电池的电动势E和内阻r时,通过调节电阻箱R的阻值,记录相应电流表示数I,根据 U=IR 算出相应路端电压值。若利用U-I图像分析由电流表内电阻引起的实验误差,在下图中,实线是根据实验数据(U=IR)描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像 (没有电流表内电阻影响的理想情况)。下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(24-25高二上·北京昌平·期末)如图所示电路中,电源电动势为E,内电阻为r,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动的过程,电压表和电流表的示数变化情况为( )
A.电压表示数增大,电流表示数减小
B.电压表示数减小,电流表示数增大
C.电压表和电流表示数都增大
D.电压表和电流表示数都减小
6.(24-25高二上·北京朝阳·期末)将一特殊滑动变阻器接入图甲所示的电路中,闭合开关S,移动变阻器滑动触头,改变其接入电路中电阻的有效长度(即图中滑动触头与位置之间的距离),电压表示数随的变化图线如图乙中的直线所示。图中各电表均视为理想电表:、、为滑动变阻器上等间距的三个位置,在滑动触头从移动到和从移动到的过程中。下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变化量不相等
B.电压表的示数变化量不相等
C.滑动变阻器接入电路的阻值变化量相等
D.滑动变阻器两端电压的变化量相等
7.(24-25高二·北京东城·期末)如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
8.(24-25高二上·北京丰台·期末)为了保证行车安全和乘客身体健康,动车上装有烟雾报警装置,其简化电路如图所示。其中为定值电阻,为烟感传感器(可等效为可变电),当环境中的烟雾浓度变化时,烟感传感器的电阻值会发生变化。a、b间为报警装置,当a、b两端的电压大于某一电压值时,报警装置将启动。下列说法正确的是( )
A.当环境中的烟雾浓度升高时,a、b间的电压将减小
B.当环境中的烟雾浓度升高时,定值电阻两端电压将增大
C.若定值电阻的阻值越小,启动报警装置时的烟雾浓度越大
D.若定值电阻的阻值越大,启动报警装置时的烟雾浓度越大
9.(24-25高二上·北京通州·期末)如图所示,电源内阻为r,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,R0>r。闭合电路使灯泡L发光后,若将滑动片向右滑动,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮,R0两端电压变大
B.灯泡L变暗,路端电压变大
C.电源的输出功率变大
D.电源的输出功率先变大后变小
10.(24-25高二上·北京石景山·期末)在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,电灯L正常发光.两块电表均为理想电表.在滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数变小 B.电源的总功率变小
C.灯泡L的亮度变大 D.电压表的示数变小
11.(24-25高二上·北京顺义一中·期末)已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大,光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路,电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时,则( )
A.电灯L变亮 B.电流表读数减小
C.电阻R的功率增大 D.电路的路端电压增大
二、解答题
12.(24-25高二上·北京房山·期末)在如图所示的电路中,电源的电动势,内阻,电流表满偏电流,电流表电阻,A、B为接线柱。
(1)用一条导线把A、B直接连起来,此时,应把可变电阻调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?
(2)调至满偏后保持的值不变,在A、B间接入一个的定值电阻,电流表指针指着多少刻度的位置?
(3)如果把任意电阻接在A、B之间,电流表读数与的值有什么关系?
13.(24-25高二上·北京西城·期末)用电动势E=4.5V,内阻r=3.0Ω的电源给一个额定电压为3.0V、额定电流为0.1A 的灯A供电,电路图如图所示。灯正常发光时,求:
(1)电阻箱接入的阻值R;
(2)电源两端的路端电压U。
地 城
考点04
电路的电功 电功率 电热 热功率及效率问题
一、单选题
1.(24-25高二上·北京丰台·期末)在生产和生活中使用的许多设备都可以看作能量转换器,它们把能量从一种形式转化为另一种形式。下列电器设备在工作中可以实现把电能转化为机械能的是( )
A.电饭煲 B.电热水器 C.电熨斗 D.电风扇
2.(24-25高二上·北京房山·期末)下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中不正确的是( )
A.根据电场强度定义式,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关
B.根据公式可知,该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C.等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能
D.人们把最小的电荷量叫做元电荷
3.(24-25高二上·北京朝阳·期末)如图所示,甲、乙两电路中电池组、小灯泡的规格均相同。下列说法正确的是( )
A.甲电路的电流比乙电路的干路电流大
B.甲电路的路端电压比乙电路的路端电压大
C.甲电路电池组的总功率比乙电路电池组的总功率大
D.甲电路小灯泡的亮度比乙电路中任意一盏小灯泡的亮度都暗
4.(24-25高二上·北京房山·期末)如图所示,当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E,内阻为r,指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则( )
A.电动机的额定电压为IR
B.电动机的输出功率为IE﹣I2R
C.电源的输出功率为IE﹣I2r
D.整个电路的热功率为I2(R0+R)
5.(24-25高二上·北京丰台·期末)如图所示,将一个小电动机接在电路中。正常工作和将电动机短时间卡住时,测得电动机两端的电压和流过电动机的电流如下表所示。下列说法正确的是( )
电压U/V
电流I/A
扇叶被卡住(短时间)
5.4
0.27
正常工作时
6.0
0.05
A.电动机线圈电阻为120Ω
B.正常工作时,电动机消耗的电功率P1=0.3W
C.正常工作时,电动机发热的功率P2=1.8W
D.正常工作时,电动机对外做功的功率P3=1.5W
6.(22-23高三上·北京西城·期末)如图所示,扫地机器人由主机和充电座两部分构成。充电座接在220V的插座上,可以对主机的电池进行充电。在某品牌扫地机器人的说明书上获得下表中的参数,由这些参数可知( )
主机
电池电动势、容量
14.4V、5200mA·h
额定电压
14.4V
额定功率
69W
充电座
额定功率
28W
额定输出电压
20V
额定输出电流
1.2A
A.主机电池充电完毕储存的电能约为5200J
B.主机以额定功率工作的时间约为2h
C.充电座以额定功率工作时1s内输出的电能约为28J
D.充电座以额定功率工作时1s内产生的内能约为4J
7.(24-25高二上·北京怀柔·期末)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计自身机械损耗,若该车在额定状态下以最大速度行驶,则下列选项正确的是( )
自重
40 kg
额定电压
48 V
载重
75 kg
额定电流
12 A
最大行驶速度
20 km/h
额定输出功率
400 W
A.电动机的输入功率为576W
B.电动机的线圈电阻为4Ω
C.该车获得的牵引力为104N
D.该车受到的阻力为20N
8.(24-25高二上·北京五十中·期末)如图所示的闭合电路中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U、电流表的示数I、干电池的输出功率P都会发生变化。以下四幅图中能正确反映P-U、P-I关系的是( )
A. B.
C. D.
9.(24-25高二·北京东城·期末)硅光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的关系图像,图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路,则硅光电池的( )
A.电动势为5V B.内阻为5.5Ω
C.输出功率为0.72W D.效率为50%
10.(24-25高二上·北京一零一中·期末)0.在如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),、为定值电阻(),为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱,则( )
A.电压表的示数变大 B.电源输出功率变大
C.通过的电流变大 D.小灯泡变亮
二、多选题
11.(24-25高二上·北京西城·期末)如图某手持风扇,其电动机的电阻为0.5Ω、额定电压为3.7V、额定功率为7.4W,风扇内电池容量为4000mA·h。则( )
A.电动机正常工作时的电流为2A B.电动机正常工作时的发热功率为1W
C.电动机正常工作时的机械功率为7.4W D.该风扇连续正常工作的时间最长为2h
12.(24-25高二上·北京八一学校·期末)如图所示,电源与电动机连接成闭合回路。已知,电源电动势为E、内阻为r,电动机的额定电压为U、额定电流为I、线圈电阻为R。开关闭合后,电动机恰好正常工作,则( )
A.电动机的额定电流
B.电动机的额定电流
C.电动机输出的机械功率
D.电动机输出的机械功率
三、解答题
13.(24-25高二上·北京怀柔·期末)如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,电阻。电动机正常工作时,电压表的示数,求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电动机的总功率。
14.(24-25高二上·北京朝阳·期末)4.图示电路中电动机线圈的电阻,电源的电动势内阻,电容器的电容,上、下两极板均水平放置,板间距离,当滑动变阻器接入电路的阻值时,闭合开关,电路稳定后,质量、电荷量的带电液滴恰好静止在两板之间,如图所示。假设电动机始终能稳定工作且未超出额定功率,重力加速度取。
(1)求电容器的带电量;
(2)求电动机输出的机械功率;
(3)调节滑动变阻器连入电路的阻值可以改变电动机输出的机械功率。小明认为:为使电动机输出的机械功率达到最大值,必须使电源的输出功率也同时达到最大值。请推理论证小明的说法是否正确。
15.(24-25高二·北京东城·期末)5.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为33A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.1Ω,电动机绕组的电阻0.2Ω,电流表内阻不计,求:
(1)车灯的电阻值;
(2)电动机启动时流过车灯的电流以及电动机的输出功率;
(3)因电动机启动,车灯的电功率降低了多少?
试卷第1页,共3页
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专题03 恒定电流
5大高频考点概览
考点01 电流的概念及表达式 电阻定律
考点02 部分电路欧姆定律 串、并联电路的特点
考点03 闭合电路欧姆定律
考点04 电路的电功 电功率 电热 热功率及效率问题
地 城
考点01
电流的概念及表达式 电阻定律
一、单选题
1.(24-25高二上·北京海淀·期末)关于电流,下列说法中正确的是( )
A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
B.电子运动的速率越大,电流越大
C.因为电流有方向,所以电流是矢量
D.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大
【答案】D
【解析】根据I=q/t可知,通过导体横截面的电荷量越多,电流不一定越大,选项A错误;根据I=nesv可知,电子运动的速率越大,电流不一定越大,选项B错误;电流有方向,但是电流是标量,选项C错误;根据I=q/t可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大,选项D正确;故选D.
2.(24-25高二上·北京房山·期末)在物理学中,常用比值定义物理量,用来表示研究对象的某种性质。下列关系式中,不属于比值定义的是( )
A.电场强度 B.电流
C.电容 D.电势
【答案】B
【解析】电场强度、电容、电势均属于比值定义;电流的定义式是,所以电流不属于比值定义。故选B。
3.(24-25高二上·北京房山·期末)有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,此时导线中自由电子定向移动的平均速率为v。设导线在单位体积内的自由电子数为n,电子的电荷量为e。则在时间内( )
A.通过导线横截面的电荷量为ne
B.通过导线横截面的自由电子数为
C.通过导线横截面的自由电子数为
D.通过导线横截面的电荷量为
【答案】B
【解析】AD.根据电流的定义式
可得,在时间内过导线横截面的电荷量为
AD错误;
BC.在时间内过导线横截面自由电子数为
B正确,C错误。故选B。
4.(24-25高二上·北京朝阳·期末)已知某电源的电动势为。下列说法正确的是( )
A.在内,该电源能把其他形式的能转化为电能
B.在内,该电源比电动势为1.5V的电源提供的电能多
C.当电荷通过电源时,该电源能把电能转化为其他形式的能
D.当电荷通过电源时,该电源比电动势为的电源非静电力做的功多
【答案】D
【解析】电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量,根据电动势的定义式
可知电动势为2.4V,表示电路通过1C的电荷量时,非静电力做了2.4J的功,电源把2.4J其他形式的能转化为电能,电动势为1.5V,表示电路通过1C的电荷量时,非静电力做了1.5J的功,电源把1.5J其他形式的能转化为电能。故选D。
5.(24-25高二上·北京房山·期末)光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚,离开原有位置成为自由电子,而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示,自由电子与空穴总是成对出现,称为电子—空穴对,空穴可视为正电荷,空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性,表现为光照突然消失时,其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料,下列说法正确的是( )
A.光敏电阻受到的光照越强,其电阻阻值越大
B.光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C.光照消失后,电子—空穴对迅速消失
D.光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
【答案】B
【解析】A.由于在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚,离开原有位置成为自由电子,则光敏电阻受到的光照越强,自由电子越多,导电性能越强,其电阻阻值越小,A错误;
B.由于光敏电阻的电子脱离束缚,离开原有位置成为自由电子时,缺失电子的位置便称为空穴,空穴可视为正电荷,可知空穴相对于自由电子的运动方向与电子的运动方向相反,因此光敏电阻内部的空穴也能够参与导电,B正确;
C.由于光敏电阻具有延时性,表现为光照突然消失时,其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值,即光照消失后,电子—空穴对并不会迅速消失,C错误;
D.光敏电阻具有延时性,因此光敏电阻不适合用于需要快速响应的电路场合,D错误。故选B。
地 城
考点02
部分电路欧姆定律 串、并联电路的特点
一、单选题
1.(24-25高二上·北京朝阳·期末)两个电阻、的伏安特性曲线如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A.的阻值恒定,的阻值随电压增大而减小
B.电压为时,电阻的阻值为
C.电压为时,的电阻小于的电阻
D.电压为时,两电阻消耗的电功率相等
【答案】D
【解析】A.因为图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,则的阻值恒定,的阻值随电压增大而增大,故A错误;
BC.电压为时,电阻的阻值为
则此时的电阻等于的电阻,故BC错误;
D.电压为时,两电阻消耗的电功率相等,均等于
故D正确。故选D。
2.(24-25高二上·北京海淀·期末)金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,如图的四个图象中可能表示金属铂电阻的U﹣I图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感,电阻随温度的升高而增大,在一定温度下其U-I图线是非线性的,且图线的斜率越来越大,B正确、ACD错误.
故选B.
3.(24-25高二上·北京顺义一中·期末)如图所示为两电阻R1和R2的伏安特性曲线,从图线可知判断正确`的是( )
A.电阻和电压成正比,和电流成反比
B.两电阻的电阻值的关系是R1> R2
C.两电阻并联接入电路时,通过R1电流较大
D.两电阻串联接入电路时,R1两端的电压较大
【答案】C
【解析】A.只是电阻的定义式,电阻与电压和电流没有直接关系,故A错误;
B.根据欧姆定律,可知图像的斜率倒数等于电阻,由题图可知,两电阻的电阻值的关系是R2> R1,故B错误;
C.两电阻并联接入电路时,两电阻两端电压相等,由于R2> R1,可知通过R1电流较大,故C正确;
D.两电阻串联接入电路时,通过两电阻的电流相等,由于R2> R1,可知R2两端的电压较大,故D错误。故选C。
4.(24-25高二上·北京朝阳·期末)某同学设计了如图所示的电路,其中电流表A的量程为、内阻,,。下列说法正确的是( )
A.将接线柱1、3接入电路时,可测量的最大电压为
B.将接线柱1、3接入电路时,可测量的最大电压为
C.将接线柱1、2接入电路时,可测量的最大电流为0.5A
D.将接线柱1、2接入电路时,可测量的最大电流为2.0A
【答案】B
【解析】CD.将接线柱1、2接入电路时,可测量的最大电流为
选项CD错误;
AB.将接线柱1、3接入电路时,可测量的最大电压为
选项A错误,B正确;故选B。
5.(24-25高二·北京东城·期末)将一块内阻为,满偏电流为的电流表G改装成量程为0.6A的电流表,应该( )
A.并联一个约为的电阻 B.并联一个约为的电阻
C.串联一个约为的电阻 D.串联一个约为的电阻
【答案】A
【解析】根据电流表改装原理,可得需要并联的电阻阻值为
故选A。
6.(24-25高二上·北京一零一中·期末)有一个电流表,内阻为,满偏电流为。如果把它改装为量程为的电流表,则( )
A.给它串联一个电阻,阻值为 B.给它串联一个电阻,阻值为
C.给它并联一个电阻,阻值为 D.给它并联一个电阻,阻值为
【答案】D
【解析】要把满偏电流为电流计改装成的电流表,根据串并联电路特点,可知需要给电流计并联一个电阻,且有
求得需要并联电阻的阻值为
故选D。
7.(24-25高二上·北京丰台·期末)如图所示,利用满偏电流为1mA、内阻为的小量程电流表表头改装成量程为的电压表。下列说法正确的是( )
A.R阻值为
B.R阻值为
C.当通过表头的电流为时,A、B两端点间电压为
D.当通过表头的电流为时,A、B两端点间电压为
【答案】C
【解析】AB.将小量程的电流改装成量程为的电压表,根据改装电压表原理可得
解得
可知将小量程的电流改装成量程为的电压表,需要串联一个阻值为的电阻,故AB错误;
CD.当通过表头的电流为0.4mA时,A、B两端点间电压为
故C正确,D错误。故选C。
8.(24-25高二上·北京通州·期末)如图所示,电流表A的量程为0.6A,内阻r=5Ω。电阻R1=5Ω,R2=20Ω。用该电流表改装成电压表和量程更大的电流表,将接线柱a、b接入电路,下列说法正确的是( )
A.若开关S闭合,可测量的最大电流为3A
B.若开关S断开,可测量的最大电压为12V
C.若开关S闭合且增大R1阻值,可测量的最大电流将增大
D.若开关S断开且增大R2阻值,可测量的最大电流不变
【答案】D
【解析】A.若开关S闭合,可测量的最大电流
故A错误;
B.若开关S断开,可测量的最大电压
故B错误;
C.若开关S闭合且增大R1阻值,结合上述可知,可测量的最大电流将减小,故C错误;
D.若开关S断开且增大R2阻值,由于电流表串联在电路中,则可测量的最大电流不变,仍然为0.6A,故D正确。故选D。
9.(24-25高二上·北京石景山·期末)将一个内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表,改装成量程为0~0.6A的电流表,则需要
A.串联一个阻值约为0.5Ω的电阻 B.串联一个阻值约为5Ω的电阻
C.并联一个阻值约为0.5Ω的电阻 D.并联一个阻值约为5Ω的电阻
【答案】C
【解析】把电流表改装成0.6A的电流表需要并联一个分流电阻,分流电阻阻值为:; 故C正确,ABD错误;故选C.
10.(24-25高二上·北京房山·期末)如图所示的电路,是用一个灵敏电流计G和一个变阻器R改装成的量程更大的电表,下列判断正确的是( )
A.改装成了电流表,R增大时量程减小
B.改装成了电流表,R增大时量程增大
C.改装成了电压表,R增大时量程减小
D.改装成了电压表,R增大时量程增大
【答案】A
【解析】A、改装成了电流表,R增大时电流表量程减小,故A正确,B错误;
C、把电流计改装成电压表应给电流计串联一个分压电阻,串联电阻越大,电压表量程越大,由图示电路图可知,电流计与电阻R并联,改装后电压表量程不变,故CD错误;故选A.
11.(24-25高二上·北京顺义一中·期末)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为Ig,定值电阻R1、R2的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为I1,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为I2.下列说法正确的是( )
A.I1=2Ig
B.I2=3Ig
C.若仅使R1阻值变小,则I1和I2均变大
D.若仅使R2阻值变小,则I1和I2均变大
【答案】C
【解析】AB.设R1=R2=RG=R,根据电表改装原理得
I1=Ig,I2=Ig
联立可得
I1=3Ig,I2=1.5Ig
故AB错误;
CD.由以上分析可知,若仅使R1阻值变小,则I1和I2均变大;若仅使R2阻值变小,则I1减小,I2变大,故C正确,D错误。故选C。
地 城
考点03
闭合电路欧姆定律
1.(24-25高二上·北京海淀·期末)利用如图所示的电路可以测量出电压表的电阻,为电阻箱,电源电压恒定不变,当取不同阻值时,电压表均对应有不同读数,多次改变电阻箱的阻值,所得到的图象为下图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设电压表的内阻为,由闭合电路的欧姆定律可得电路中的电流
电压表示数
则
因、为定值,所以与之间的关系是一次函数关系。故选A。
2.(24-25高二上·北京西城·期末)电压表大、小量程的内阻分别为和,用电压表的正负接线柱直接与一个水果电池的正负极相连测量其电动势大小,发现用大量程挡测量的结果为0.8V;用小量程挡测量的结果为0.6V。则下列推断正确的是( )
A.水果电池的内阻大约为零点几欧
B.水果电池的内阻大约为几十欧
C.水果电池的内阻大约为几千欧
D.水果电池的电动势介于0.6V~0.8V之间
【答案】C
【解析】设水果电池的电动势为,内阻为,大量程电压表的内阻为,小量程电压表的内阻为。
用大量程挡测量时有
用小量程挡测量时有
代入数据联立解得,
综合选项内容,C正确,故选 C。
3.(24-25高二上·北京西城·期末)如图所示电路中,电源电动势为6V。电路元件均正常,开关S处于断开状态,用多用电表的10V直流电压挡的红表笔始终连接在A点,用黑表笔依次接触电路中的B、C、D、E各点,依次对应的示数正确的是( )
A.0V、0V、0V、0V B.6V、6V、6V、0V
C.0V、0V、0V、6V D.6V、6V、6V、6V
【答案】B
【解析】当黑表笔依次接触电路中的B、C、D点时,电源与电压表串联,其示数均等于电源电动势6V,当黑表笔接触E点时,电压表与电源断开,电压表示数为零。
故选B。
4.(24-25高二上·北京西城·期末)利用如图电路测量电池的电动势E和内阻r时,通过调节电阻箱R的阻值,记录相应电流表示数I,根据 U=IR 算出相应路端电压值。若利用U-I图像分析由电流表内电阻引起的实验误差,在下图中,实线是根据实验数据(U=IR)描点作图得到的U-I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像 (没有电流表内电阻影响的理想情况)。下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】ABCD.考虑电流表内阻,由闭合电路的欧姆定律得
整理得
表达式对应的图像是实线图像;不考虑电流表内阻影响,由闭合电路的欧姆定律得
整理得
表达式对应的图像是虚线图像。图像与纵轴交点表示电动势,图像斜率的绝对值表示电源内阻,由表达式可知,电流表内阻对电动势的测量没有影响,即图像纵轴截距相同, 考虑电流表内阻时图像的斜率大于不考虑电流表内阻时的斜率,即实线的斜率大于虚线的斜率。故选 C。
5.(24-25高二上·北京昌平·期末)如图所示电路中,电源电动势为E,内电阻为r,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动的过程,电压表和电流表的示数变化情况为( )
A.电压表示数增大,电流表示数减小
B.电压表示数减小,电流表示数增大
C.电压表和电流表示数都增大
D.电压表和电流表示数都减小
【答案】A
【难度】0.94
【解析】在滑动变阻器的滑片P向a端滑动的过程中,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中总电流I减小,电压表测量路端电压,其示数
I减小,其他量不变,则U增大,故电压表示数增大,根据串联电路分压规律知,电路中并联部分的电压增大,通过R2的电流增大,而总电流减小,所以电流表示数减小,A正确,BCD错误。故选A。
6.(24-25高二上·北京朝阳·期末)将一特殊滑动变阻器接入图甲所示的电路中,闭合开关S,移动变阻器滑动触头,改变其接入电路中电阻的有效长度(即图中滑动触头与位置之间的距离),电压表示数随的变化图线如图乙中的直线所示。图中各电表均视为理想电表:、、为滑动变阻器上等间距的三个位置,在滑动触头从移动到和从移动到的过程中。下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变化量不相等
B.电压表的示数变化量不相等
C.滑动变阻器接入电路的阻值变化量相等
D.滑动变阻器两端电压的变化量相等
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,电压与x之间是线性变化,a、b和b、c间距相等,所以电压表读数的变化量相等,根据欧姆定律可知,电流的变化相等, A错误;
B.同理可得,电压表V2的示数
由于电流I的变化相等,E、r一定,则电压表的示数变化量相等,B错误;
C.根据电阻定律可知,滑动变阻器接入电路中的有效电阻
由于接入电阻的横截面积是变化的,故滑动变阻器接入电路中阻值的变化量不同,C错误;
D.根据串联分压可知,滑动变阻器两端的电压
结合上述分析可知, 、的变化量都相等,故的变化量相等,D正确。故选D。
7.(24-25高二·北京东城·期末)如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
【答案】A
【解析】当滑片下移时,滑动变阻器接入电阻减小,则外电路总电阻减小,电路中总电流增大,电源的内电压增大,则由闭合电路欧姆定律可知,电路的路端电压减小,故电压表示数减小;
由欧姆定律可知,R1上的分压增大,而路端电压减小,故并联部分的电压减小,则通过R2的电流减小。故选A。
8.(24-25高二上·北京丰台·期末)为了保证行车安全和乘客身体健康,动车上装有烟雾报警装置,其简化电路如图所示。其中为定值电阻,为烟感传感器(可等效为可变电),当环境中的烟雾浓度变化时,烟感传感器的电阻值会发生变化。a、b间为报警装置,当a、b两端的电压大于某一电压值时,报警装置将启动。下列说法正确的是( )
A.当环境中的烟雾浓度升高时,a、b间的电压将减小
B.当环境中的烟雾浓度升高时,定值电阻两端电压将增大
C.若定值电阻的阻值越小,启动报警装置时的烟雾浓度越大
D.若定值电阻的阻值越大,启动报警装置时的烟雾浓度越大
【答案】D
【解析】AB.当环境中的烟雾浓度升高时,a、b间的电压将增大,当a、b两端的电压大于某一电压值时,报警装置将启动,总电压一定,定值电阻两端电压将减小,故AB错误;
C.若定值电阻的阻值越小,电路中电流相对较大,当环境中的烟雾浓度变化时,两端电压变化更加明显,启动报警装置时的烟雾浓度越小,故C错误;
D.若定值电阻的阻值越大,电路中电流相对小,当环境中的烟雾浓度变化时,两端电压变化变得相对不明显,启动报警装置时的烟雾浓度越大,故D正确。故选D。
9.(24-25高二上·北京通州·期末)如图所示,电源内阻为r,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,R0>r。闭合电路使灯泡L发光后,若将滑动片向右滑动,下列说法正确的是( )
A.灯泡L变亮,R0两端电压变大
B.灯泡L变暗,路端电压变大
C.电源的输出功率变大
D.电源的输出功率先变大后变小
【答案】C
【解析】A.滑动片向右滑动,滑动变阻器接入电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,电源内阻与定值电阻承担的电压均增大,则灯泡两端电压减小,灯泡变暗,故A错误;
B.结合上述可知,灯泡变暗,干路电流增大,根据闭合电路欧姆定律可知,路端电压减小,故B错误;
CD.电源的输出功率
由于
R0>r
则有
结合数学对勾函数规律,当滑动片向右滑动,滑动变阻器接入电阻减小,外电路总电阻减小,则电源的输出功率变大,故C正确,D错误。故选C。
10.(24-25高二上·北京石景山·期末)在如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,电灯L正常发光.两块电表均为理想电表.在滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是
A.电流表的示数变小 B.电源的总功率变小
C.灯泡L的亮度变大 D.电压表的示数变小
【答案】D
【分析】将滑片P向右移动时,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分析总电流的变化和路端电压的变化,确定电灯L消耗功率的变化.根据流过变阻器的电流与总电流、电灯L电流的关系,分析其电流的变化,确定R1两端电压的变化,再分析变阻器两端电压的变化和电阻R1消耗的功率的变化.
【解析】将滑片P向右移动时,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得知,电路总电流I增大,则电流表的示数变大,故A错误;电源总功率P=EI,电流I增大,总功率增大,故B错误;由于内阻不为零,故路端电压U=E-Ir减小,电灯L消耗的功率减小,变暗,故C错误;流过变阻器的电流I1=I-IL,I增大,IL减小,则I1增大,电阻R1消耗的功率变大,电阻R1两端的电压U1增大;电压表的示数UV=U-U1,U减小,U1增大,则电压表示数变小.故D正确.故选D.
11.(24-25高二上·北京顺义一中·期末)已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大,光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路,电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时,则( )
A.电灯L变亮 B.电流表读数减小
C.电阻R的功率增大 D.电路的路端电压增大
【答案】C
【解析】B.当光照强度增强时,光敏电阻阻值减小,电路总阻值减小,由闭合电路欧姆定律,干路电流
增大,电流表读数增大,故B错误;
AD.路端电压
减小,电灯L功率
减小,电灯L变暗,故AD错误;
C.流经电灯L的电流
减小。流经电阻R的电流
变大。电阻R的功率
变大,故C正确。故选C。
二、解答题
12.(24-25高二上·北京房山·期末)在如图所示的电路中,电源的电动势,内阻,电流表满偏电流,电流表电阻,A、B为接线柱。
(1)用一条导线把A、B直接连起来,此时,应把可变电阻调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?
(2)调至满偏后保持的值不变,在A、B间接入一个的定值电阻,电流表指针指着多少刻度的位置?
(3)如果把任意电阻接在A、B之间,电流表读数与的值有什么关系?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)欧姆表内阻
调零电阻阻值
(2)电流
(3)电流表指针示数
13.(24-25高二上·北京西城·期末)用电动势E=4.5V,内阻r=3.0Ω的电源给一个额定电压为3.0V、额定电流为0.1A 的灯A供电,电路图如图所示。灯正常发光时,求:
(1)电阻箱接入的阻值R;
(2)电源两端的路端电压U。
【答案】(1)R=12Ω
(2)4.2V
【解析】(1)由闭合电路欧姆定律,电流
对灯有
可得R=12Ω
(2)电源的路端电压为U=E-Ir=4.2V
地 城
考点04
电路的电功 电功率 电热 热功率及效率问题
一、单选题
1.(24-25高二上·北京丰台·期末)在生产和生活中使用的许多设备都可以看作能量转换器,它们把能量从一种形式转化为另一种形式。下列电器设备在工作中可以实现把电能转化为机械能的是( )
A.电饭煲 B.电热水器 C.电熨斗 D.电风扇
【答案】D
【难度】0.94
【解析】A.电饭煲在工作时,主要是将电能转化为内能,用于加热食物,因此它并不是将电能转化为机械能的设备,故A错误;
B.电热水器同样是将电能转化为内能,用于加热水,所以它也不是将电能转化为机械能的设备,故B错误;
C.电熨斗在工作时,也是将电能转化为内能,用于熨烫衣物,因此它同样不是将电能转化为机械能的设备,故C错误;
D.电风扇在工作时,通过电动机将电能转化为机械能,驱动风扇叶片旋转,从而产生风,因此电风扇是将电能转化为机械能的设备,故D正确。故选D。
2.(24-25高二上·北京房山·期末)下列说法是某同学对电场中的概念、公式的理解,其中不正确的是( )
A.根据电场强度定义式,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关
B.根据公式可知,该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C.等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能
D.人们把最小的电荷量叫做元电荷
【答案】B
【难度】0.94
【解析】A.电场强度定义式为比值定义,电场中某点的电场强度和试探电荷的电荷量q无关,故A正确,不符合题意;
B.公式是电功的定义式,普遍成立,即该公式能够求纯电阻和非纯电阻电路的电流做功,故B错误,符合题意;
C.根据
可知,等于一个电子经过1V电压加速后所增加的动能,故C正确,不符合题意;
D.元电荷等于e,人们把最小的电荷量叫做元电荷,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(24-25高二上·北京朝阳·期末)如图所示,甲、乙两电路中电池组、小灯泡的规格均相同。下列说法正确的是( )
A.甲电路的电流比乙电路的干路电流大
B.甲电路的路端电压比乙电路的路端电压大
C.甲电路电池组的总功率比乙电路电池组的总功率大
D.甲电路小灯泡的亮度比乙电路中任意一盏小灯泡的亮度都暗
【答案】B
【解析】A.根据闭合电路欧姆定律可得
由图可知甲图中的外电阻大于乙图中的外电阻,则甲图中的电流小于乙图中的干路电流,故A错误;
B.根据
可知甲图中的路端电压大于乙图中的路端电压,故B正确;
C.根据
可知甲电路电池组的总功率小于乙电路电池组的总功率,故C错误;
D.由于甲电路的路端电压比乙电路的路端电压大,甲电路中小灯泡的实际功率较大,则甲电路小灯泡的亮度比乙电路中任意一盏小灯泡的亮度都亮,故D错误。故选B。
4.(24-25高二上·北京房山·期末)如图所示,当开关S闭合后,小型直流电动机M和指示灯L都恰能正常工作。已知电源电动势为E,内阻为r,指示灯L的电阻为R0,额定电流为I,电动机M的线圈电阻为R,则( )
A.电动机的额定电压为IR
B.电动机的输出功率为IE﹣I2R
C.电源的输出功率为IE﹣I2r
D.整个电路的热功率为I2(R0+R)
【答案】C
【解析】AB.电动机不是纯电阻,不能满足欧姆定律;电动机的电压为
电动机的输出功率为
故AB错误。
C.电源的输出功率为
故C正确;
D.整个电路的热功率为
故D错误。故选C。
5.(24-25高二上·北京丰台·期末)如图所示,将一个小电动机接在电路中。正常工作和将电动机短时间卡住时,测得电动机两端的电压和流过电动机的电流如下表所示。下列说法正确的是( )
电压U/V
电流I/A
扇叶被卡住(短时间)
5.4
0.27
正常工作时
6.0
0.05
A.电动机线圈电阻为120Ω
B.正常工作时,电动机消耗的电功率P1=0.3W
C.正常工作时,电动机发热的功率P2=1.8W
D.正常工作时,电动机对外做功的功率P3=1.5W
【答案】B
【解析】.当扇叶被卡住,电动机不转、为纯电阻电路,根据欧姆定律可知
故A错误;
B.正常工作时,电动机消耗的电功率
故B正确;
C.正常工作时,电动机发热的功率
故C错误;
D.正常工作时,电动机对外做功的功率
故D错误;故选B。
6.(22-23高三上·北京西城·期末)如图所示,扫地机器人由主机和充电座两部分构成。充电座接在220V的插座上,可以对主机的电池进行充电。在某品牌扫地机器人的说明书上获得下表中的参数,由这些参数可知( )
主机
电池电动势、容量
14.4V、5200mA·h
额定电压
14.4V
额定功率
69W
充电座
额定功率
28W
额定输出电压
20V
额定输出电流
1.2A
A.主机电池充电完毕储存的电能约为5200J
B.主机以额定功率工作的时间约为2h
C.充电座以额定功率工作时1s内输出的电能约为28J
D.充电座以额定功率工作时1s内产生的内能约为4J
【答案】D
【解析】A.根据电能公式
故A错误;
B.根据
可知
故B错误;
C.根据
故充电座以额定功率工作时1s内输出的电能约为24J,故C错误;
D.充电座以额定功率工作时1s内产生的内能为
故D正确。故选D。
7.(24-25高二上·北京怀柔·期末)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计自身机械损耗,若该车在额定状态下以最大速度行驶,则下列选项正确的是( )
自重
40 kg
额定电压
48 V
载重
75 kg
额定电流
12 A
最大行驶速度
20 km/h
额定输出功率
400 W
A.电动机的输入功率为576W
B.电动机的线圈电阻为4Ω
C.该车获得的牵引力为104N
D.该车受到的阻力为20N
【答案】A
【解析】A.电动机的输入功率
故A正确;
B.电动机正常工作时是非纯电阻电路,不能用欧姆定律求内阻,故B错误;
CD.电动车速度最大时,牵引力等于阻力,由
可得
故CD错误。故选A。
8.(24-25高二上·北京五十中·期末)如图所示的闭合电路中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U、电流表的示数I、干电池的输出功率P都会发生变化。以下四幅图中能正确反映P-U、P-I关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB.电源的输出功率
由数学知识可知,图像应为开口向下的抛物线,故AB错误;
CD.电源的输出功率
由数学知识可知,图像应为开口向下的抛物线,故C错误,D正确。
故选D。
9.(24-25高二·北京东城·期末)硅光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的关系图像,图线b是某电阻R的U-I图像。在该光照强度下将它们组成闭合回路,则硅光电池的( )
A.电动势为5V B.内阻为5.5Ω
C.输出功率为0.72W D.效率为50%
【答案】B
【解析】A.由图可知,硅光电池的电动势为3.6V,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律可得
故B正确;
C.由题意可知P=UI输出功率为a、b两条图线交点之积,由P=UI可得
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W
故C错误;
D.由题意可知,硅光电池的总功率为
由上述分析可知,电池的效率为
故D错误。故选B。
10.(24-25高二上·北京一零一中·期末)0.在如图所示的电路中,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),、为定值电阻(),为光敏电阻,其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小,V为理想电压表。若将照射的光的强度减弱,则( )
A.电压表的示数变大 B.电源输出功率变大
C.通过的电流变大 D.小灯泡变亮
【答案】C
【解析】ACD.将照射的光的强度减弱,则阻值增大,根据串反并同可知,与它串联的电压表示数减小,与它并联的的电流变大,与它串联的小灯泡变暗,故AD错误,C正确;
B.因为,阻值增大,电路中总电阻增大,根据电源输出功率特点
可知,电源输出功率减小,故B错误。故选C。
二、多选题
11.(24-25高二上·北京西城·期末)如图某手持风扇,其电动机的电阻为0.5Ω、额定电压为3.7V、额定功率为7.4W,风扇内电池容量为4000mA·h。则( )
A.电动机正常工作时的电流为2A B.电动机正常工作时的发热功率为1W
C.电动机正常工作时的机械功率为7.4W D.该风扇连续正常工作的时间最长为2h
【答案】AD
【解析】A.电动机正常工作时的电流为
A正确;
B.电动机正常工作时的发热功率为
B错误;
C.电动机正常工作时的机械功率为
C错误;
D.该风扇连续正常工作的时间最长为
D正确。故选AD。
12.(24-25高二上·北京八一学校·期末)如图所示,电源与电动机连接成闭合回路。已知,电源电动势为E、内阻为r,电动机的额定电压为U、额定电流为I、线圈电阻为R。开关闭合后,电动机恰好正常工作,则( )
A.电动机的额定电流
B.电动机的额定电流
C.电动机输出的机械功率
D.电动机输出的机械功率
【答案】BD
【解析】AB.电动机不是纯电阻电路,不满足欧姆定律,则电动机的额定电流
由闭合回路欧姆定律有
可得,电动机的额定电流为
故A错误,B正确;
CD.电动机的输入功率为
电动机的热功率为
则电动机输出的机械功率
故C错误,D正确。故选BD。
三、解答题
13.(24-25高二上·北京怀柔·期末)如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,电阻。电动机正常工作时,电压表的示数,求:
(1)流过电动机的电流;
(2)电动机的总功率。
【答案】(1)2A
(2)14W
【解析】(1)根据欧姆定律可得流过的电流为
则流过电动机的电流为2A。
(2)根据闭合电路欧姆定律可得
解得电动机两端的电压为
则电动机的总功率为
14.(24-25高二上·北京朝阳·期末)4.图示电路中电动机线圈的电阻,电源的电动势内阻,电容器的电容,上、下两极板均水平放置,板间距离,当滑动变阻器接入电路的阻值时,闭合开关,电路稳定后,质量、电荷量的带电液滴恰好静止在两板之间,如图所示。假设电动机始终能稳定工作且未超出额定功率,重力加速度取。
(1)求电容器的带电量;
(2)求电动机输出的机械功率;
(3)调节滑动变阻器连入电路的阻值可以改变电动机输出的机械功率。小明认为:为使电动机输出的机械功率达到最大值,必须使电源的输出功率也同时达到最大值。请推理论证小明的说法是否正确。
【答案】(1)
(2)
(3)不正确
【解析】(1)带电液滴恰好静止,由受力平衡有
解得电容器两端的电压为
所以电容器的带电量为
代入数据解得
(2)当滑动变阻器的阻值为
时,由欧姆定律可知电路中的电流为
则电动机输入的功率为
电动机的热功率为
故电动机输出的机械功率为
(3)小明的说法不正确。理由如下:电源的输出功率为
由数学知识可知,当电路中的电流大小为
时,电源输出功率最大。而电动机输出的机械功率为
可知当电路中的电流大小为
时,电动机输出功率最大,显然
故电动机和电源的输出功率不可能同时取最大值,因此小明的说法不正确。
15.(24-25高二·北京东城·期末)5.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读数为33A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.1Ω,电动机绕组的电阻0.2Ω,电流表内阻不计,求:
(1)车灯的电阻值;
(2)电动机启动时流过车灯的电流以及电动机的输出功率;
(3)因电动机启动,车灯的电功率降低了多少?
【答案】(1)1.15Ω;(2)8 A,105 W;(3)41.4 W
【解析】(1)电动机未启动时车灯两端的电压
由部分电路欧姆定律有
解得
(2)电动机启动时车灯两端的电压
根据部分电路欧姆定律有
流过电动机的电流为
电动机的输出功率
(3)电动机启动时车灯的电功率
电动机未启动时车灯的电功率
车灯的电功率降低
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