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课时跟踪检测(十七) 闭合电路欧姆定律
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1.目前国内已经在手机电池上应用了120 W超快闪充技术,最快15分钟就可将4 500 mA·h的电池充满。如图是某智能手机电池上的信息,则下列说法正确的是 ( )
A.4.35 V表示该电池的电动势
B.11.4 W·h表示该电池能提供的电荷量
C.3 000 mA·h表示该电池能提供的电能
D.该电池充满电后以100 mA的电流工作时,可连续工作30 h
2.图示为研究闭合电路欧姆定律的演示实验装置,图中电压表为理想电表。下列判断不正确的是 ( )
A.两只电压表的四个接线柱中,若a为正,则c也为正
B.S1、S2都断开时,电压表V1的示数等于电源电动势
C.S1、S2都闭合时,电压表V1与V2的示数之和等于电源电动势
D.S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V1的示数减小,V2的示数增大
3.如图所示,甲电路中只有一个小灯泡,乙电路中有四个小灯泡并联,两个电路所用电池和小灯泡的规格都相同。闭合开关后发现,乙电路中每个小灯泡的亮度明显比甲电路中的小灯泡暗。对该现象的解释,正确的是 ( )
A.甲电路中流过电源的电流更大
B.甲电路中的路端电压更大
C.甲电路中灯泡的电压是乙电路中灯泡电压的四倍
D.甲电路中流过灯泡的电流是乙电路中流过每个灯泡电流的四倍
4.如图,R1为定值电阻,R2为电阻箱。闭合开关S,若增大R2的阻值,则通过电流表的电流 ( )
A.不变,方向由a到b
B.不变,方向由b到a
C.变小,方向由a到b
D.变小,方向由b到a
5.研究路端电压U与外电阻R的关系的电路如图所示。闭合开关S,改变电阻箱R的阻值,测出多组U和R的值,已知电压表可看作理想电压表,则描绘出的U-R图像可能是 ( )
6.如图是某电阻R的I-U图像,U=4 V时图像的切线交I轴于1 A处。将该电阻与电动势E=8 V、内阻r=2 Ω的电源连成闭合回路,根据图中给出的信息可以得出 ( )
A.该电阻的电阻率随电压的增大而减小
B.该闭合回路接通时,电阻的阻值R=4 Ω
C.该闭合回路接通时,电阻的电功率P=16 W
D.该闭合回路接通时,电源的总功率P=16 W
7.如图甲为手控可调节亮度的台灯,其内部电路可简化为如图乙所示的电路图。通过调节图乙所示电位器R0接入电路的阻值,即可调节电源的输出功率。若电源电动势E=10 V,内阻r=2 Ω,灯泡电阻RL=6 Ω(固定不变),电位器调节的幅度是5 Ω(即每旋转一次旋钮,电阻增大或减小5 Ω)。则电位器获取的电功率最大时,电位器接入电路的阻值及灯泡消耗的电功率分别是 ( )
A.8 Ω,2.34 W B.5 Ω,3.55 W
C.10 Ω,3.13 W D.10 Ω,1.85 W
8.(双选)某同学将一玩具车的太阳能电池板取下,并通过测量多组电池板的路端电压U及流过其电流I的数据描绘了电池板的U-I图像,如图甲所示,图像的横、纵截距分别为I0和U0。现将该电池板与一定值电阻相连组成如图乙所示的电路,电压表和电流表的示数分别为U1和I1,两电表均为理想电表,下列说法正确的是 ( )
A.该电池板的内阻恒为
B.该电池板内阻消耗的功率为(U0-U1)I1
C.该电池板的输出功率为U0I1
D.该电池板的效率为
9.(12分)直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,已知电源的内阻r=1 Ω,电炉的电阻R1=9 Ω(不随温度变化),电动机线圈电阻R2=2 Ω,如图所示,当开关S断开时,电炉的功率是225 W,当开关S闭合时,电炉的功率是144 W。求:
(1)直流电源的电动势;(5分)
(2)开关S闭合时电动机的机械功率。(7分)
10.(14分)某同学想研究电动机驱动喷泉时水柱能达到的高度,他进行了如下探究:如图所示的电路中,定值电阻R1=18 Ω,R2=20 Ω,直流电动机M的线圈电阻RM=1 Ω,电流表A为理想电表。闭合开关S1,断开开关S2和S3,电流表A的示数为I1=3 A;同时闭合开关S1和S2,断开S3,电流表A的示数为I2=6 A;仅闭合开关S3,直流电动机M正常工作,电流表A的示数为I3=8 A。喷管的截面积S=3×10-3 m2,水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求电源的电动势E和内阻r;(6分)
(2)仅闭合开关S3,电动机用以驱动喷泉,求水柱能达到离喷管口的高度。(8分)
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课时跟踪检测(十七)
1.选D 4.35 V为充电电压,不是该电池的电动势,故A错误;11.4 W·h为电池能提供的电能,不是该电池能提供的电荷量,故B错误;mA·h为电荷量的单位,所以3 000 mA·h表示该电池能提供的电荷量,故C错误;该电池充满电后以100 mA的电流工作时,可连续工作时间t==30 h,故D正确。
2.选A 由于电压表V1测量的是路端电压,而电压表V2测量的是内电压,电流从电势高的地方流向电势低的地方,因此若a为正,则d也为正,A错误;S1、S2都断开时,外电路断路,回路电流为零,内电压为零,电压表V1的示数等于电源电动势,B正确;S1、S2都闭合时,电压表V1测量的是路端电压,电压表V2测量的是内电压,由于E=U内+U外,可知电压表V1与V2的示数之和等于电源电动势,C正确;S1、S2都闭合时,滑动变阻器的滑片P向右移动时,回路的总电阻减小,电流强度增加,内电压升高,路端电压降低,电压表V1的示数减小,V2的示数增大,D正确。
3.选B 两个电路中的电池相同,灯泡规格相同,根据并联电路的规律可知,乙电路中外电阻偏小,根据闭合电路欧姆定律可知,乙电路中干路电流偏大,内电压偏大,路端电压偏小,即灯泡两端电压偏小,所以乙电路中的灯泡偏暗,故选B。
4.选D 闭合开关S,若增大R2的阻值,则根据I=可知,电路中电流减小,通过电流表的电流变小,方向由b到a。故选D。
5.选C 当电阻箱阻值增大时,总电阻增大,则干路电流变小,内电压减小,则路端电压增大,故B错误;根据函数关系U=R=,U、R为非线性关系,故A错误;当电阻箱阻值趋于无穷大时,路端电压U趋于电动势E,故C正确,D错误。
6.选D I-U图线上某点和原点连线的斜率表示电阻的倒数,可知该电阻的倒数随电压的增大而减小,则该电阻的阻值随电压的增大而增大,根据电阻定律R=ρ,可知该电阻的电阻率随电压的增大而增大,故A错误;根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,即I=-U= A-U=4 A-U,在I-U图像中作出上述表达式的图线,如图所示,
可知电阻的工作电压为4 V,电流为2 A,故电阻阻值为R== Ω=2 Ω,故B错误;该闭合回路接通时,电阻的功率为P=UI=4×2 W=8 W,故C错误;该闭合回路接通时,电源的总功率为P=EI=8×2 W=16 W,故D正确。
7.选D 电源输出功率随外电阻变化规律如图所示,
将灯泡电阻看作电源内阻,则电源的等效电阻为RL+r=8 Ω,当电位器电阻等于电源等效内阻8 Ω时,电源输出功率(电位器获取的功率)最大,但由题意可知电位器电阻不能取到8 Ω,只能取到与8 Ω接近的5 Ω或10 Ω。当取5 Ω时,电位器消耗的功率为P1=×5 W= W,当取10 Ω时,P2=×10 W= W,所以电位器接入电路的阻值为10 Ω时,电位器获取的电功率最大,此时灯泡消耗的功率P=RL= W≈1.85 W,故选D。
8.选BD U-I图像的斜率表示内阻,该电池板的U-I图像为曲线,故内阻是变化的,A错误;该电池板内阻消耗的功率为P=U内I1=(U0-U1)I1,B正确;该电池板的输出功率为P出=U外I1=U1I1,C错误;该电池板的效率为η==,D正确。
9.解析:(1)当开关S断开时,电炉与电源组成闭合回路,根据欧姆定律可得P1=R1
又E=I1,联立解得E=50 V。
(2)当开关S闭合时,对电炉所在支路分析可得P2=R1
解得I2=4 A
电源路端电压为U=I2R1=36 V
设通过电动机的电流为I机,由闭合电路欧姆定律可得
U=E-(I2+I机)r,解得I机=10 A
电动机的机械功率为P机=P输入-P热
又P输入=UI机,P热=R2,联立解得P机=160 W。
答案:(1)50 V (2)160 W
10.解析:(1)闭合开关S1,断开开关S2和S3,由闭合电路欧姆定律得E=I1(R1+R2+r)
同时闭合开关S1和S2,断开S3,由闭合电路欧姆定律得
E=I2(R1+r)
解得E=120 V,r=2 Ω。
(2)仅闭合开关S3,设电动机两端的电压为U,由闭合电路欧姆定律得E=U+I3r
电动机的输出功率为P出=UI3-RM
设水喷出的初速度为v0,在Δt时间内从喷管喷出的水的质量为Δm,则Δm=ρSv0Δt
电动机的输出功率有P出=
化简得P出=,解得v0=8 m/s
由竖直上抛运动规律得=2gh,解得h=3.2 m。
答案:(1)120 V 2 Ω (2)3.2 m
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