内容正文:
第2节 闭合电路的欧姆定律
知识点1 电源
1.电动势
(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C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=。反映了电源把其他形式的能转化成电能的本领大小。
2.内阻
电源内部的电阻,叫作电源的内阻。电动势E和内阻r是电源的两个重要参数。
知识点2 闭合电路的欧姆定律
1.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。
(2)表达式:I=。
(3)适用条件:只适用于纯电阻电路。
2.电动势与内、外电压的关系:E=U内+U外。(适用于任何电路)
3.路端电压与外电阻的关系(外电路为纯电阻电路)
一般
情况
U=IR=R=,当R增大时,U增大
特殊
情况
(1)当R→∞(断路)时,I=0,U=E;
(2)R=0(短路)时,I短=,U=0
4.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:U=E-Ir。(适用于任何电路)
(2)电源的UI图像
①当电路断路即I=0时,纵轴的截距为电源电动势。
②当外电路电压U=0时,横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
知识点3 闭合电路的功率问题
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)=
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=
电源的效率
任意电路:η=×100%=×100%
纯电阻电路:η=×100%
2. 纯电阻电路中P出与外电阻R的关系
在纯电阻外电路中,电源的输出功率P出=I2R=,
作出P出-R图像,如图所示。
由P出与外电阻R的关系图像可知:
(1)当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。
(2)当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
(4)当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。
知识点4 一般电路动态分析的三种方法
(1)程序法:
(2)结论法:
用口诀表述为“串反并同”:
①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小,反之则增大。
②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大,反之则减小。
(3)极限法:
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零进行讨论。
考向1 纯电阻问题
【例1】小张买了一只袖珍手电筒,里面有两节电动势为1.5 V的干电池。他取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“2.2 V,0.25A”的字样。小张认为,产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光,如果小张的判断是正确的,则由此可推算出(提示:串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和,内阻等于各个电池的内阻之和)( )
A.每节干电池的内电压为0.8 V B.每节干电池的内阻为1.6 Ω
C.此小灯泡的电阻为0.55 Ω D.此小灯泡的额定功率为8.8 W
【变式】小叶在物理实验课上,用实验室提供的器材搭建了如图所示的电路:电阻R选用标有“10Ω, 1A”的定值电阻,电源是一个标注“电动势V、内阻Ω”的学生电源。闭合开关S后,电阻R中实际通过的电流是多少( )
A.2.0A B.1.5A C.1.0A D.0.75A
考向2 非纯电阻问题
【例2】如图所示电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,电阻。电动机正常工作时,理想电压表的示数,下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为1A
B.电动机消耗的电功率是12W
C.电动机输出的机械功率约为67%
D.电动机的效率是90%
【变式】“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示,其中太阳能电池电动势,内阻未知,电动机线圈电阻,电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时,电动机两端电压,电热丝消耗的功率。则( )
A.火星车正常行驶时,电热丝两端的电压为
B.太阳能电池的内阻为
C.若电动机的转子被卡住,电热丝消耗的功率为
D.火星车正常行驶时,电动机的效率为80%
考向 3 图像问题
【例3】.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点,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(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的图像,虚线c为图线a、b交点处的切线。当它们组成闭合回路时,下列说法正确的是( )
A.硅光电池的电动势是 B.硅光电池的输出功率为
C.电路消耗的总功率是 D.硅光电池的内阻为
【变式】电源1、电源2的路端电压随输出电流变化的关系图线分别为图中的直线I、II,某小灯泡的伏安特性曲线为图中的曲线III。将该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,下列说法正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比为7:11
B.两次连接时,小灯泡的电阻之比为
C.两次连接时,小灯泡消耗的功率之比为
D.两次连接时,电源消耗的总功率之比为
考向4 直流电路动态分析
【例4】.(多选)图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定,电流表、电压表均为理想电表,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a端滑向b端的过程中,电流表A的示数变化量的绝对值为ΔI,电压表V示数变化量的绝对值为ΔU,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数减小 B.电流表A的示数减小
C.电源的总功率减小 D.的值不变
【变式】(多选)在如图所示电路中,电源电动势为,内阻为,电流表和电压表均为理想电表。开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数增大
B.电容器所带电荷量减小
C.的电功率一定减小
D.
一、单选题
1.如图,电阻的阻值为,电流表为理想电表,两个电池组完全相同。若将、端分别接入、端,电流表示数为;若将、端分别接入、端,电流表示数为。则单个电池组的电动势和内阻分别为( )
A., B., C., D.,
2.如图所示,我国的许多人造地球卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成。某片电池板电动势为,当该片电池板外电压为时,内电压为( )
A. B. C. D.
3.某同学在研究性学习活动中自制了一个电子秤,其简化原理示意图如图所示。图中由电源、开关、体重示数计和滑动变阻器组成闭合回路,体重示数计由电流表改装而成。闭合开关S,被测物体质量越大,通过机械传动装置,使得滑动变阻器接入电路的阻值越大从而通过体重示数计的电流会随之变化。已知电源电动势为E,不计电源内阻和体重示数计的内阻。
闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,滑动变阻器消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
4.实验室内有两个不同的电源,用伏安法测量这两个电源的电动势和内阻,根据实验数据得到路端电压和电流的关系如图1、2所示。则这两个电源电动势E和内阻r的大小关系为( )
A., B.,
C., D.,
5.如图甲所示为测量电源的电动势E和内阻r的实验方案,通过改变滑动变阻器R的阻值得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据,得到如图乙所示的U-I图像。已知电表为理想电表,通过图像分析可得电源的电动势E和内阻r分别是( )
A.E=1.50V、r=2.5Ω B.E=1.50V、r=2.1Ω
C.E=1.25V、r=2.5Ω D.E=1.25V、r=2.1Ω
6.某同学设计的测电源内阻的实验电路如图所示。断开开关S时,理想电压表的示数为;闭合开关S后,电压表的示数为。已知定值电阻,则电源的内阻r为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,闭合开关,三个灯泡均正常发光,某时刻灯泡A的接线柱突然发生断路,则下列说法正确的是( )
A.流过灯泡B的电流增大,其灯丝可能被烧断
B.流过灯泡C的电流增大,其灯丝可能被烧断
C.流过灯泡B、C的电流均增大,两灯灯丝均可能被烧断
D.流过灯泡B、C的电流均减小,两灯灯丝均不可能被烧断
8.在图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,电流表示数为I,电压表示数为U。现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些,则与P移动前相比( )
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
二、多选题
9.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,为定值电阻(且),为滑动变阻器,C为电容器,L为小灯泡,电表均为理想电表,闭合开关S电路达到稳定状态后,若将滑动变阻器滑片向左滑动,则( )
A.小灯泡变亮
B.电容器极板上的电荷量减少
C.电源的输出功率一定变小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
10.在如图所示的电路中,电源电动势、内阻,电阻、,电动机的额定电压、线圈电阻。闭合开关S后,电动机正常工作,下列说法正确的是( )
A.通过的电流为 B.通过电动机的电流为
C.电动机的输出功率为 D.电源的输出功率为
11.在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A.的阻值为
B.电源内阻为
C.电源的输出功率为
D.电阻消耗的功率为
12.小张买了一只袖珍手电筒,里面有两节干电池。他取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“2.2V,0.25A”的字样。小张认为,产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。如果小张的判断是正确的,则由此可推算出(提示:串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和,内阻等于各个电池的内阻之和。)( )
A.每节干电池的电动势为1.5V
B.每节干电池的内阻为3.2
C.此小灯泡的电阻为8.8
D.此小灯泡的额定功率为8.8W
三、解答题
13.在如图所示的电路中,电源电动势E=1.5V,内阻,电阻,电阻,电阻。电压表为理想电表,闭合开关S,求:
(1)通过电源的电流大小;
(2)电源的内电压和电压表的示数。
14.如图所示电路,电源电动势为12V,,。已知电动机额定电压为6V,线圈电阻为0.5Ω,闭合开关后,电动机恰好正常工作,求:
(1)电动机的机械功率P
(2)电源的效率η
15.在图甲的电路中,定值电阻,调节的阻值,得到多组电压表和电流表数据,作出图像如图乙所示,电压表和电流表均为理想电表。求该电源的:
(1)电动势大小;
(2)内阻大小。
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第2节 闭合电路的欧姆定律
知识点1 电源
1.电动势
(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C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=。反映了电源把其他形式的能转化成电能的本领大小。
2.内阻
电源内部的电阻,叫作电源的内阻。电动势E和内阻r是电源的两个重要参数。
知识点2 闭合电路的欧姆定律
1.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。
(2)表达式:I=。
(3)适用条件:只适用于纯电阻电路。
2.电动势与内、外电压的关系:E=U内+U外。(适用于任何电路)
3.路端电压与外电阻的关系(外电路为纯电阻电路)
一般
情况
U=IR=R=,当R增大时,U增大
特殊
情况
(1)当R→∞(断路)时,I=0,U=E;
(2)R=0(短路)时,I短=,U=0
4.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:U=E-Ir。(适用于任何电路)
(2)电源的UI图像
①当电路断路即I=0时,纵轴的截距为电源电动势。
②当外电路电压U=0时,横轴的截距为短路电流。
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。
知识点3 闭合电路的功率问题
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)=
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=
电源的效率
任意电路:η=×100%=×100%
纯电阻电路:η=×100%
2. 纯电阻电路中P出与外电阻R的关系
在纯电阻外电路中,电源的输出功率P出=I2R=,
作出P出-R图像,如图所示。
由P出与外电阻R的关系图像可知:
(1)当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。
(2)当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小。
(3)当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大。
(4)当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2。
知识点4 一般电路动态分析的三种方法
(1)程序法:
(2)结论法:
用口诀表述为“串反并同”:
①所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将减小,反之则增大。
②所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都将增大,反之则减小。
(3)极限法:
因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零进行讨论。
考向1 纯电阻问题
【例1】小张买了一只袖珍手电筒,里面有两节电动势为1.5 V的干电池。他取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“2.2 V,0.25A”的字样。小张认为,产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光,如果小张的判断是正确的,则由此可推算出(提示:串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和,内阻等于各个电池的内阻之和)( )
A.每节干电池的内电压为0.8 V B.每节干电池的内阻为1.6 Ω
C.此小灯泡的电阻为0.55 Ω D.此小灯泡的额定功率为8.8 W
【答案】B
【详解】A.两节干电池串联,总电动势
小灯泡额定参数:,灯泡正常发光,电路电流
电路总内电压
两节电池串联,每节电池内电压,A错误;
B.两节电池总内阻
每节电池内阻,B正确;
C.小灯泡额定电阻,C错误;
D.小灯泡额定功率,D错误。
故选B。
【变式】小叶在物理实验课上,用实验室提供的器材搭建了如图所示的电路:电阻R选用标有“10Ω, 1A”的定值电阻,电源是一个标注“电动势V、内阻Ω”的学生电源。闭合开关S后,电阻R中实际通过的电流是多少( )
A.2.0A B.1.5A C.1.0A D.0.75A
【答案】D
【详解】闭合开关S后,根据闭合电路欧姆定律得,电路中的电流为
故选D。
考向2 非纯电阻问题
【例2】如图所示电路中,电源电动势,内阻,电动机的电阻,电阻。电动机正常工作时,理想电压表的示数,下列说法正确的是( )
A.通过电动机的电流为1A
B.电动机消耗的电功率是12W
C.电动机输出的机械功率约为67%
D.电动机的效率是90%
【答案】B
【详解】A.由题意可知,电动机正常工作时流过的电流满足
电动机与电阻为串联关系,因此电动机的电流为,故A错误;
B.由闭合回路的欧姆定律可知,电动机上的电压为
电动机消耗的电功率为,故B正确;
CD.电动机输出的机械功率为
电动机的效率为,故CD错误。
故选B。
【变式】“祝融号”火星车的动力主要来源于太阳能电池。现将火星车的动力供电电路简化为如图所示,其中太阳能电池电动势,内阻未知,电动机线圈电阻,电热丝定值电阻。当火星车正常行驶时,电动机两端电压,电热丝消耗的功率。则( )
A.火星车正常行驶时,电热丝两端的电压为
B.太阳能电池的内阻为
C.若电动机的转子被卡住,电热丝消耗的功率为
D.火星车正常行驶时,电动机的效率为80%
【答案】C
【详解】A.火星车正常行驶时,对电热丝有公式
所以电热丝两端的电压为,故A错误;
B.根据欧姆定律,电流大小为
根据闭合电路欧姆定律,有
所以内阻,故B错误;
C.若电动机转子卡住了,电动机相当于纯电阻,此时
电热丝消耗的功率为,故C正确;
D.电动机正常行驶时,输出的机械功率为
电动机的效率为,故D错误。
故选C。
考向 3 图像问题
【例3】.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点,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(电池内阻不是常数),图线b是某电阻R的图像,虚线c为图线a、b交点处的切线。当它们组成闭合回路时,下列说法正确的是( )
A.硅光电池的电动势是 B.硅光电池的输出功率为
C.电路消耗的总功率是 D.硅光电池的内阻为
【答案】D
【详解】A.根据电源的输出电压与电流的关系
当时,,由题图可知硅光电池的电动势,故A错误;
BCD.某电阻R与硅光电池组成闭合回路时,由题图可知图线a、b交点为实际电压和电流,即路端电压为,电流为,则硅光电池的输出功率为
电路消耗的总功率为
根据闭合电路欧姆定律可得
可得硅光电池的内阻为,故BC错误,D正确。
故选D。
【变式】电源1、电源2的路端电压随输出电流变化的关系图线分别为图中的直线I、II,某小灯泡的伏安特性曲线为图中的曲线III。将该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,下列说法正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比为7:11
B.两次连接时,小灯泡的电阻之比为
C.两次连接时,小灯泡消耗的功率之比为
D.两次连接时,电源消耗的总功率之比为
【答案】C
【详解】A.根据可得电源的图像的斜率的绝对值为内阻,可知电源1的内阻为
电源2的内阻为
内阻之比,故A错误;
B.该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,曲线III与直线I、II的交点表示此时小灯泡的电流和电压,由图可得小灯泡与电源1连接时的电阻为
小灯泡与电源2连接时的电阻为
所以在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是,故B错误;
C.小灯泡与电源1连接时小灯泡消耗的功率为
小灯泡与电源2连接时小灯泡消耗的功率为
所以在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是,故C正确;
D.根据可得电源的图像的纵截距表示电源电动势,由图像可得电源1和电源2的电动势都为,与灯泡相连时电流分别为和,电源总功率,
总功率比为,故D错误。
故选C。
考向4 直流电路动态分析
【例4】.(多选)图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定,电流表、电压表均为理想电表,R1为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P从a端滑向b端的过程中,电流表A的示数变化量的绝对值为ΔI,电压表V示数变化量的绝对值为ΔU,下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数减小 B.电流表A的示数减小
C.电源的总功率减小 D.的值不变
【答案】BCD
【详解】A.当滑动变阻器滑片从端滑向端的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻增大,并联部分的总电阻增大,整个外电路的总电阻增大,根据闭合电路的欧姆定律可知,干路电流减小,内电压减小,路端电压增大,电压表测量路端电压,则电压表的示数增大,故A错误;
B.干路电流减小,电流表测量干路电流,则电流表的示数减小,故B正确;
C.电源的总功率
因为干路电流减小,电源电动势恒定,所以电源的总功率减小,故C正确;
D.根据闭合电路的欧姆定律,路端电压
则有
因为电源内阻恒定,所以的值不变,故D正确。
故选BCD。
【变式】(多选)在如图所示电路中,电源电动势为,内阻为,电流表和电压表均为理想电表。开关S闭合后,将滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电流表的示数增大
B.电容器所带电荷量减小
C.的电功率一定减小
D.
【答案】ABD
【详解】A.滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动的过程中,接入阻值减小,总电阻减小,干路电流增大,电流表示数增大,故A正确;
B.电容器与滑动变阻器并联,电容器两端电压等于滑动变阻器两端电压,都等于电压表两端电压。当干路电流增大时,根据
可得电容器两端电压减小,电容器的电容不变,根据
可知电容器所带电荷量减小,故B正确;
C.若,根据
可得滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动的过程中,的电功率先逐渐增大,当时,滑动变阻器两端电压,此时到达最大,然后逐渐减小。故C错误;
D.根据
可得,故D正确。
故选ABD。
一、单选题
1.如图,电阻的阻值为,电流表为理想电表,两个电池组完全相同。若将、端分别接入、端,电流表示数为;若将、端分别接入、端,电流表示数为。则单个电池组的电动势和内阻分别为( )
A., B., C., D.,
【答案】A
【详解】设单个电池组的电动势为,内阻为,根据闭合电路欧姆定律分两种情况列方程求解:
a、b接d、e时:只有单个电池接入电路,根据闭合电路欧姆定律:
a、c接d、e时:两个电池串联,总电动势为,总内阻为,同理得:
联立解得:,
故选A。
2.如图所示,我国的许多人造地球卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成。某片电池板电动势为,当该片电池板外电压为时,内电压为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】内电压为
故选A。
3.某同学在研究性学习活动中自制了一个电子秤,其简化原理示意图如图所示。图中由电源、开关、体重示数计和滑动变阻器组成闭合回路,体重示数计由电流表改装而成。闭合开关S,被测物体质量越大,通过机械传动装置,使得滑动变阻器接入电路的阻值越大从而通过体重示数计的电流会随之变化。已知电源电动势为E,不计电源内阻和体重示数计的内阻。
闭合开关S,当滑动变阻器接入电路的阻值为时,滑动变阻器消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】CD.从量纲角度,功率的单位为瓦特(W),的量纲为,符合功率单位;的量纲为,不符合功率单位,故C、D错误。
AB.电源内阻不计,滑动变阻器两端电压等于电源电动势,根据纯电阻功率公式,代入、,可得,故A正确,B错误。
故选A。
4.实验室内有两个不同的电源,用伏安法测量这两个电源的电动势和内阻,根据实验数据得到路端电压和电流的关系如图1、2所示。则这两个电源电动势E和内阻r的大小关系为( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】根据闭合电路欧姆定律有
可知图像的纵截距表示电动势,图像的斜率绝对值表示内阻的大小,由此可知,电源1的内阻和电动势均较大,即,。
故选D。
5.如图甲所示为测量电源的电动势E和内阻r的实验方案,通过改变滑动变阻器R的阻值得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据,得到如图乙所示的U-I图像。已知电表为理想电表,通过图像分析可得电源的电动势E和内阻r分别是( )
A.E=1.50V、r=2.5Ω B.E=1.50V、r=2.1Ω
C.E=1.25V、r=2.5Ω D.E=1.25V、r=2.1Ω
【答案】A
【详解】根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
所以,结合图线可知时,
故选A。
6.某同学设计的测电源内阻的实验电路如图所示。断开开关S时,理想电压表的示数为;闭合开关S后,电压表的示数为。已知定值电阻,则电源的内阻r为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】断开开关S时,理想电压表直接测量电源两端电压,电源电动势
闭合开关S后,电路电流
路端电压,根据闭合电路欧姆定律
可得电源内阻,故选B。
7.如图所示,闭合开关,三个灯泡均正常发光,某时刻灯泡A的接线柱突然发生断路,则下列说法正确的是( )
A.流过灯泡B的电流增大,其灯丝可能被烧断
B.流过灯泡C的电流增大,其灯丝可能被烧断
C.流过灯泡B、C的电流均增大,两灯灯丝均可能被烧断
D.流过灯泡B、C的电流均减小,两灯灯丝均不可能被烧断
【答案】A
【详解】A.由电路图可知,闭合开关且三个灯泡均正常发光时,灯泡 与灯泡并联后再与灯泡串联。灯泡的接线柱突然断路后,并联支路中只剩灯泡,并联部分的等效电阻增大,电路总电阻增大,总电流减小,灯泡 两端电压减小,并联部分两端电压增大,灯泡两端电压增大,所以通过灯泡 的电流增大,其灯丝可能被烧断,故A正确;
B.灯泡 的接线柱突然断路后,电路总电阻增大,总电流减小,所以通过灯泡 的电流减小,其灯丝不易被烧断,故B错误;
C.由上述分析可知,通过灯泡 的电流增大,通过灯泡 的电流减小,并非二者电流均增大,故C错误;
D.由上述分析可知,通过灯泡 的电流增大,通过灯泡的电流减小,并非二者电流均减小,且灯泡 的灯丝可能被烧断,故D错误。
故选A。
8.在图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为r,闭合开关S,电流表示数为I,电压表示数为U。现将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些,则与P移动前相比( )
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】C
【详解】滑动变阻器的滑动触头P向a端移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻大小在增大,所以回路的总电流减小,电流表示数减小;根据闭合电路欧姆定律有
电压表的示数会增大。
故选C。
二、多选题
9.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,为定值电阻(且),为滑动变阻器,C为电容器,L为小灯泡,电表均为理想电表,闭合开关S电路达到稳定状态后,若将滑动变阻器滑片向左滑动,则( )
A.小灯泡变亮
B.电容器极板上的电荷量减少
C.电源的输出功率一定变小
D.电压表示数与电流表示数的比值不变
【答案】CD
【详解】A.滑动变阻器的滑片向左滑动,电阻变大,结合闭合电路欧姆定律,可得,
即电流I变小,电容两端电压变大;根据电流变小,可得灯泡变暗,故A错误;
B.根据A选项分析,可知电容两端电压变大,根据电容定义式可知,电容器极板上的电荷量增大,故B错误;
C.电源输出功率为
由题意可知
则
由数学知识可知电阻变大时,P减小,故C正确;
D.根据电路连接情况,可知电压表示数与电流表示数之比满足
即该比值不变,故D正确。
故选CD。
10.在如图所示的电路中,电源电动势、内阻,电阻、,电动机的额定电压、线圈电阻。闭合开关S后,电动机正常工作,下列说法正确的是( )
A.通过的电流为 B.通过电动机的电流为
C.电动机的输出功率为 D.电源的输出功率为
【答案】ACD
【详解】A.由题意可知,和电源的电压为
则通过的电流为,故A正确;
B.通过的电流为
通过电动机的电流为,故B错误;
C.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,故C正确;
D.电源的路端电压为
电源的输出功率为,故D正确。
故选ACD。
11.在如图所示的图像中,直线Ⅰ为某电源路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻连接成闭合电路,由图像可知( )
A.的阻值为
B.电源内阻为
C.电源的输出功率为
D.电阻消耗的功率为
【答案】BC
【详解】A.根据可知,电阻,故A错误;
B.根据
可知图纵截距表示E,斜率绝对值表示r,根据题图可知,,故B正确;
C.该电源与电阻连接成闭合电路后,图像可知,此时路端电压与通过电路的电流分别为1.5V、1.0A,则电源的输出功率为,故C正确;
D.电阻消耗的功率为,故D错误。
故选BC。
12.小张买了一只袖珍手电筒,里面有两节干电池。他取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“2.2V,0.25A”的字样。小张认为,产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。如果小张的判断是正确的,则由此可推算出(提示:串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和,内阻等于各个电池的内阻之和。)( )
A.每节干电池的电动势为1.5V
B.每节干电池的内阻为3.2
C.此小灯泡的电阻为8.8
D.此小灯泡的额定功率为8.8W
【答案】AC
【详解】A.每节干电池的电动势为1.5V,故A正确;
B.根据闭合电路欧姆定律有
故,故B错误;
C.此小灯泡的电阻为,故C正确;
D.此小灯泡的额定功率为,故D错误。
故选AC。
三、解答题
13.在如图所示的电路中,电源电动势E=1.5V,内阻,电阻,电阻,电阻。电压表为理想电表,闭合开关S,求:
(1)通过电源的电流大小;
(2)电源的内电压和电压表的示数。
【答案】(1)0.25A
(2)0.15V,0.6V
【详解】(1)闭合开关S时,R2、R3并联后与R1串联,则R2、R3并联电阻
干路电流
(2)电源的内电压Ur=Ir=0.15V
电压表的示数即为R2、R3的并联电压,U=IR23=0.6V
14.如图所示电路,电源电动势为12V,,。已知电动机额定电压为6V,线圈电阻为0.5Ω,闭合开关后,电动机恰好正常工作,求:
(1)电动机的机械功率P
(2)电源的效率η
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律
有,其中
得
由欧姆定律
流过的电流
所以
设电动机的内阻,由电动机的功率关系
有,其中,
得
(2)根据电源的效率公式
有,其中
得
15.在图甲的电路中,定值电阻,调节的阻值,得到多组电压表和电流表数据,作出图像如图乙所示,电压表和电流表均为理想电表。求该电源的:
(1)电动势大小;
(2)内阻大小。
【答案】(1)2.5V
(2)
【详解】(1)由题意得电压表测量两端电压,根据闭合电路欧姆定律可得
由上式可得
(2)结合
带入
可得
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