内容正文:
专题07 电能
考向导航
考点一 电功与电功率 1
考向1:纯电阻的电功与电功率的计算 1
考向2:焦耳定律 2
考向3:非纯电阻的电功与热功 2
考点二 闭合电路的欧姆定律 3
考向1:电动势与内阻 3
考向2:闭合电路的欧姆定律 4
考向3:电源的U—I图像 4
考向4:电源的效率、输出功率及等效电源 5
考点三 动态电路分析 6
考向1:电路中基础物理量的变化规律分析 6
考向2:ΔU/ΔI的判断 7
考向3:含容电路与电路的综合计算 7
考点一 电功与电功率
考向1:纯电阻的电功与电功率的计算
1.如图所示,两盏完全相同的灯泡接入图甲、图乙所示的电路中,图甲中电源电压为U,图乙中电源电压为2U,、是两个滑动变阻器,调节、使灯泡均正常发光,则关于这两个电路下列说法正确的是( )
A.、两端的电压之比为
B.、消耗的电功率之比为
C.、的电阻值之比为
D.通过、的电流之比为
2.如图所示电路,,在两端接上电源后,各电阻消耗的功率的大小比较是( )
A. B.
C. D.
考向2:焦耳定律
3.(多选)关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A.在任何电路中都有、且
B.在任何电路中都有、,但W不一定等于Q
C.、均只有在纯电阻电路中才成立
D.纯电阻电路中能计算电路生成的热量,可以计算任何电路生成的热量
4.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同。开关闭合后,电动机M正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为和;经过时间t,电流通过电阻R做功为,产生的热量为;电流通过电动机M做功为,产生的热量为,则有( )
A. B.
C. D.
考向3:非纯电阻的电功与热功
5.(多选)我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”,可以在同样的空间内装入更多电池。一款车型装配了10块“刀片电池”。每块“刀片电池”的容量是120A·h,输出电压为48V,该车型采用充电电压为300V的快充充电桩时,充电效率为80%,充满电需要的时间为8h。已知该车型电动机额定电压为48V,额定功率为1.2kW,则下列说法不正确的是( )
A.电动机在额定电压下工作时,额定电流为25A
B.刀片电池充满电时能储存5.76kW·h的能量
C.电池充满电后最多能供电动机正常工作36h
D.快充充电桩的平均充电电流为30A
6.日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路,初始时使电动机停止转动时,电压表和电流表的示数分别为和。重新调整后,滑动变阻器也能按照工作要求进行调节,使电动机恢复正常运转,电动机的输出功率全部转化为机械功率,稳定工作后电动机能拉着原来静止重物匀速上升,速度大小为,此时电压表和电流表的示数分别为和,取。求:
(1)电动机的内电阻;
(2)电动机的输出功率;
(3)重物的质量。
考点二 闭合电路的欧姆定律
考向1:电动势与内阻
7.下列关于电动势的说法中正确的是( )
A.电动势的大小等于电源接入电路正常供电时电源正、负两极间的电压
B.电动势的单位是J
C.电池在使用后,电动势可能会渐渐降低
D.电动势与外电路无关,所以外电路改变,外电压不变
8.某款智能手表搭载的锂离子电池铭牌参数如图所示,下列说法正确的是( )
A.该电池电动势为4.4 V
B.该电池储存的电荷量为1.155 Wh
C.该手表待机时间为2.5天
D.用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需1小时
考向2:闭合电路的欧姆定律
9.如图所示的电路,A是一密封的串联电池组,里面共有12节电池,这12节电池正确的连接方式应该是正极和负极依次相连,但是这些电池中有少部分正负极放颠倒了。另一个电池组B由2节电池构成。按照如图方式连接时电流表读数为3 A,若把电池组B正负极反向,电流表读数为2 A,已知电池组A、B内每节电池完全相同。电池组A内放颠倒的电池节数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
10.如图所示电路中,电源的内电阻不能忽略。已知定值电阻=10Ω,=8Ω。当开关S接到位置1时,电压表V的示数为2.0V;当开关S接到位置2时,电压表V的示数可能为( )
A.2.2V B.1.4V C.1.6V D.1.8V
考向3:电源的U—I图像
11.图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线,则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为
B.电源电动势为1V
C.此电源的短路电流为0.3A
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为
12.如图所示,直线A为某电源的图线,曲线B为某小灯泡L的图线的一部分,用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的额定功率为2W
B.此时灯泡L的电阻大于1Ω
C.此时电源内阻的热功率为4W
D.若将灯泡L换成阻值恒为0.5Ω的纯电阻,电源的效率将降低
考向4:电源的效率、输出功率及等效电源
13.已知两电源的电动势,当外电路电阻为时,外电路消耗的功率刚好相等。当外电路电阻升高为时,电源为时对应的外电路功率为,电源为时对应的外电路功率为,电源的内阻为,电源的内阻为,则( )
A., B.,
C., D.,
14.如图,为定值电阻,为可变电阻,为电源电动势,为电源内电阻,说法中正确的是( )
A.当时,获得最大功率
B.当时,获得最大功率
C.当时,上获得最小功率
D.当时,电源的输出功率最大
15.如图所示的电路中,灯泡的电阻大于电源的内阻,闭合电键,将滑动变阻器滑片向左移动一段距离,下列分析正确的是( )
A.灯泡变亮 B.电容器上电荷量减少
C.电源的输出功率变小 D.电流表读数变小,电压表读数变大
考点三 动态电路分析
考向1:电路中基础物理量的变化规律分析
16.在如图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定不变,电阻、和为定值电阻,为滑动变阻器,电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑片向下滑动时,以下说法正确的是( )
A.电流表A读数变大 B.电压表V读数变小
C.电阻两端的电压变小 D.流过的电流变小
考向2:ΔU/ΔI的判断
17.如图所示电路图,电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S,在滑片P向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变小
C. D.液滴将向下运动
18.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,为光敏电阻(光照强度增大,电阻变小),V为理想电压表,A为理想电流表。现闭合开关,增大光照强度,则( )
A.V的示数减小,A的示数减小
B.电源的效率可能增大
C.电源的输出功率一定减小
D.V的示数变化和A的示数变化的比值不变
考向3:含容电路与电路的综合计算
19.如图所示,某含容电路电源电动势为E(内阻不计),电容器电容为C,、和是三个相同的小灯泡。将开关S闭合待电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.、和亮度相同 B.与亮度相同,最亮
C.电容器上极板带正电 D.电容器上极板带负电
20.如图,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,电容器的电容为C,现将滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动,电压表示数变化量的绝对值分别为、,下列说法正确的是( )
A.、、A的示数均减小 B.、、A的示数均增大
C.电容器增加的电荷量为 D.两端电压增大
21.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),是定值电阻,C是平行板电容器,、都是理想电压表。闭合开关S后,电容器中的带电小球处于静止状态。在光照强度增大的过程中,下列说法正确的是( )
A.的示数增大,的示数减小 B.的示数减小,的示数增大
C.带电小球仍处于静止状态 D.的功率一定增大
22.一辆会发光的电动玩具汽车,简化电路如图所示,启动电源后,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。已知电源电动势,,车轮电动机的额定电压,灯泡电阻为,电动机线圈电阻。则:
(1)玩具汽车正常工作时,电动机消耗功率;
(2)玩具汽车卡住前后,电动机消耗功率的变化量。
2
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专题07 电能
考向导航
考点一 电功与电功率 1
考向1:纯电阻的电功与电功率的计算 1
考向2:焦耳定律 2
考向3:非纯电阻的电功与热功 3
考点二 闭合电路的欧姆定律 5
考向1:电动势与内阻 5
考向2:闭合电路的欧姆定律 6
考向3:电源的U—I图像 7
考向4:电源的效率、输出功率及等效电源 9
考点三 动态电路分析 11
考向1:电路中基础物理量的变化规律分析 11
考向2:ΔU/ΔI的判断 12
考向3:含容电路与电路的综合计算 13
考点一 电功与电功率
考向1:纯电阻的电功与电功率的计算
1.如图所示,两盏完全相同的灯泡接入图甲、图乙所示的电路中,图甲中电源电压为U,图乙中电源电压为2U,、是两个滑动变阻器,调节、使灯泡均正常发光,则关于这两个电路下列说法正确的是( )
A.、两端的电压之比为
B.、消耗的电功率之比为
C.、的电阻值之比为
D.通过、的电流之比为
【答案】D
【解析】A.设每盏灯正常发光时的电流、电压分别为 IL、UL。
图甲中两灯并联后与 R₁串联,每盏灯均正常发光,通过 R₁的电流为 2IL,R₁两端电压为
图乙中两灯与 R₂串联,每盏灯均正常发光,通过 R₂的电流为 IL,R₂两端电压为
图甲、图乙中变阻器分压之比为故 R₁、R₂两端电压之比1:2,A错误;
B.两变阻器消耗的电功率
均为 2IL(U-UL),、消耗的电功率之比为 1:1,B错误;
C.由欧姆定律,
得、的电阻值之比为1:4,C错误;
D.通过 、 的电流
通过、的电流之比为2:1,D正确。
故选D。
2.如图所示电路,,在两端接上电源后,各电阻消耗的功率的大小比较是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设,,则。通过、的电流均为干路电流,根据电功率公式分别有,
因此
并联部分的等效电阻为,其两端电压为,根据电功率公式分别有,
因此
由于流过的电流为干路电流,流过的电流,且,根据可得
A.实际功率关系为,不满足,故A错误;
B.由于,不满足,故B错误;
C.由于且,不满足,故C错误;
D.各电阻消耗的功率满足,故D正确。
故选D。
考向2:焦耳定律
3.(多选)关于电功W和电热Q的说法正确的是( )
A.在任何电路中都有、且
B.在任何电路中都有、,但W不一定等于Q
C.、均只有在纯电阻电路中才成立
D.纯电阻电路中能计算电路生成的热量,可以计算任何电路生成的热量
【答案】BD
【解析】A.在任何电路中,电功公式和电热公式均成立,但仅在纯电阻电路中成立。非纯电阻电路中,故A错误;
B.在任何电路中,和均成立,但是否等于取决于电路是否为纯电阻电路,所以W不一定等于Q,故B正确;
C.、的适用性不依赖于电路是否为纯电阻,故C错误;
D.在纯电阻电路中,可计算热量;而能计算任何电路生成的热量,故D正确。
故选BD。
4.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机M线圈的电阻相同。开关闭合后,电动机M正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为和;经过时间t,电流通过电阻R做功为,产生的热量为;电流通过电动机M做功为,产生的热量为,则有( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】串联电路,电流相同,设开关闭合后,电路中电流为I,对于电阻R,由欧姆定律得,对于电动机M,,则。
根据公式W=UIt可得。
根据焦耳定律得,则。
故选D。
考向3:非纯电阻的电功与热功
5.(多选)我国某汽车集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”,可以在同样的空间内装入更多电池。一款车型装配了10块“刀片电池”。每块“刀片电池”的容量是120A·h,输出电压为48V,该车型采用充电电压为300V的快充充电桩时,充电效率为80%,充满电需要的时间为8h。已知该车型电动机额定电压为48V,额定功率为1.2kW,则下列说法不正确的是( )
A.电动机在额定电压下工作时,额定电流为25A
B.刀片电池充满电时能储存5.76kW·h的能量
C.电池充满电后最多能供电动机正常工作36h
D.快充充电桩的平均充电电流为30A
【答案】BC
【解析】A.电动机额定电流由公式
可得,故A正确;
B.单块刀片电池的能量为
车型装配了10块电池,总能量应为,故B错误;
C.总容量为
电动机额定电流为25A,故供电时间为,故C错误;
D.充电总能量为
平均功率为
充电电流为,故D正确。
故选BC。
6.日常应用电动机提升物体来研究微型电动机的性能。如图所示是采用的原理电路,初始时使电动机停止转动时,电压表和电流表的示数分别为和。重新调整后,滑动变阻器也能按照工作要求进行调节,使电动机恢复正常运转,电动机的输出功率全部转化为机械功率,稳定工作后电动机能拉着原来静止重物匀速上升,速度大小为,此时电压表和电流表的示数分别为和,取。求:
(1)电动机的内电阻;
(2)电动机的输出功率;
(3)重物的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)电动机不转时,电动机作为纯电阻,故电动机的内电阻
(2)正常工作时,电动机总功率
电动机热功率为
电动机输出功率为
(3)根据机械功率可知
联立解得
考点二 闭合电路的欧姆定律
考向1:电动势与内阻
7.下列关于电动势的说法中正确的是( )
A.电动势的大小等于电源接入电路正常供电时电源正、负两极间的电压
B.电动势的单位是J
C.电池在使用后,电动势可能会渐渐降低
D.电动势与外电路无关,所以外电路改变,外电压不变
【答案】C
【解析】A.电动势等于电源开路(断路)时两极间电压。正常供电(通路)时,两极电压是路端电压,根据闭合回路欧姆定律得,故A错误;
B.电动势单位是伏特(V),焦耳(J)是能量单位,故B错误;
C.电池使用后,内部化学物质消耗,电池老化,电动势会慢慢降低,故C正确;
D.电动势由电源本身决定,和外电路无关。
根据闭合回路欧姆定律得外电压
可得外电压与外部电路总电阻有关,外电路改变,外电压改变,故D错误。
故选C。
8.某款智能手表搭载的锂离子电池铭牌参数如图所示,下列说法正确的是( )
A.该电池电动势为4.4 V
B.该电池储存的电荷量为1.155 Wh
C.该手表待机时间为2.5天
D.用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需1小时
【答案】C
【解析】A.该电池电动势为3.85V,A错误;
B.该电池储存的电荷量为q=300mAh=0.3Ah,B错误;
C.该手表待机时间为,C正确;
D.用0.5 A的无线充电器充满该电池理论上需,D错误。
故选C。
考向2:闭合电路的欧姆定律
9.如图所示的电路,A是一密封的串联电池组,里面共有12节电池,这12节电池正确的连接方式应该是正极和负极依次相连,但是这些电池中有少部分正负极放颠倒了。另一个电池组B由2节电池构成。按照如图方式连接时电流表读数为3 A,若把电池组B正负极反向,电流表读数为2 A,已知电池组A、B内每节电池完全相同。电池组A内放颠倒的电池节数为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】D
【解析】设电池组A、B内每节电池的电动势为E,电池组A内放颠倒的电池节数为n,按照如图方式连接时电流表读数为,闭合电路的总电动势为
把电池组B正负极反向,电流表读数为时,闭合电路的总电动势为
由闭合电路欧姆定律可知
即
解得
故选D。
10.如图所示电路中,电源的内电阻不能忽略。已知定值电阻=10Ω,=8Ω。当开关S接到位置1时,电压表V的示数为2.0V;当开关S接到位置2时,电压表V的示数可能为( )
A.2.2V B.1.4V C.1.6V D.1.8V
【答案】D
【解析】由闭合电路欧姆定律知,开关接到位置1时
开关接位置2时
联立解得,故ABC错误,D正确。
故选D。
考向3:电源的U—I图像
11.图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线,则下列说法正确的是( )
A.电源的内阻为
B.电源电动势为1V
C.此电源的短路电流为0.3A
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为
【答案】D
【解析】AB.根据闭合电路欧姆定律 ,电源的图线纵轴截距为电动势,图线斜率的绝对值为内阻, 从图甲可得,电源电动势为
取图线上两点(,)、(,)
电源的内阻为 ,故AB错误;
C.短路时外电路电压,短路电流
远大于0.3A,图甲中时是路端电压为1.0V的工作点,不是短路状态,故C错误;
D.电源和小灯泡组成闭合回路时,二者的完全相同,如图所示,将甲、乙两条图线画在同一坐标系中,交点就是回路的实际工作点。 电源的伏安关系可写为 ,代入数值可求得交点约为、附近,电路总功率,故D正确。
故选D。
12.如图所示,直线A为某电源的图线,曲线B为某小灯泡L的图线的一部分,用该电源和小灯泡L串联起来组成闭合回路时灯泡L恰能正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.灯泡L的额定功率为2W
B.此时灯泡L的电阻大于1Ω
C.此时电源内阻的热功率为4W
D.若将灯泡L换成阻值恒为0.5Ω的纯电阻,电源的效率将降低
【答案】D
【解析】A.由图像交点可知,灯泡L的额定电压为2V,额定功率为,故A错误;
BC.根据闭合电路欧姆定律可得
可得此电源的电动势为,内阻为
此时灯泡L的电阻为
此时电源内阻的热功率为,故BC错误;
D.电源的效率为
可知外接电阻R减小,电源效率降低,故D正确。
故选D。
考向4:电源的效率、输出功率及等效电源
13.已知两电源的电动势,当外电路电阻为时,外电路消耗的功率刚好相等。当外电路电阻升高为时,电源为时对应的外电路功率为,电源为时对应的外电路功率为,电源的内阻为,电源的内阻为,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】因外电路电阻为时,外电路消耗的功率刚好相等,可得
即
因,故
可得。
由
得
当外路电阻为时有
联立可得
其中分子分母差值为
因且,故差值为正,即
因此,可得
故选B。
14.如图,为定值电阻,为可变电阻,为电源电动势,为电源内电阻,说法中正确的是( )
A.当时,获得最大功率
B.当时,获得最大功率
C.当时,上获得最小功率
D.当时,电源的输出功率最大
【答案】A
【解析】A.将与电源内阻等效为电源的新内阻,则新等效内阻为
等效电源电动势仍为,根据电源输出功率的规律:当外电阻等于新等效电源内阻时,外电阻的功率最大,即当时,获得最大功率,故A正确;
BC.是定值电阻,由功率公式可知,电路电流越大,的功率越大。根据闭合电路欧姆定律可得,电路总电流为
当时总电阻最小,电路电流最大,功率最大,故BC错误;
D.电源的输出功率为外电路总电阻的功率,其规律为:当外电路总电阻等于电源内阻时,电源输出功率最大,即当时,电源输出功率最大。若,时,电源输出功率并非最大值,故D错误;
故选A。
15.如图所示的电路中,灯泡的电阻大于电源的内阻,闭合电键,将滑动变阻器滑片向左移动一段距离,下列分析正确的是( )
A.灯泡变亮 B.电容器上电荷量减少
C.电源的输出功率变小 D.电流表读数变小,电压表读数变大
【答案】CD
【解析】A.滑动变阻器与灯泡串联,当滑动变阻器滑片向左移动时,接入电路电阻变大,外电路总电阻增大。 根据闭合电路欧姆定律有,可知干路电流减小,路端电压为,可知路端电压增大。流过灯泡的电流变小,灯泡的实际功率减小,灯泡变暗,故A错误;
B.根据电容器的带电量公式有,由于路端电压增大,灯泡两端电压减小,所以电容器两端电压增大,可知电容器上电荷量增大,故B错误;
C.由于题目给出,外电路总电阻大于电源内阻,根据外电阻与电源输出功率关系可知,当外电阻变大时,电源输出功率减小,故C正确;
D.由上述分析可知,干路电流减小导致路端电压增大,电压表读数变大,流过灯泡的电流变小,电流表读数变小,故D正确。
故选CD。
考点三 动态电路分析
考向1:电路中基础物理量的变化规律分析
16.在如图所示的电路中,电源电动势和内阻恒定不变,电阻、和为定值电阻,为滑动变阻器,电流表和电压表均为理想电表。当滑动变阻器滑片向下滑动时,以下说法正确的是( )
A.电流表A读数变大 B.电压表V读数变小
C.电阻两端的电压变小 D.流过的电流变小
【答案】B
【解析】AB.滑片向下滑动时,变小,回路总电阻随之变小,总电流变大,、并联部分电压变小,电流表示数变小,电压表示数变小,故A错误,B正确;
C.电阻两端电压变大,故C错误;
D.设流过的电流为,由可得增大,故D错误。
故选B。
考向2:ΔU/ΔI的判断
17.如图所示电路图,电源电动势为,内阻为,为定值电阻,为滑动变阻器,带电液滴能在平行板电容器中的点处于静止状态。闭合开关S,在滑片P向下滑动的过程中,三个电表示数的变化量分别为、、。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变大 B.电压表的示数变小
C. D.液滴将向下运动
【答案】C
【解析】A.当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值将变大,根据闭合电路欧姆定律有
所以电路的电流即电流表A的示数变小,故A错误;
B.根据闭合电路欧姆定律有
所以随着电路电流的减小滑动变阻器两端的电压即电压表的示数增大,故B错误;
C.根据欧姆定律可得
则有
根据闭合电路欧姆定律可得
则有
所以,故C正确;
D.电容器并联在电源的两端,所以电容器两极板间的电势差等于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可得电源的路端电压为
当滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则电路中的电流变小,所以电源的路端电压变大。则根据可知,电容器两极板间的场强会变大。由于液滴原来静止时有
所以当电容器两极板间的场强变大时,液滴将向上运动,故D错误。
故选C。
18.如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,、为定值电阻,为光敏电阻(光照强度增大,电阻变小),V为理想电压表,A为理想电流表。现闭合开关,增大光照强度,则( )
A.V的示数减小,A的示数减小
B.电源的效率可能增大
C.电源的输出功率一定减小
D.V的示数变化和A的示数变化的比值不变
【答案】D
【解析】A.增大光照强度,光敏电阻的阻值减小,与并联的总电阻减小,电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I增大,电流表示数增大,电压表的示数
则电压表示数减小,故A错误;
B.电源的工作效率
可知电路总电流变大,电源效率减小,故B错误;
C.当外电路总电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,由于不知道外电路总电阻与电源内阻的具体大小关系,所以电源的输出功率不一定减小,故C错误;
D.电压表示数的变化与电流表示数的变化的比值
所以电压表示数的变化与电流表示数的变化的比值不变,故D正确。
故选D。
考向3:含容电路与电路的综合计算
19.如图所示,某含容电路电源电动势为E(内阻不计),电容器电容为C,、和是三个相同的小灯泡。将开关S闭合待电路稳定后,下列说法正确的是( )
A.、和亮度相同 B.与亮度相同,最亮
C.电容器上极板带正电 D.电容器上极板带负电
【答案】C
【解析】AB.开关闭合稳定后,电容器相当于断路,则、串联,所以一样亮,不亮,故AB错误;
CD.电容器下极板与电源负极电势相等,低于上极板,故上极板带正电下极板带负电,故C正确,D错误。
故选C。
20.如图,电源电动势为E、内阻为r,为定值电阻,电容器的电容为C,现将滑动变阻器的滑片由最上端缓慢地向下滑动,电压表示数变化量的绝对值分别为、,下列说法正确的是( )
A.、、A的示数均减小 B.、、A的示数均增大
C.电容器增加的电荷量为 D.两端电压增大
【答案】C
【解析】AB.测路端电压,测两端电压,电流表测干路电流,电容器两端电压等于两端电压。滑片向下滑动,增大,电路总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知干路电流减小,故示数减小;两端电压减小,内阻分压减小,路端电压增大,故示数增大;由得,因增大而减小,故增大,示数增大,故AB均错误;
C.电容器与并联,其两端电压等于,因增大,电容器充电,增加的电荷量,故C正确;
D.两端电压减小,故D错误。
故选C。
21.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,是光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小),是定值电阻,C是平行板电容器,、都是理想电压表。闭合开关S后,电容器中的带电小球处于静止状态。在光照强度增大的过程中,下列说法正确的是( )
A.的示数增大,的示数减小 B.的示数减小,的示数增大
C.带电小球仍处于静止状态 D.的功率一定增大
【答案】B
【解析】AB.在光照强度增大的过程中,减小,总电阻减小,总电流变大,根据可知,路端电压减小,则减小,根据可知,两端电压变大,则增大,故A错误,B正确;
C.电容器的电势差等于两端电压,根据
可知,电容器电势差减小,根据
可知,小球受到的电场力小于重力,小球向下运动,故C错误;
D.由于与的大小关系未知,无法判断功率的变化,故D错误。
故选B。
22.一辆会发光的电动玩具汽车,简化电路如图所示,启动电源后,电动机正常工作,车轮正常转动,当不小心卡住车轮时,车灯会变暗。已知电源电动势,,车轮电动机的额定电压,灯泡电阻为,电动机线圈电阻。则:
(1)玩具汽车正常工作时,电动机消耗功率;
(2)玩具汽车卡住前后,电动机消耗功率的变化量。
【答案】(1)6W
(2)3W
【解析】(1)玩具汽车正常工作时,电源内阻分得的电压为
通过电源的电流为
解得
玩具汽车正常工作时,流过灯泡的电流为
解得
通过电动机的电流为
电动机消耗的功率为
解得
(2)玩具汽车被卡住后,电动机可视为纯电阻,灯泡与电动机并联,电路中的总电流为
解得
所以流过电动机的电流为
玩具汽车卡住后,电动机消耗的功率为
解得
所以电动机消耗功率的变化量为
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