北京专用2019版高考物理一轮复习第十章恒定电流第2讲闭合电路欧姆定律检测
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第十章恒定电流时间:60分钟分值:100分一、选择题(每小题6分,共48分)1.在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。
M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻R M发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时( )A.R M变大,且R越大,U增大越明显B.R M变大,且R越小,U增大越明显C.R M变小,且R越大,U增大越明显D.R M变小,且R越小,U增大越明显★答案★ C 当传感器接触药液时,其阻值发生变化,导致S两端电压U增大,则M两端电压减小,可知R M应变小;R与R M构成并联电路,其并联总电阻为R并==,可知当R越大,R M减小相同值时,R并减小得越多,因此S两端电压增大越明显,选项C正确。
2.功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当。
根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰。
假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近( )A.8×108kW·hB.8×1010kW·hC.8×1011kW·hD.8×1013 k W·h★答案★ B 假设每户每天只亮灯5个小时,每户每年节电E=2×(60-10)×10-3×5×365 kW·h=182.5 kW·h。
假设每户有3口人,全国有4亿户左右。
节电总值为E总=4×108×182.5 kW·h=7.3×1010kW·h,故B正确。
3.如图所示,C为两极板水平放置的平行板电容器,闭合开关S,当滑动变阻器R1、R2的滑片处于各自的中点位置时,悬在电容器C两极板间的带电尘埃P恰好处于静止状态。
要使尘埃P向下加速运动,下列方法中可行的是( )A.把R2的滑片向左移动B.把R2的滑片向右移动C.把R1的滑片向左移动D.把开关S断开★答案★ A 尘埃P处于静止状态,则重力与电场力平衡。
第2讲闭合电路的欧姆定律电功与电热知识巩固练习1.电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力,因此( )A.电动势是一种非静电力B.电动势越大,表明电源储存的电能越多C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量.电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明储存的电能越多.故A、B错误,C正确.闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小,故D错误.2.(2021年龙岩质检)如图所示,电源内阻为r,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变.某同学合上开关后,将变阻器滑片P由a端向b端移动时,则( )A.若R2>R0,L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2>R0,电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2<R0,L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2<R0,电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2>R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻.当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻增大,所以总电流减小,通过灯L1的电流减小,L1变暗;通过L2的电流变大,L2变亮.因不知道电源内阻与外电阻的大小关系,所以电源的输出功率无法判断,故A、B错误.当R2<R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻先增大后减小,所以总电流先减小后增大,所以通过灯L1的电流先减小后增大,L1先变暗后变亮,故C正确;外电阻先增大后减小,所以电源的效率先增大后减小,故D 错误.3.(2021年南通月考)如图所示的电路中,闭合开关S后,灯L1、L2都能发光.后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏),电压表的读数增大,由此可推断,这一故障的原因可能是( )A .电阻R 1断路B .电阻R 2短路C .灯L 1两接线柱间短路D .电阻R 2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大,所以路端电压增大,电源内阻上的电压减小,说明总电流减小,电路总电阻增大.若电阻R 1断路,会导致总电阻增大,总电流减小,而此时灯L 2两端电压会减小,致使灯L 2变暗,A 错误.若电阻R 2短路,灯L 2将不亮,B 错误.若灯L 1两接线柱间短路,电路的总电阻减小,总电流增大,电压表的读数减小,C 错误.若电阻R 2断路,电路的总电阻增大,总电流减小,电压表的读数增大,符合题意,而总电流减小,导致内电压和灯L 1、R 1并联部分电压减小,灯L 2两端电压增大,灯L 2变亮,D 正确.4.(2021年济宁检测)如图,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,V 与A 分别为电压表与电流表.初始时S 0与S 均闭合,现将S 断开,则( )A .V 的读数变大,A 的读数变小B .V 的读数变大,A 的读数变大C .V 的读数变小,A 的读数变小D .V 的读数变小,A 的读数变大【答案】B【解析】S 断开,相当于电阻变大,则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小,故路端电压增大,V 的读数变大.把R 1归为内阻,内电压减小,故R 3中的电压增大,由欧姆定律可知R 3中的电流也增大,电流表示数增大,故B 正确.5.一个微型吸尘器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 .将它接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作.则( )A .电动机消耗的总功率为I 2R B .电动机消耗的热功率为U 2RC .电源的输出功率为EID .电源的效率为1-IrE 【答案】D 【解析】电动机不是纯电阻,电动机消耗的总功率为UI ,A 错误.电动机消耗的热功率为I 2R ,B 错误.电源的输出功率为UI ,C 错误.电源的效率为U E =E -Ir E,D 正确. 6.(多选)如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线.曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P (5.2,3.5)、Q (6,5).如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )A .电源1与电源2的内阻之比是3∶2B .电源1与电源2的电动势之比是1∶1C .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知,E 1=E 2=10 V ,r 1=54 Ω,r 2=56Ω,所以r 1∶r 2=3∶2,E 1∶E 2=1∶1,A 、B 正确;曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流,根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P 1=18.2 W 和P 2=30 W ,小灯泡的电阻分别为R 1=3552 Ω,R 2=56Ω,故C 、D 错误. 7.(多选)(2021年信阳质检)如图所示,电源电动势为E ,内阻为r .闭合开关S ,在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,电压表示数的变化量为ΔU ,电流表示数的变化量为ΔI .电流表的示数为I 时,电容器的带电量为Q .则在这个过程中,下列图像正确的是( )A B C D【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压,电流表测量干路电流,根据闭合电路欧姆定律U=E -I (R 1+r )得ΔU =ΔI (R 1+r ),解得ΔU ΔI=R 1+r 不变,故A 错误,B 正确.在滑动变阻器R 的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中,变阻器接入电路的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I 增大,电阻R 1两端电压增大.根据Q =UC =CR 1I 可知,Q -I 图像是过原点的倾斜直线.故C 错误,D 正确.综合提升练习8.(多选)如图所示的电路中,电源内阻忽略不计.闭合开关S ,电压表示数为U ,电流表示数为I .在滑动变阻器R 1的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中( )A .U 先变大后变小B .I 先变小后变大C .U 与I 比值先变大后变小D .U 变化量与I 变化量比值等于R 3【答案】BC【解析】据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故A 错误.滑片滑动过程中,电阻R 1的阻值先增大后减小,电压不变,所以电流表示数先减小后增大,故B 、C 正确.由于电压表示数没有变化,D 错误.9.(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V ,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出.闭合开关S ,下列说法正确的有( )A .路端电压为10 VB .电源的总功率为10 WC .a 、b 间电压的大小为5 VD .a 、b 间用导线连接后,电路的总电流为1 A【答案】AC【解析】I =E R =1 A ,所以路端电压U R =IR =10 V ,A 正确.电源的总功率P =IE =12 W ,B 错误.由串并联电路特点得a 、b 的电流均为0.5 A ,所以U a b =0.5×(15-5) V =5 V ,C 正确.a 、b 间用导线连接后,根据电路的连接可求得外电路的电阻为7.5 Ω,回路的总电阻为9.5 Ω,D 错误.10.某地要把河水抽高20 m 使之进入蓄水池.用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作.工作电压为380 V ,此时输入电动机的电功率为19 kW ,电动机的内阻为0.4 Ω.已知水的密度为1×103 kg/m 3,重力加速度g 取10 m/s 2.求:(1)电动机内阻消耗的热功率;(2)将蓄水池蓄入864 m 3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度).【答案】(1)1×103 W (2)2×104 s【解析】(1)设电动机的电功率为P ,则P =UI .设电动机内阻r 上消耗的热功率为P r ,则P r =I 2r ,代入数据解得P r =1×103 W.(2)设蓄水总质量为M ,所用抽水时间为t .已知抽水高度为h ,容积为V ,水的密度为ρ,则M =ρV .设质量为M 的河水增加的重力势能为ΔE p ,则ΔE p =Mgh .设电动机的输出功率为P 0,则P 0=P -P r .根据能量守恒定律得P 0t ×60%×80%=ΔE p .代入数据解得t =2×104 s .。
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第1讲电流电阻电功及电功率基础巩固1。
(2016北京通州潞河中学期中,7)如图所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,单位体积内的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为( )A。
vq B。
C。
qvS D.2.在长度为l、横截面积为S、单位体积内的自由电子数为n的金属导体两端加上电压,导体中就会产生匀强电场。
导体内电荷量为e的自由电子受电场力作用先做加速运动,然后与阳离子碰撞而减速,如此往复……所以,我们通常将自由电子的这种运动简化成速率为v(不随时间变化)的定向运动。
已知阻碍电子运动的阻力大小与电子定向移动的速率v成正比,即f=kv(k 是常数),则该导体的电阻应该等于()A. B.C。
D.3。
(多选)如图所示电路,电源电动势为E,内阻为r。
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,则下列说法中正确的是( )A.电动机的额定电压为IRB。
电动机的输出功率为IE—I2RC.电源的输出功率为IE-I2rD。
整个电路的热功率为I2(R+R0+r)4。
方法突破方法1 直流电路动态分析的方法1.判定总电阻变化情况的规律(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小).(2)若开关的通、断使串联的用电器增多时,电路的总电阻增大;若开关的通、断使并联的支路增多时,电路的总电阻减小.(3)在如图所示分压电路中,滑动变阻器可视为由两段电阻构成,其中一段R并与用电器并联,另一段RA、B两端的总电阻与R串的变化趋势一致.串与并联部分串联.2.分析思路(1)程序法(2)“串反并同”结论法: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、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、电功率都将增大,反之则减小.U串↓I串↓P串↓←R↑→{U并↑I并↑P并↑即:}(3)极限法:因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论.题组4 直流电路动态分析的方法1.如图所示,电路电压U保持不变,滑动变阻器R的总阻值与R2的阻值均为20 Ω,电阻R1的阻值为5 Ω。
当滑动变阻器R的滑动端P由a向b滑动过程中 ( )A.干路中电流不断增大B.R1上消耗电功率不断增大C.R1上消耗电功率不断减小D.R2上消耗电功率不断减小【★答案★】:ABD【解析】:滑片由a向b滑动时,R变小,R并变小,R总变小,电路中的总电流变大,R1两端的电压变大,消耗的功率变大;并联部分电压变小,R2消耗的功率变小。
2. (多选)如图所示,图中的四个电表均为理想电表,当滑动变阻器滑片P向右端移动时,下面说法中正确的是( )A.电压表的读数减小,电流表的读数增大B.电压表的读数增大,电流表的读数减小C.电压表的读数减小,电流表的读数增大D.电压表的读数增大,电流表的读数减小【★答案★】AD3. (多选) 如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器的滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )A.A的示数增大 B.V2的示数增大C.ΔU3与ΔI的比值大于r D.ΔU1大于ΔU2【★答案★】ACD4.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,其原理如图所示。
第2讲闭合电路欧姆定律基础巩固1.关于电动势下列说法中正确的是( )A.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大B.电动势大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功多C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D.在电源内部把正电荷从负极移动到正极,非静电力做功,电能增加2.(2018北京海淀期末)(多选)如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P向上移动时,下列说法中正确的是( )A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.电阻R0的电功率变大D.电源的总功率变小3.利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。
如图甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线。
如果用这种金属导体做成测温探头,再将它连入如图乙所示的电路中,随着测温探头处待测温度的变化,电流表示数也会发生变化。
则在t1~t2温度范围内( )A.待测温度越高,电流表的示数越大B.待测温度越高,电流表的示数越小C.待测温度升高,电流表的示数均匀增大D.待测温度升高,电流表的示数均匀减小4.(2017北京朝阳期末,2)已知干电池的电动势为1.5 V,下列说法正确的是( )A.当外电路闭合时,干电池两极间的电压等于1.5 VB.当外电路断开时,干电池两极间的电压等于零C.当外电路闭合时,在1 s内有1.5 C的电荷通过电池D.当1 C的电荷通过干电池时,干电池能把1.5 J的化学能转化为电能5.(2017北京西城期末,10)某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个测量电阻的装置,如图所示。
两支表笔直接接触时,电流表的读数为5.0 mA;两支表笔与300 Ω的电阻相连时,电流表的读数为2.0 mA。
由此可知,这个测量电阻装置的内阻是( )A.200 ΩB.300 ΩC.500 ΩD.800 Ω6.在“测电源电动势和内阻”的实验中,某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线,如图所示。
知识回顾: 直流电路的有关规律 (1)欧姆定律I =UR(2)闭合电路欧姆定律⎩⎪⎨⎪⎧I =ER +rE =U +IrE =U +U ′(3)电阻定律R =ρlS(4)电功率:P =UI P =I 2R =U 2R(5)焦耳定律:Q =I 2Rt(6)串并联电路规律:⎩⎨⎧串联分压:U 1U 2=R 1R 2并联分流:I 1I 2=R1R21.闭合电路动态变化的原因(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小).(2)若电键的通断使串联的用电器增多,总电阻增大;若电键的通断使并联的支路增多,总电阻减小. (3)热敏电阻或光敏电阻的阻值变化. 2.闭合电路动态分析的方法 基本思路是“局部→整体→局部” 流程图:3.电路动态分析的一般步骤(1)明确局部电路变化时所引起的局部电路电阻的变化.(2)根据局部电路电阻的变化,确定电路的外电阻R 外总如何变化. (3)根据闭合电路欧姆定律I 总=ER 外总+r ,确定电路的总电流如何变化.(4)由U 内=I 总r 确定电源的内电压如何变化.(5)由U=E-U内确定路端电压如何变化.(6)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化.例题分析:【例1】(多选)如图所示的电路中,所有电表均为理想电表,R1为定值电阻,R2为可变电阻,电源内阻不计,则下列说法正确的是()A.R2不变时,电表V1、A的读数之比等于R1B.R2不变时,电表V2、A的读数之比等于R1C.R2改变一定量时,电表V1、A读数的变化量之比的绝对值等于R1D.R2改变一定量时,电表V2、A读数的变化量之比的绝对值等于R1【答案】ACD例2:(多选)如图,电源内阻为r,两个定值电阻阻值均为R,闭合开关,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3,理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,则正确的是()A.A2示数增大B.V2示数与A1示数的比值减少C .ΔU 3与ΔI 1的比值小于2RD .ΔI 1小于ΔI 2 【答案】:ABD专题练习1.(2017年保定质检)在如图所示的电路中,两个灯泡均发光,当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时,则( )A .A 灯变亮,B 灯变暗 B .A 灯和B 灯都变亮C .电源的输出功率减小D .电源的工作效率降低 【答案】:A【解析】:当滑动触头向下滑动时,R 总变大,得I 总=ER 总减小,U A =E -I 总R 1-I 总r 知U A 增大,故A 灯变亮,I 总=I A +I B +I R 2,I 总减小,而I A 、I R 2均增加,故I B 减小,B 灯变暗,A 正确,B 错误;P 输=E R 总+r 2R 总=E 2R 总-r2R 总+4r ,当R 总增加时,因R 总与r 大小关系未知,不能判断P 输具体如何变化,故C 错误;η=U 外I EI ×100%=R 总R 总+r×100%,当R 总增加时,η增加,故D 错误.学科&网2.(2017年佛山二模)如图所示,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3均为定值电阻,电压表与电流表均为理想电表;开始时开关S 闭合,电压表和电流表均有读数,某时刻发现电压表和电流表读数均变大,则电路中可能出现的故障是( )A .R 1断路B .R 2断路C .R 1短路D .R 3短路 【答案】:B3.(2017年长沙模拟)如图所示,电源电动势为E ,内阻为r .当滑动变阻器的滑片P 从左端滑到右端时,理想电压表V 1、V 2示数变化的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2, 干路电流为I ,下列说法中正确的是(灯泡电阻相同且不变)( )A .小灯泡L 1、L 3变暗,L 2变亮B .ΔU 1与ΔI 的比值不变C .ΔU 1<ΔU 2D .ΔU 1=ΔU 2 【答案】:B【解析】:当滑动变阻器的滑片P 从左端滑到右端,其电阻值变大,导致电路的总电阻变大,根据“串反并同”规律,可知:L 1、L 2变暗,L 3变亮,选项A 错误;根据部分电路欧姆定律可知:ΔU 1ΔI =R 2+r ,其比值不变,选项B 正确;理想电压表V 1的示数变化绝对值ΔU 1大于理想电压表V 2的示数变化绝对值ΔU 2,选项C 、D 错误.4.(2017年上海长宁区一模)如图所示,电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ,闭合开关S 后,将滑动变阻器R 0滑片向下滑动,理想电压表V 1、V 2、V 3示数变化量的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3,理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ,则( )A .电流表A 示数减小B .ΔU 1<ΔU 2 C.ΔU 3ΔI >r D .ΔU 2>ΔU 1+ΔU 3 【答案】:C5.如图所示的电路中,当开关S 闭合时,电路中的电流表和电压表读数的变化是( )A . 两表读数均变大B . 两表读数均变小C . 电流表读数增大,电压表读数减小D . 电流表读数减小,电压表读数增大 【答案】C【解析】开关S 断开,R 1、R 2串连接入电路,电流表示数I=,电压表示数为U=E ﹣Ir=E ﹣;开关S 闭合后,R 2被短路,电路中的电阻减小,通过的电流为I′=,电压表示数为U=E ﹣I′r=E-,所以电流表示数变大,电压表示数变小,故选C6.如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接.只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作.如果再合上S2,则下列表述正确的是()A.电源输出功率减小B.L1上消耗的功率增大C.通过R1上的电流增大D.通过R3上的电流增大【答案】C7.如图所示L1灯与L2灯的电阻相同,当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时,两灯亮度变化情况是( )A.L1灯变亮,L2灯变亮B.L1灯变暗,L2灯变亮C.L1灯变暗,L2灯变暗D.L1灯变亮,L2灯变暗【答案】A【解析】与R并联后与串联再与并联;当滑片向上滑动时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中电流减小,由可知,路端电压增大,故的亮度增大;因路端电压增大,则中的电流增大,但因总电流减小,故流过的电流减小,故分压减小,则并联部分电压增大,故变亮,A正确8.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】D9.(多选)如图所示,电源E的内阻不计,其中A为理想电流表,V1、V2为理想电压表,R1、R2、R3为定值电阻.开始时S是断开的,当闭合开关S时,各电表的示数变化情况正确的是()A.电压表V1的示数变小B.电压表V2的示数变小C.电流表A的示数变大D.电流表A的示数变小【答案】BC【解析】据题意,当开关闭合后,电阻R2、R3并联,则总电阻减小,干路电流增加,电流表示数变大,C 选项正确,D选项错误;由于不计电源内阻,则有E=U1,即电压表V1的示数不变,A选项错误;并联部分电阻减小,则据:U2=E-UR1,由于电流增加,R1上的电压增加,故V2示数减小,故B选项正确10.(多选)如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时,以下判断正确的是()A.电压表读数变大,通过灯L1的电流变大,灯L2变亮B.电压表读数变小,通过灯L1的电流变小,灯L2变亮C.电压表读数变小,通过灯L2的电流变大,灯L1变暗D.电压表读数变大,通过灯L2的电流变小,灯L1变暗【答案】BC11.(多选)如图所示电路中,定值电阻R大于电源内阻r,当滑动变阻器滑动端向右滑动后,理想电流表A1、A2、A3的示数变化量的绝对值分别为△I1、△I2、△I3,理想电压表示数变化量的绝对值为△U,下列说法中正确的是()A.电流表A2的示数一定变小B.电压表V的示数一定增大C.△I 3一定大于△I 2D.△U与△I 1比值一定小于电源内阻r【答案】BCD【解析】当滑动变阻器滑动端向右滑动后,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,则总电流减小,所以电流表A3的示数减小.根据串联电路分压的特点分析可知,并联部分电压增大,即电压表V的示数增大,电流表A2的示数变大,故A错误,B正确.根据并联电路的电流规律I3= I1+ I 2,A1的示数I1变小,A2的示数I2变大,A3的示数I3变小,则知△I 1一定大于△I 3.电压表测量路端电压,根据闭合电路欧姆定律U=E﹣I3r可知, =r,而△I1大于△I3,所以<r.根据=r,=R,据题R>r,则得△I3一定大于△I2,故C、D正确.学科&网12.(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列比值正确的是()A.不变,不变B.变大,变大C.变大,不变D.变大,不变【答案】ACD13.(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值ΔI,则()A.A的示数增大B.V2的示数增大C.ΔU3与ΔI的比值大于rD.ΔU1大于ΔU2【答案】ACD14.(多选)如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.闭合开关后,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI,则()A.ΔU2=ΔU1+ΔU3B.=R+rC.电源输出功率先增大后减小D.和保持不变【答案】BD【解析】V2测量路端电压,V1测量R的电压,V3测量滑动变阻器的电压,将滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器阻值减小,总电阻减小,则总电流增大,内电压增大,U2变小,U1变大,U3变小,U2减小量小于U1增大量和U3减小量之和,所以ΔU2<ΔU1+ΔU3,故A错误;根据闭合电路欧姆定律得:U3=E-I(r+R),则得:+R.故B正确;当外电路电阻等于内阻时,电源输出功率最大,而电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r,所以将滑动变阻器滑片向下滑动,输出功率变大,故C错误;根据欧姆定律得:=R,不变,根据闭合电路欧姆定律得:U2=E-Ir,则得=r,不变,故D正确15.如图所示,E=13.5 V,r=2 Ω,R4=2 Ω,R5=1 Ω,R6=3 Ω,电流表和电压表均为理想电表,当开关S断开时,电流表的读数为I1=1.35 A,电压表的示数为U1=1.35 V,当S闭合后,电流表的读数为I2=1.5 A,电压表的示数为U2=2.25 V,求R1、R2、R3的阻值.【答案】4 Ω 8 Ω 2 Ω当开关闭合时,等效电路如图2所示;已知流过电流电电流为1.5 A,R6两端电压为2.25 A;则干路电流为I′=(1.5+)A=2.25 A路端电压为U=E﹣I′r=(13.5﹣2.25×2)V=9 V;R4两端的电压U4′=1.5×2 V=3V;则R1两端的电压为U1′=(9﹣3)V=6V;则流过R1的电压为1.5 A;因此没有电流流过R3;则R3、R6、R2的总电压也为9 V;电流为0.75 A;则有:9=0.75(1+3+R2)解得R2=8 ΩR1,R2,R3阻值分别为4 Ω、8 Ω、2 Ω。
第2讲闭合电路欧姆定律基础巩固1.关于电动势下列说法中正确的是( )A.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大B.电动势大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功多C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同D.在电源内部把正电荷从负极移动到正极,非静电力做功,电能增加2.(2018北京海淀期末)(多选)如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P向上移动时,下列说法中正确的是( )A.电流表示数变大B.电压表示数变小C.电阻R0的电功率变大D.电源的总功率变小3.利用金属导体的电阻随温度变化的特点可以制成电阻温度计。
如图甲所示为某种金属导体的电阻R随温度t变化的图线。
如果用这种金属导体做成测温探头,再将它连入如图乙所示的电路中,随着测温探头处待测温度的变化,电流表示数也会发生变化。
则在t1~t2温度范围内( )A.待测温度越高,电流表的示数越大B.待测温度越高,电流表的示数越小C.待测温度升高,电流表的示数均匀增大D.待测温度升高,电流表的示数均匀减小4.(2017北京朝阳期末,2)已知干电池的电动势为1.5 V,下列说法正确的是( )A.当外电路闭合时,干电池两极间的电压等于1.5 VB.当外电路断开时,干电池两极间的电压等于零C.当外电路闭合时,在1 s内有1.5 C的电荷通过电池D.当1 C的电荷通过干电池时,干电池能把1.5 J的化学能转化为电能5.(2017北京西城期末,10)某同学把电流表、干电池和一个定值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个测量电阻的装置,如图所示。
两支表笔直接接触时,电流表的读数为5.0 mA;两支表笔与300 Ω的电阻相连时,电流表的读数为2.0 mA。
由此可知,这个测量电阻装置的内阻是( )A.200 ΩB.300 ΩC.500 ΩD.800 Ω6.在“测电源电动势和内阻”的实验中,某同学作出了两个电源路端电压U与电流I的关系图线,如图所示。
两个电源的电动势分别为E1、E2,内阻分别为r1、r2。
如果外电路分别接入相同的电阻R,则两个电源的( )A.路端电压和电流不可能同时相等B.输出功率不可能相等C.总功率不可能相等D.效率不可能相等7.(2017北京西城二模,20)智能手机电池“快速充电技术”可以使用户在短时间内完成充电。
比如对一块额定电压3.7 V、容量1 430毫安时的电池充电,可以在半小时内将电池充到满容量的75%。
结合本段文字和你所学知识,关于“快速充电技术”,你认为下列叙述中比较合理的是( )A.这里所提到的“毫安时”指的是一种能量单位B.这里所提到的“满容量的75%”是指将电池电压充到3.7 V的75%C.快速充电技术提高了锂电池的原有容量D.对额定电压3.7 V的锂电池充电,其充电电压应高于3.7 V8.(2018北京朝阳期末)在如图所示的电路中,闭合开关后,当滑动变阻器R1的滑片P向a端移动时( )A.A1、A2的示数都减小B.A1、A2的示数都增大C.A1的示数增大,A2的示数减小D.A1的示数减小,A2的示数增大9.(2017北京顺义二模,23)某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示,一个劲度系数k=1 300 N/m、自然长度L0=0.5 m的弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置粗细均匀的电阻率较大的金属杆上,弹簧是由不导电的材料制成的。
迎风板面积S0=0.5 m2,工作时总是正对着风吹来的方向。
电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连。
迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好,不计摩擦。
定值电阻R=1.0 Ω,电源的电动势E=12 V,内阻r=0.5 Ω。
闭合开关,没有风吹时,弹簧处于自然长度,电压表的示数U1=3.0 V,某时刻由于风吹迎风板,待迎风板再次稳定时,电压表的示数变为U2=2.0 V。
(电压表可看做理想电表),试分析求解:(1)此时风作用在迎风板上的力的大小;(2)假设风(运动的空气)与迎风板作用后的速度变为零,空气的密度为1.3 kg/m3,求风速的大小。
综合提能1.(2017北京海淀二模,20)电源的两个重要参数分别是电动势E和内电阻r。
对一个电路有两种特殊情况:当外电路断开时,电源两端的电压等于电源电动势;当外电路短路时,短路电流等于电动势和内电阻的比值。
现有一个电动势为E、内电阻为r的电源和一阻值为R的定值电阻,将它们串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源,这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和乙中虚线框所示。
设新的等效电源的电动势为E',内电阻为r'。
试根据以上信息,判断下列说法中正确的是( )A.甲图中的E'=E, r'=R+rB.甲图中的E'=E, r'=R+rC.乙图中的E'=E,r'=D.乙图中的E'=E,r'=2.(2016北京西城一模,19)某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程,他按如图1所示连接电路。
先使开关S接1,电容器很快充电完毕。
然后将开关掷向2,电容器通过R放电,传感器将电流信息传入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线如图2所示。
他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响,断开S,先将滑片P向右移动一段距离,再重复以上操作,又得到一条I-t曲线。
关于这条曲线,下列判断正确的是( )A.曲线与坐标轴所围面积将增大B.曲线与坐标轴所围面积将减小C.曲线与纵轴交点的位置将向上移动D.曲线与纵轴交点的位置将向下移动3.(2015北京理综,24)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。
光照前两板都不带电。
以光照射A板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。
假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动,忽略电子之间的相互作用。
保持光照条件不变。
a和b为接线柱。
已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为E km。
元电荷为e。
(1)求A板和B板之间的最大电势差U m,以及将a、b短接时回路中的电流I短。
(2)图示装置可看做直流电源,求其电动势E和内阻r。
(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U。
外电阻上消耗的电功率设为P;单位时间内到达B板的电子,在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔE k。
请推导证明:P=ΔE k。
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)4.(2017北京东城一模,24,20分)利用图像分析问题是物理学中常用的方法,其中的斜率、面积通常具有明确的物理意义。
a.小明以6 m/s的初速度将足球水平踢出,足球在草坪上滚动直到停下来的全过程中的速度-时间图像如图1所示。
图1中图线与坐标轴所围的面积等于12个小方格的面积。
图1(1)请你判断:足球在滚动过程中受到的阻力大小是变大、变小还是不变?(2)求足球滚动了多远才停下来?b.用如图2所示的电路研究电容器的放电过程,其中电压传感器相当于一个理想电压表,可以显示电阻箱两端电压随时间的变化关系。
实验时将电阻箱R的阻值调至2 000 Ω,将开关S拨到a端,电源向电容器充电,待电路稳定后,将电压传感器打开,再将开关S拨到b端,电容器通过电阻箱放电。
以S拨到b 端时为t=0时刻,电压传感器测得的电压U随时间t变化的图像如图3所示。
忽略导线及开关的电阻,且不考虑电路辐射问题。
(1)求电容器所带电荷量的最大值。
(2)在图4上定量画出放电过程中电容器两端电压U随电荷量Q变化的关系图像,并据此求出在电容器充电过程中电源内部产生的热量。
图4答案精解精析基础巩固1.D 由电动势公式E=非知,E等于非静电力将单位正电荷在电源内部从负极移动到正极所做功的值,所以A、B错,电压与电动势的物理意义不同,C错。
2.CD 解法一当滑片P向上移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路的总阻值也变大,由闭合电路欧姆定律知干路电流I=变小,电源内阻分担电压U内=Ir变小,外电压U外=E-U内变大,电压表示数外变大,B项错。
通过R0的电流I0=外变大,通过电流表的电流I A=I-I0变小,电流表示数变小,A项错。
电阻R0的电功率P0=R0变大,C项正确。
电源的总功率P总=EI变小,D项正确。
解法二由“串反并同”规律分析知,当滑片P向上移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则与之串联的电流表示数变小,干路电流变小,电源总功率P总=EI变小;与之并联的电压表示数变大,电阻R0的电流、电压、电功率均变大,因此选C、D。
3.B 温度越高电阻R越大,电流越小,故B正确,A错误。
由甲图可知,电阻随温度的变化关系可写成R=R0+kt,电路中电流I==,因此待测温度升高,电流表示数减小,但不会均匀减小,C、D错误。
4.D 由于干电池有内阻,所以当外电路闭合时,干电池两端的电压应视为路端电压,小于1.5 V,A错误;当外电路断开时,干电池两极间的电压等于电池电动势1.5 V,而不是零,B错误;当外电路闭合时,由q=It 可知,若在1 s内有1.5 C的电荷流过电池,此时电流大小为1.5 A,而题中电阻未知,电流无法确定,C错误;根据电动势的定义式E=得W=Eq,当外电路闭合时,每有1 C的电荷通过干电池,非静电力做功就为1.5 J,就有1.5 J的化学能转化为电能,D正确。
5.A 两表笔直接接触时,E=I1r两表笔外接电阻R外时,E=I2(R外+r)R外=×300=200 Ω。
联立两式解得:r=-6.D 路端电压U=E-rI,由此得出1、2图线在纵轴上的截距分别为E1、E2,且E1>E2,斜率的绝对值表示两电源内阻,r1>r2,当外电路分别接入相同电阻R时,若R的U-I图线为图线3(如图所示),斜率k=R,则两个电源的路端电压和电流相等,大小为U3、I3,两电源输出功率(P=U3I3)相等,选项A、B错;若定值电阻R的U-I图线为图线4(如图所示),则该电阻接在E1和E2电源上时的总功率分别为P总1=E1I1,P总2=E2I2,因为E1>E2,而I1<I2,故有可能P总1=P总2,C选项错误;电源效率η=×100%,R相同而r不同,效率不可能相等,D选项正确。
7.D 根据q=It可知,毫安时(mAh)是电荷量的单位,不是能量的单位,故A错误;这里所提到的“满容量的75%”是将电量充到满容量的75%,故B错误;快速充电技术提高了锂电池的充电速度,不会提高原有容量,故C错误;为了能为电池充电,对额定电压3.7 V的锂电池充电,其充电电压应高于3.7 V,故D正确。
8.A 当R1的滑片P向a端移动时,R1接入电路的阻值增大,外电路总电阻R外增大,干路电流I减小,故A1示数减小,则路端电压U=E-IR外增大,由I2=得I2增大,而I=I2+I1,可见I1减小,电流表A2示数减小,故B、C、D选项均错误,只有A选项正确。