1.關于閉合電路,下列說法正確的是( )
A.電短路時,放電電流為無限大
B.電短路時,內(nèi)電壓等于電電動勢
C.用電器增加時,路端電壓一定增大
D.把電壓表直接和電連接時,電壓表的示數(shù)總小于電電動勢
解析:選BD.由I短=Er知,A錯,B對;用電器如果并聯(lián),R外減小,U外減小,C錯.由于內(nèi)電路兩端總是有電壓,由E=Uv+Ur知,Uv<E,D選項正確.
2.一塊太陽能電池板,測得它的開路電壓為800 V,短路電流為40 A,若將該電池與一阻值為20 Ω的電阻器連成一閉合電路,則它的路端電壓是( )
A.0.10 V B.0.20 V
C.0.30 V D.0.40 V
解析:選D.電電動勢E=800 V=0.80 V
電內(nèi)阻r=EI=0.80.04 Ω=20 Ω
路端電壓為U=ERtr•R=0.820+20×20=0.40 V
所以D對.
3.圖2-7-14是根據(jù)某次實驗記錄數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象,下列關于這個圖象的說法中正確的是( )
圖2-7-14
A.縱軸截距表示待測電的電動勢,即E=3.0 V
B.橫軸截距表示短路電流,即I短=0.6 A
C.根據(jù)r=E/I短,計算出待測電內(nèi)電阻為5 Ω
D.根據(jù)r=ΔUΔI,計算出待測電內(nèi)電阻為1 Ω
解析:選AD.U-I圖線縱軸截距表示電動勢E=3.0 V,A正確;橫軸截距點坐標為(0.6 A,2.4 V),因此不是短路時電流,B、C錯誤;由U=E-Ir或r=ΔUΔI知D正確.
4.(2011年湖州高二檢測)如圖2-7-15所示的電路中,當滑動變阻器的滑片向下滑動時,A、B兩燈亮度的變化情況為( )
圖2-7-15
A.A燈和B燈都變亮
B.A燈和B燈都變暗
C.A燈變亮,B燈變暗
D.A燈變暗,B燈變亮
答案:D
5.如圖2-7-16所示,線段A為某電的U-I圖線,線段B為某電阻R的U-I圖線,由上述電和電阻組成閉合電路時,求:
圖2-7-16
(1)電的輸出功率P出是多大?
(2)電內(nèi)部損耗的電功率P內(nèi)是多少?
(3)電的效率η是多大?
解析:根據(jù)題意從A圖線可讀出
E=3 V,r=EI=36 Ω=0.5 Ω,
從B圖線可讀出R=ΔUΔI=1 Ω.
由電E=3 V,r=0.5 Ω與R=1 Ω組成的閉合電路中,
I=ER+r=31.5 A=2 A.
則P出=I2R=4 W,
P內(nèi)=I2r=2 W,
P總=IE=6 W,
所以η=P出P總=66.7 %.
答案:(1)4 W (2)2 W (3)66.7%
一、選擇題
1.關于電動勢,以下說法中正確的是( )
A.電電動勢等于電正、負極之間的電勢差
B.用電壓表直接測量電兩極得到的電壓數(shù)值,實際上總略小于電電動勢的準確值
C.電電動勢總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和,所以它的數(shù)值與外電路的組成有關
D.在閉合電路中,當外電阻變大時,路端電壓增大,電的電動勢也增大
解析:選B.電動勢是電本身的屬性,是由電本身決定的,與外電路的組成及變化無關,故C、D錯誤.由閉合電路的歐姆定律得E=U+Ir.用電壓表直接測量電兩極時,雖然電壓表的電阻很大,但電路中也有電流,內(nèi)電路中也有電壓降落,電壓表直接測量電兩極得到的電壓數(shù)值應略小于電動勢,B正確,A錯誤.
2.當外電路的電阻分別為8 Ω和2 Ω時,單位時間內(nèi)在外電路上產(chǎn)生的熱量正好相等,則該電的內(nèi)電阻是( )
A.1 Ω B.2 Ω
C.4 Ω D.6 Ω
解析:選C.由(ER1+r)2R1=(ER2+r)2R2,代入數(shù)據(jù)解得r=4 Ω,選項C正確.
3.如圖2-7-17所示為閉合電路中兩個不同電的U-I圖象,則下列說法中正確的是( )
圖2-7-17
A.電動勢E1=E2,短路電流I1>I2
B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1>r2
C.電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1>r2
D.當兩電的工作電流變化量相同時,電2 的路端電壓變化較大
解析:選AD.由閉合電路的歐姆定律得E=U+Ir.當I=0時電動勢E等于路端電壓U,即U-I圖線和U軸的交點就是電動勢,由圖知,兩電的電動勢相等.當 U=0時I=E/r,U-I圖線和I軸的交點就是短路電流,由圖知I1>I2.A正確.而r=E/I,即圖線的斜率表示電的內(nèi)阻,由圖知r1<r2,B、C錯誤.當工作電流變化量相同時,因為r1<r2,電2內(nèi)電壓變化較大,由閉合電路的歐姆定律得E=U外+U內(nèi),所以電2的路端電壓變化較大.D正確.
4.如圖2-7-18所示,直線A為電的U-I圖線,直線B和C分別為電阻R1和R2的U-I圖線,用該電分別與R1、R2組成閉合電路時,電的輸出功率分別為P1、P2,電的效率分別為η1、η2,則( )
圖2-7-18
A.P1>P2 B.P1<P2
C.η1>η2 D.η1<η2
解析:選C.由直線A可知,E=6 V,r=1 Ω,由直線B、C可知,R1=2 Ω,R2=0.5 Ω,P1=(Er+R1)2•R1=8 W,η1=R1r+R1=23,P2=(Er+R2)2R2=8 W,η2=R2r+R2=13
故有:P1=P2 η1>η2,只有C正確.
5.(2011年東濟南模擬)在圖2-7-19所示的電路中,電電動勢為E、內(nèi)電阻為r.在滑動變阻器的滑動觸片P從圖示位置向上滑動的過程中( )
圖2-7-19
A.電路中的總電流變大
B.路端電壓變大
C.通過電阻R2的電流變大
D.通過滑動變阻器R1的電流變小
解析:選BCD.本題可按照以下思路分析:
故B、C、D均正確.
6.(2009年高考廣東卷)圖2-7-20所示是一實驗電路圖.在滑動觸頭由a端滑向b端的過程中,下列表述正確的是( )
圖2-7-20
A.路端電壓變小
B.電流表的示數(shù)變大
C.電內(nèi)阻消耗的功率變小
D.電路的總電阻變大
解析:選A.由a到b,R1電阻值減小,因此總電阻變小,D錯,總電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,所以A正確.再結合歐姆定律知電流表的示數(shù)變小,B錯,由P內(nèi)=I2r知電內(nèi)阻消耗的功率變大,C錯.
7.(2011年福建師大附中高二檢測)在如圖2-7-21所示的電路中,當滑動變阻器的滑動片向下移動時,關于電燈L的亮度及電容器C所帶電荷量Q的變化判斷正確的是( )
圖2-7-21
A.L變暗,Q增大 B.L變暗,Q減小
C.L變亮,Q增大 D.L變亮,Q減小
解析:選B.滑動變阻器滑片P向下移動時,R2變小,I總變大,UL變小,L變暗,因UR1增大,故UC=UR2變小,再由Q=CUC可知Q減小,故只有B正確.
8.(2009年高考廣東卷)如圖2-7-22所示,電動勢為E、內(nèi)阻不計的電與三個燈泡和三個電阻相接,只合上開關S1,三個燈泡都能正常工作.如果再合上S2,則下列表述正確的是( )
圖2-7-22
A.電輸出功率減小 B.L1上消耗的功率增大
C.通過R1上的電流增大 D.通過R3上的電流增大
解析:選C.電不計內(nèi)阻,其輸出電壓等于電動勢.當閉合S2時,電路的外電阻R變小,電路總電流變大,故C正確;電的輸出功率P出=E2R,所以電輸出功率應該變大,A錯誤;因并聯(lián)部分兩端的電壓U并=E-UR1,又閉合S2時UR1變大,所以U并變小,L1上消耗的功率變小,通過R3的電流也是變小的,故B、D錯誤.
9.利用圖2-7-23所示電路可測出電壓表的內(nèi)阻,電的內(nèi)阻可以忽略.R為電阻箱,當R取不同阻值時,電壓表均對應有不同讀數(shù)U.多次改變阻箱的阻值.所得到的1U-R圖象為下圖中的哪一個( )
圖2-7-23
圖2-7-24
解析:選C.由閉合電路的歐姆定律E=U+IR=U+URV•R得1U=1E+1ERV•R,故選C.
二、計算題
10.如圖2-7-25所示的電路中,電阻R=10 Ω,當開關S斷開時,電壓表示數(shù)為6 V,當開關S閉合時,電壓表示數(shù)為5.46 V,則電的內(nèi)阻為多少?
圖2-7-25
解析:當開關S斷開時,R外→ ∞,所以E=U外=6 V.
當開關S閉合時,U外=IR,
即5.46 V=I×10 Ω,所以I=0.546 A,
又由E=U外+Ir,即6 V=5.46 V+0.546 r,解得r≈1 Ω.
答案:1 Ω
11.如圖2-7-26所示,E=10 V,r=1 Ω,R1=R3=5 Ω,R2=4 Ω,C=100 μF.當S斷開時,電容器中帶電粒子恰好處于靜止狀態(tài).求:
圖2-7-26
(1)S閉合后,帶電粒子加速度的大小和方向;
(2)S閉合后流過R3的總電荷量.
解析:(1)開始帶電粒子恰好處于靜止狀態(tài),必有qE=g且qE 豎直向上.S閉合后,qE=g的平衡關系被打破.S斷開,帶電粒子恰好處于靜止狀態(tài),設電容器兩極板間距離為d,有UC=R2R1+R2+rE=4 V,qUC/d=g.
S閉合后,U′C=R2R2+rE=8 V
設帶電粒子加速度為a,
則qU′C/d-g=a,解得a=g,方向豎直向上.
(2)S閉合后,流過R3的總電荷量等于電容器上電荷的增加量,所以ΔQ=C(U′C-UC)=4×10-4C.
答案:(1)g 方向向上 (2)4×10-4C
12.(2011年東茌平一中模擬)在圖2-7-27甲所示電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑動變阻器,當其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測得電的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖乙所示,其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器上的兩個不同端點時分別得到的.求:
甲 乙
圖2-7-27
(1)電的電動勢和內(nèi)電阻;
(2)定值電阻R2的阻值;
(3)滑動變阻器R3的最大值.
解析:(1)由閉合電路歐姆定律得:
E=U+Ir
將圖象中A、B兩點的電壓和電流代入得:
E=16+0.2 r E=4+0.8 r
解得E=20 V,r=20 Ω.
(2)當R3的滑片滑到最右端時,R3、R1均被短路,此時外電路電阻等于R2,且對應于圖線上B點,故由B點的U、I值可求出R2的阻值為:
R2=UBIB=40.8 Ω=5 Ω.
(3)滑動變阻器的滑片置于最左端時,R3阻值最大.設此時外電路總電阻為R,由圖象中A點坐標求出:
R=UAIA=160.2 Ω=80 Ω.
又R=R1R3R1+R3+R2,代入數(shù)值解得滑動變阻器的最大阻值R3=300 Ω.
答案:(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω
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