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1、閉合電路歐姆定律
【隨堂檢測】
1.(多選)(2019·金華基礎(chǔ)測試)手電筒中的干電池的電動勢為1.5 V,用它給某小燈泡供電時,電流為0.3 A,在某次接通開關(guān)的10 s時間內(nèi),下列說法正確的是( )
A.干電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比電動勢為2 V的蓄電池強(qiáng)
B.干電池在10 s內(nèi)將4.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C.電路中每通過1 C的電量,電源把1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D.該干電池外接電阻越大,輸出功率越大
解析:選BC.電動勢越大則將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大,故A錯誤;由W=EIt可知,10 s內(nèi)轉(zhuǎn)化的電能W=1.5×0.3×10 J=4.5 J,故B正
2、確;由W=Eq可知,電路中每通過1 C的電量,電源把1.5 J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,C正確;電源的輸出功率取決于內(nèi)外電阻的關(guān)系,因本題中不明確二者關(guān)系,故無法確定功率變化,故D錯誤.
2.(多選)如圖所示為某一電源的U-I曲線,由圖可知( )
A.電源電動勢為2 V
B.電源內(nèi)電阻為 Ω
C.電源短路時電流為6 A
D.若將該電源與一個阻值為1.8 Ω的電阻串聯(lián)起來使用,此電阻消耗的功率為1.8 W
解析:選AD.由閉合電路歐姆定律U=E-Ir得知,當(dāng)I=0時,U=E,由圖讀出電動勢E=2 V.電源的內(nèi)阻r= Ω=0.2 Ω,故A正確,B錯誤.電源短路時電流I短==10 A,故C錯
3、誤.若將該電源與一個阻值為1.8 Ω的電阻串聯(lián),電路中電流為I==1 A,則電源的輸出功率即電阻消耗的功率為P=I2R=1.8 W,故D正確.
3.(2019·浙江名校聯(lián)考)巨磁電阻(GMR)電流傳感器可用來準(zhǔn)確檢測大容量遠(yuǎn)距離直流輸電線路中的強(qiáng)電流,其原理是巨磁電阻效應(yīng).巨磁電阻效應(yīng)是指某些磁性材料的電阻R在一定磁場作用下隨磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增加而急劇減小的特性.如圖所示檢測電路,設(shè)輸電線路電流為I(不是GMR中的電流),GMR為巨磁電阻,R1、R2為定值電阻,已知輸電線路電流I在巨磁電阻GMR處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與I成正比,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.如果I增大,電壓
4、表V1示數(shù)減小,電壓表V2示數(shù)增大
B.如果I增大,電流表A示數(shù)減小,電壓表V1示數(shù)增大
C.如果I減小,電壓表V1示數(shù)增大,電壓表V2示數(shù)增大
D.如果I減小,電流表A示數(shù)增大,電壓表V2示數(shù)減小
解析:選A.巨磁電阻的電阻值隨著外電流的增大而減小,如果I增大,巨磁電阻的電阻值減小,根據(jù)閉合電路歐姆定律,電流I′增大,路端電壓U1=E-I′r減小,電阻R2兩端的電壓U2=I′R2增大,即電壓表V1示數(shù)減小,電壓表V2示數(shù)增大,電流表A示數(shù)增大,故A正確,B錯誤;如果I減小,巨磁電阻的電阻值增大,根據(jù)閉合電路歐姆定律,電流I′減小,路端電壓U1=E-I′r增大,電阻R2兩端的電壓U2=
5、I′R2減小,即電壓表V1示數(shù)增大,電壓表V2示數(shù)減小,電流表A示數(shù)減小,故C、D錯誤.
4.(2019·紹興月考)用電壓表檢查如圖所示電路中的故障,測得Uad=5.0 V,Ucd=0 V,Ubc=0 V,Uab=5.0 V,則此故障可能是( )
A.L斷路 B.R斷路
C.R′斷路 D.S斷路
解析:選B.可按以下表格逐項分析
現(xiàn)象
結(jié)論
答案
Uad=5.0 V
dcba間斷路,其余電路接通
綜上所述,故障為R斷路,B選項正確
Ucd=0 V
燈L短路或其余電路某處斷路
Ubc=0 V
電阻R′短路或其余電路某處斷路
Uab=5.
6、0 V
滑動變阻器R斷路,其余電路接通
5.(2019·浙江9+1聯(lián)盟測試)如圖,E為內(nèi)阻不能忽略的電池,R1、R2、R3為定值電阻,S0、S為開關(guān),V與A分別為電壓表與電流表.初始時S0與S均閉合,現(xiàn)將S斷開,則( )
A.V的讀數(shù)變大,A的讀數(shù)變小
B.V的讀數(shù)變大,A的讀數(shù)變大
C.V的讀數(shù)變小,A的讀數(shù)變小
D.V的讀數(shù)變小,A的讀數(shù)變大
解析:選B.S斷開,相當(dāng)于電阻變大,則由閉合電路歐姆定律可得電路中總電流減小,故路端電壓增大,V的讀數(shù)變大;而R1兩端的電壓減小,故R3兩端的電壓增大,由歐姆定律可知R3中的電流也增大,A的讀數(shù)變大,故B正確.
【課后達(dá)標(biāo)檢測】
7、
一、選擇題
1.某同學(xué)將標(biāo)稱值為“220 V,100 W”的燈泡A和標(biāo)稱值為“220 V,40 W”的燈泡B串聯(lián)接入電路,發(fā)現(xiàn)燈泡B反而比燈泡A更亮,如圖所示.對該現(xiàn)象的分析正確的是( )
A.流過燈泡B的電流較燈泡A更大
B.加在燈泡B兩端的電壓較燈泡A更高
C.燈泡B的電阻較燈泡A更小,所以流過電流更大
D.這種現(xiàn)象不正常,可能標(biāo)稱值有誤
答案:B
2.(2019·麗水質(zhì)檢)將一電源電動勢為E,內(nèi)阻為r的電池,與外電路連接,構(gòu)成一個閉合電路,用R表示外電路電阻,I表示電路的總電流,下列說法正確的是( )
A.由U外=IR可知,外電壓隨I的增大而增大
B.由U內(nèi)
8、=Ir可知,電源兩端的電壓隨I的增大而增大
C.由U外=E-Ir可知,電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小
D.由P=IU外可知,電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大
答案:C
3.如圖所示,一只玩具電動機(jī)用一節(jié)干電池供電,閉合電鍵后發(fā)現(xiàn)電動機(jī)轉(zhuǎn)速較慢.經(jīng)檢測,電動機(jī)性能完好;用電壓表測a、b間電壓,只有0.6 V;斷開電鍵S,測a、b間電壓接近1.5 V,由此判斷,電動機(jī)轉(zhuǎn)動較慢的原因是( )
A.開關(guān)S接觸不良
B.電動機(jī)兩端接線接觸不良
C.電動機(jī)兩端接線短路
D.電池過舊,內(nèi)阻過大
答案:D
4.(2019·嘉興基礎(chǔ)測試)某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功
9、率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在同一坐標(biāo)系內(nèi),如圖所示,根據(jù)圖線可知錯誤的是( )
A.反映Pr變化的圖線是c
B.電源電動勢為8 V
C.電源內(nèi)阻為2 Ω
D.當(dāng)電流為0.5 A時,外電路的電阻為6 Ω
解析:選B.電源的總功率PE=IE,功率與電流成正比,由Pr=I2r知電源內(nèi)部的發(fā)熱功率與電流的平方成正比,A正確.電流為2 A時電源的總功率與電源內(nèi)阻發(fā)熱功率相等,可得出電源電動勢為4 V,內(nèi)阻為2 Ω,當(dāng)電流為0.5 A時,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出外電路的電阻為6 Ω,B錯誤,C、D正確.
5.(2019·浙江七市聯(lián)考)有一個電動勢為3 V、內(nèi)阻為
10、1 Ω的電源.下列電阻與其連接后,使電阻的功率大于2 W,且使該電源的效率大于50%的是( )
A.0.5 Ω B.1 Ω
C.1.5 Ω D.2 Ω
解析:選C.由閉合電路歐姆定律得I=,η=×100%>50%,P=I2R>2 W,即R>2 W,得 Ω<R<2 Ω,要使電源的效率大于50%,應(yīng)使R>r=1 Ω,故選項C正確.
6.如圖所示的電路中,已知電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r,滑動變阻器R的阻值可以從零連續(xù)增大到Rmax,定值電阻R1的阻值r
11、=0時,R1消耗的功率最大
D.外電路消耗的最大功率為
解析:選A.因?yàn)閞
12、不同的電阻值,電壓表的示數(shù)與一氧化碳的濃度一一對應(yīng),觀察電壓表示數(shù)就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo).已知氧化錫傳感器的電阻的倒數(shù)與一氧化碳濃度成正比,那么,電壓表示數(shù)U與一氧化碳濃度ρ之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是( )
A.U越大,表示ρ越大,ρ與U成正比
B.U越大,表示ρ越小,ρ與U成反比
C.U越大,表示ρ越大,但ρ與U不成正、反比關(guān)系
D.U越大,表示ρ越小,但ρ與U不成正、反比關(guān)系
解析:選C.根據(jù)題意,設(shè)氧化錫傳感器的電阻為R1=,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,電壓表的示數(shù)U=,ρ越大,U越大,但U與ρ既不成正比也不成反比,選項C正確.
8.(2019·浙江名校聯(lián)盟統(tǒng)考)如圖
13、所示,M、N是平行板電容器的兩個極板,R0為定值電阻,R1、R2為可調(diào)電阻,用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為m、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部.閉合電鍵S,小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)R1、R2,關(guān)于F的大小判斷正確的是( )
A.保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變大
B.保持R1不變,緩慢增大R2時,F(xiàn)將變小
C.保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變大
D.保持R2不變,緩慢增大R1時,F(xiàn)將變小
解析:選B.保持R1不變,緩慢增大R2時,由于R0和R2串聯(lián),R0兩端的電壓減小,即平行板電容器的兩個極板的電壓U減小,帶電小球受到的電場力F電=qE=q減小,懸線的拉力為F=將減小,選項B正
14、確,A錯誤.保持R2不變,緩慢增大R1時,R0兩端的電壓不變,F(xiàn)電不變,懸線的拉力為F不變,C、D錯誤.
9.有一種測量人體重的電子秤,其原理如圖中虛線內(nèi)所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表).設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計,已知理想電流表的量程為3 A,電源電動勢為12 V,內(nèi)阻為2 Ω,電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R=30-0.02F(F和R的單位分別是N和Ω).下列說法正確的是( )
A.該秤能測量的最大體重是1 400 N
B.該秤能測量的最大體重是1 300 N
C.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻
15、度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.4 A處
D.該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.3 A處
解析:選A.由E=I(r+R)可得R最小值為R=2 Ω.由R=30-0.02F可得F最大值為1 400 N,選項A正確、B錯誤;該秤零刻度線為F=0,R=30 Ω,對應(yīng)電流I==0.375 A,選項C、D錯誤.
10.(2019·溫州質(zhì)檢)如圖所示,直線A、B分別為電源a、b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,設(shè)兩個電源的內(nèi)阻分別為ra和rb,若將一定值電阻R0分別接到a、b兩電源上,通過R0的電流分別為Ia和Ib,則下列不正確的是( )
A.ra>rb
B.Ia>Ib
C.
16、R0接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源的效率較低
D.R0接到b電源上,電源的輸出功率較小,電源的效率較低
解析:選D.在電源路端電壓與電流的關(guān)系圖象中斜率表示電源內(nèi)阻,ra>rb,A正確.在圖象中作出定值電阻R0的伏安特性曲線,與電源的伏安特性曲線交點(diǎn)表示電路工作點(diǎn),Ia>Ib,B正確.R0接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源的效率較低,R0接到b電源上,電源的輸出功率較小,但電源的效率較高,C正確,D錯誤.
二、非選擇題
11.(2019·浙江十校聯(lián)考)如圖所示的電路中,輸入電壓UAB=200 V,可變電阻的總阻值R0=150 Ω,允許通過的電流為 4 A,求:
(1)
17、當(dāng)輸出端a、b開路時Uab的值;
(2)當(dāng)輸出端接入R=40 Ω的負(fù)載時,Uab的可能變化范圍.
解析:(1)a、b開路時,Uab=UAB=200 V.
(2)畫出變阻器的等效電路圖如圖所示,當(dāng)滑動觸頭向下方移動,下方部分電流達(dá)到臨界狀態(tài),即為4 A時,下方部分電阻R0下= Ω=50 Ω,上方部分電阻為100 Ω,此時Uab=×200 V≈57.1 V.當(dāng)滑動觸頭向上方移動,上方部分電流達(dá)到臨界狀態(tài),即為4 A時,同理可知,上方部分的電阻R0上= Ω=10 Ω,此時Uab=×200 V=160 V.
答案:(1)200 V (2)57.1 V≤Uab≤160 V
12.(2019
18、·浙江猜題卷)如圖甲所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3為一滑動變阻器.當(dāng)其滑片P從左端滑至右端時,測得電源的路端電壓隨電源中流過的電流變化圖線如圖乙所示,其中A、B兩點(diǎn)是滑片P在變阻器的兩個不同端點(diǎn)得到的.求:
(1)電源的電動勢和內(nèi)阻;
(2)定值電阻R2的阻值;
(3)滑動變阻器的最大阻值.
解析:(1)題圖乙中AB延長線,交U軸于20 V處,交I軸于1.0 A處,所以電源的電動勢為E=20 V,內(nèi)阻r==20 Ω.
(2)當(dāng)P滑到R3的右端時,電路參數(shù)對應(yīng)圖乙中的B點(diǎn),即U2=4 V、I2=0.8 A,得R2==5 Ω.
(3)當(dāng)P滑到R3的左端時,由圖乙知此時U外=16 V,I總=0.2 A,
所以R外==80 Ω
因?yàn)镽外=+R2,
所以滑動變阻器的最大阻值為:R3=300 Ω.
答案:見解析
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