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1、2022年高中物理 每日一題之快樂(lè)暑假 第16天 閉合電路的歐姆定律(含解析)新人教版選修1
考綱要求:Ⅱ
難易程度:★★☆☆☆
如圖所示電路,電源內(nèi)阻不可忽略。在滑動(dòng)變阻器觸頭由a滑向b的過(guò)程中。下列說(shuō)法中正確的是
A.電流表示數(shù)減小 B.小燈泡L亮度增加
C.電源內(nèi)電阻消耗功率減小 D.電源輸出功率一定增加
【參考答案】C
【名師點(diǎn)睛】本題考查閉合電路歐姆定律及功率公式,在解題時(shí)要注意明確電源的輸出功率的極值問(wèn)題的應(yīng)用,注意電源的總功率隨外電阻的變化而變化。
【知識(shí)補(bǔ)給】
閉合電路歐姆定律
2、
一、電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
1.電動(dòng)勢(shì)
(1)定義:電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
(2)表達(dá)式:。
(3)物理意義:反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)大小的物理量。
2.內(nèi)阻
電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也有電阻,叫做電源的內(nèi)阻,它是電源的另一重要參數(shù)。
二、閉合電路歐姆定律
1.內(nèi)容:閉合電路的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。
2.
3.路端電壓U與電流I的關(guān)系
(1)關(guān)系式:U=E–Ir。
(2)U–I圖象如圖所示。
①當(dāng)電路斷路即I=0時(shí),縱坐標(biāo)的截距為電源電動(dòng)勢(shì)。
②當(dāng)外電路電
3、壓為U=0時(shí),橫坐標(biāo)的截距為短路電流。
③圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻。
三、電路中的功率及效率問(wèn)題
1.電源的總功率
(1)任意電路:P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi)。
(2)純電阻電路:P總=I2(R+r)=。
2.電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總–P出。
3.電源的輸出功率
(1)任意電路:P出=UI=EI–I2r=P總–P內(nèi)。
(2)純電阻電路:P出=I2R=。
(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系
①當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大為;
②當(dāng)R>r時(shí),隨著R的增大輸出功率越來(lái)越?。?
③當(dāng)R
4、x時(shí),每個(gè)輸出功率對(duì)應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2,且R1R2=r2;
⑤P出與R的關(guān)系如圖所示。
4.電源的效率
(1)任意電路:η=×100%=×100%;
(2)純電阻電路:η=×100%。
因此在純電阻電路中R越大,η越大;當(dāng)R=r時(shí),電源有最大輸出功率,但效率僅為50%。學(xué)%
特別提醒 當(dāng)電源的輸出功率最大時(shí),效率并不是最大,只有50%;當(dāng)R→∞時(shí),η→100%,但此時(shí)P出→0,無(wú)實(shí)際意義。
如圖所示,電池組的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)電阻為r,R0為定值電阻,R為變阻器,已知R0>r。為使R0上消耗的電功率最大,應(yīng)將變阻器阻值調(diào)整到
A.R0
5、 B.R0+r C.0 D.R0–r
如圖所示為兩個(gè)不同閉合電路中的兩個(gè)不同電源的U–I圖象,則下述說(shuō)法中正確的是
A.電動(dòng)勢(shì)E1=E2,發(fā)生短路時(shí)的電流I1r2
C.電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1
6、動(dòng)變阻器的滑片P向上端a滑動(dòng)過(guò)程中,兩表的示數(shù)情況為
A.電壓表示數(shù)增大,電流表示數(shù)減少
B.電壓表示數(shù)減少,電流表示數(shù)增大
C.兩電表示數(shù)都增大
D.兩電表示數(shù)都減少
用如圖所示的電路來(lái)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了如圖所示的 U–I圖線,由圖可知
A.電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值為1.40 V
B.電池內(nèi)阻的測(cè)量值為3.50 Ω
C.外電路發(fā)生短路時(shí)的電流為0.40 A
D.電壓表的示數(shù)為1.20 V時(shí),電流表的示數(shù)I′=0.20 A
如圖所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫(huà)出的U–I圖象,下列關(guān)于這個(gè)圖象的說(shuō)法中正確的是
A.縱軸截距表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì),
7、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=,計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)電阻為5 Ω
D.根據(jù)r=,計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)電阻為1 Ω
如圖所示電路中,電阻R1=R2=R3=10 Ω,電源內(nèi)阻r=5 Ω,電壓表可視為理想電表。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1和S2均閉合時(shí),電壓表的示數(shù)為U1=10 V。
(1)電阻R2中的電流為多大?
(2)路端電壓為多大?
(3)電源的電動(dòng)勢(shì)為多大?
(4)當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合而S2斷開(kāi)時(shí),電壓表的示數(shù)為多大?
【參考答案】
C 由閉合電路的歐姆定律可知,R0消耗的電功率P=I2R0,要使R0消耗的功率最大,則電流最大,應(yīng)將變阻器阻值調(diào)到最小為
8、零,故C正確。
C 根據(jù)U=E–Ir可知,直線的截距等于電動(dòng)勢(shì),則電動(dòng)勢(shì)E1=E2;直線的斜率等于內(nèi)阻,則內(nèi)阻r1
9、動(dòng)時(shí),接入電路的電阻增大,與R2并聯(lián)的電阻增大,外電路總電阻R總增大,總電流I減小,路端電壓U=E–Ir增大,電壓表讀數(shù)增大,并聯(lián)部分的電阻增大,分擔(dān)的電壓增大,U2增大,流過(guò)R2的電流I2增大,電流表的讀數(shù)IA=I–I2,則減小,故BCD錯(cuò)誤,A正確。
【名師點(diǎn)睛】本題考查閉合電路的歐姆定律的數(shù)據(jù)處理,要明確圖象的意義,同時(shí)注意縱坐標(biāo)是否從零開(kāi)始的,不能想當(dāng)然的將橫坐標(biāo)的截距當(dāng)作短路電流。
AD 由閉合電路歐姆定律可知U=E–Ir,由數(shù)學(xué)知識(shí)可知,縱軸截距為電源的電動(dòng)勢(shì),則電動(dòng)勢(shì)為E=3.0 V,故A正確;圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻,即r=,故D正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)外電路電阻R=0時(shí),外電路短路,短路電流為I短=,故B錯(cuò)誤。
(1)1 A (2)15 V (3)20 V (4)16 V
(1)電阻R2中的電流
(2)外電阻
所以路端電壓為U=RI=15×1 V=15 V
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得
E=I(R+r),代入數(shù)據(jù)解得E=20 V
(4)S1閉合而S2斷開(kāi),電路中的總電流
電壓表示數(shù)U′=I′(R1+R2)=0.8×20 V=16 V