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文檔簡介
專題04閉合電路歐姆定律
考點清單
標:01-劭-
1.電動勢:在電源內(nèi)部,非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功w與被移送電荷量”的比值。
2.定義式:£=與。單位:伏特(V)。
3.物理意義:反映電源非靜電力做功本領(lǐng)大小的物理量。
4.決定因素:由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無關(guān),跟外電路無關(guān)。
清單02用含電■的歐舞定律
1.閉合電路
(1)閉合電路是指由電源和用電蟄及導(dǎo)線組成的完整的電路。
(2)內(nèi)電路:如圖所示,電源內(nèi)部的電路叫內(nèi)電路,電遮的電阻叫內(nèi)電阻。
⑶外電路:電源外部的電路叫外電路,外電路的電阻稱為外電阻。
2.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化
如圖所示,電路中電流為/,在時間r內(nèi),非靜電力做的功等于內(nèi)、外電路中電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的總和,
即EIt^I2Rt+frt,,
內(nèi)電路外電路
3.閉合電路的歐姆定律
(1)內(nèi)容:在外電路為純電阻的閉合電路中,電流的大小跟電源的電動勢成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和
成反比。
F
(2)表達式:
(3)適用條件:外電路為純電阻電路。
三、路端電壓與負載的關(guān)系
1.路端電壓與電流的關(guān)系
(1)公式:U=E-Ir.
(2)。一/圖像:如圖所示,該直線與縱軸交點的縱坐標表示電動勢,斜率的絕對值表示電源的內(nèi)理。
2.路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律
p
(1)當外電阻R增大時,由/=奇可知電流/減小,路端電壓U=ETr增大,當R增大到無限大(斷路)時,
1=0,
U=E,即外電路斷路時的路端電壓等于電源電動勢。
F
⑵當外電阻R減小時,由/=而;可知電流/增大,路端電壓。=£—〃遴b,當R減小到零(短路)時,/
E
=:u=。。
薛一03閉合電■的基正和政牽
1.電源的總功率
P.&=EI;電源內(nèi)電阻消耗的功率尸內(nèi)=U內(nèi)/=&;電源輸出功率產(chǎn)出=用外/。
2.對于純電阻電路,電源的輸出功率
產(chǎn)出=/2R=^^[2R=(R_;:2—,當R=7"時,電源的輸出功率最大,其最大輸出功率為Rm=]。電源
,一尸+4廠
輸出功率隨外電阻變化而變化的曲線如圖所示。
3.電源的效率
指電源的輸出功率與電源的總功率之比,
即〃=察乂]00%=[義]00%=,義100%。
產(chǎn)總I乜此
j2nD1
對于純電阻電路,電源的效率〃受、XHX所以當增大時,效率〃
r<R+r)100%=R+r100%=-,,r-X100%,R
1+R
提高。當氏=可電源有最大輸出功率)時效率僅為跡,效率并不高。
清單04例一端電勃勢和的限
一、實驗?zāi)康?/p>
1.理解測量電源的電動勢和內(nèi)阻的基本原理,體驗測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗過程。
2.會用解析法和圖像法求解電動勢和內(nèi)阻。
3.掌握利用儀器測量電源電動勢和內(nèi)阻的方法,并能設(shè)計簡單的電路和選擇儀器。
二、實驗原理
由£=[7+萬知,只要測出U、/的兩組數(shù)據(jù),就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程,從而解出E、r,電路圖如
圖所示。
三、實驗步驟
1.電流表用0?0.6A量程,電壓表用0?3V量程,按實驗原理圖連接好電路。
2.把滑動變阻器的滑片移到一端,使其接入電路的阻值最大。
3.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器接入電阻的阻值,使電流表有明顯的示數(shù),記錄一組數(shù)據(jù)彷、5)。用同樣的
方法測量幾組/、。值。
4.斷開開關(guān),整理好器材。
5.處理數(shù)據(jù),用解析法和作圖法求出電池的電動勢和內(nèi)阻。
四、數(shù)據(jù)處理
為減小測量誤差,本實驗常選用以下兩種數(shù)據(jù)處理方法:
1.公式法
2.圖像法
把測出的多組U、/值,在U—/圖中描點畫圖像,使U—/圖像的直線經(jīng)過大多數(shù)坐標點或使各坐標點大致
分布在直線的兩側(cè),如圖所示,由[/=£一”可知:
F
(1)縱軸截距等于電源的電動勢E,橫軸截距等于外電路短路時的電流I產(chǎn)。
⑵圖線幽的絕對值等于電源的內(nèi)阻r=|等尸專。
五、誤差分析
1.偶然誤差
主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U-I圖像時描點不準確。
2.系統(tǒng)誤差
由于電壓表分流/v,使電流表示數(shù)/小于電池的輸出電流/真。/真=/+%,而人=也,。越大,/v越大,它
Kv
們的關(guān)系可用圖表示。實測的圖線為經(jīng)過A修正后的圖線為48,可看出的斜率絕對值和在縱軸
上的截距都小于A'B,即實測的E和r都小于真實值。
六、注意事項
1.為使電池的路端電壓有明顯變化,應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表。
2.實驗中不能將電流調(diào)得過大,且讀數(shù)要快,讀完后立即切斷電源,防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r明顯變
化。
3.若干電池的路端電壓變化不很明顯,作圖像時,縱軸單位可取得小一些,且縱軸起點可不從零開始。如圖
所示,此時圖線與縱軸交點仍為電池的電動勢E,但圖線與橫軸交點不再是短路電流,內(nèi)阻要在直線上取較
遠的兩點用「=|瞽|求出。
|U/V
00.20.40.67/A
4.為了提高測量的精確度,在實驗中/、U的變化范圍要大一些,計算E、7■時,U1和/、和/2的差值要
大一些。
情:05練習(xí)使用一用電表
一、多用電表構(gòu)造及原理圖
1.多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等,并且每一種測量都有幾個量程。
2.外形如圖所示:上半部為表盤,表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度;下半部為選擇開關(guān),它的四周刻
有各種測量項目和量程。
3.多用電表面板上還有:歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕(使電表指針指在右端零歐姆處)、指針定位螺絲(使電表指針
指在左端的“0”位置)、表筆的正、負插孔(紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“,插孔)。
表
盤
指
針定
歐
螺絲
位
姆
調(diào)
擇
選
零
開關(guān)
旋
鈕
4.原理圖:
二、多用電表使用
實驗器材:
多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小電珠、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。
進行實驗:
1.機械調(diào)零:多用電表的指針若不指零,則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零。
2.將紅、黑表筆分別插入“+”“,插孔。
3.測量小電珠的電壓和電流。
(1)按如圖甲所示連好電路,將多用電表選擇開關(guān)置于直通電壓擋,測小電珠兩端的電壓。
(2)按如圖乙所示連好電路,將選擇開關(guān)置于直流電流擋,測量通過小電珠的電流。
4.用多用電表測電阻
(1)調(diào)整定位螺絲,使指針指向電流的雯刻度,插入表筆。
(2)選擇開關(guān)置于“?!睋醯膞l擋,短接紅、黑表筆,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)雯旋鈕,使指針指到“0”歐姆位置,然后斷開表筆。
(3)將兩表筆分別接觸阻值為幾十歐的定值電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,再與標定值進行比較。
(4)選擇開關(guān)改置于xlOO擋.重新進行歐姆調(diào)零。
(5)再將兩表筆分別接觸標定值為幾千歐的電阻兩端,讀出指示的電阻值,然后斷開表筆,與標定值進行比較。
(6)測量完畢,將表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“QS”擋。
5.注意事項:
(1)紅表筆插入“+”孔,黑表筆插入孔。
(2)區(qū)分“兩個零點”:機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲;歐姆零點是指刻
度盤右側(cè)的“0”位置,調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕。
(3)測電阻時:
①待測電阻與電源一定要斷開。
②兩手一定不要同時接觸兩表筆金屬桿。
③指針指中值附近較準,否則換擋。
④每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。
⑤讀出示數(shù)要乘以倍率。
(4)使用完畢,選擇開關(guān)要置于“OFF”擋或交流電壓最高擋,長期不用應(yīng)取出電池。
知識點歐姆表原理及應(yīng)用
1.構(gòu)造:歐姆表由電流表G、電池、調(diào)零電阻R和紅、黑表筆組成。
歐姆表內(nèi)部:電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián)。
外部:接被測電阻Re
2.工作原理:閉合電路歐姆定律,/
Rg+R+r+Rx
3.刻度的標定:紅、黑表筆短接(被測電阻七=0)時,調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R,使/=/g,電流表的指針達到滿偏,這一過程叫
歐姆調(diào)零。
(1)當/=/g時,4=0,在滿偏電流/g處標為(圖甲)
(2)當/=0時,R*一%在/=0處標為“里”。(圖乙)
(3)當T時R=Eg+R+r,此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值R叫中值電阻。
即時練習(xí)
1.將一電源、定值電阻&=2。及電阻箱連成如圖甲所示的閉合回路,閉合開關(guān)后調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,測
得電阻箱功率與電阻箱讀數(shù)變化關(guān)系曲線如圖乙所示,則下列說法中正確的是()
C.調(diào)整R,電源最大輸出功率為9WD.電阻箱功率最大時電源效率為50%
【答案】B
【詳解】B.根據(jù)電阻箱所消耗功率尸與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線,當電阻箱的電阻等于電源內(nèi)阻加R0之
和時,即
R=丁+用=3Q
電阻箱消耗的電功率最大,已知&=20,可得
r=1Q
故B正確;
A.可得電阻箱的電功率最大的時候,電阻箱的電壓為
U=^=3V
根據(jù)串聯(lián)分壓可得
EU
R+R^+rR
代入數(shù)據(jù)解得電源電動勢為
E=6V
故A錯誤;
C.當外電路電阻與內(nèi)阻相等時,電源的輸出功率最大;本題中定值電阻&的阻值大于內(nèi)阻的阻值,故變阻
箱的阻值為0時,電源的輸出功率最大,最大功率為
(E\
Rax=屋-K)=8W
故C錯誤;
D.電阻箱所消耗功率尸最大時,電源的輸出效率為
UIU
〃=——R+4?86%
EIER+4+r
故D錯誤。
故選Bo
2.某同學(xué)利用理想電流表、電阻箱和定值電阻(阻值為凡)等器材測量電源的電動勢和內(nèi)阻,實驗電路如
圖所示,閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱R改變其阻值,可測得多組/、R數(shù)據(jù)。為了減少偶然誤差,用圖像法處
11
理數(shù)據(jù),以;為縱軸、R為橫軸,作出圖像。若圖像的斜率為七縱坐標截距為6,則電源的電動勢E
和內(nèi)阻廠分別為()
€>
C.k,—卜&D.k,----RQ
【答案】B
【詳解】由題意,根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得/=整理得;=】于+^^作出圖像,可得
R+Ro+rIEEI
%==,6=4?則電源的電動勢E和內(nèi)阻,分別為£=:,〃故選B。
EEkk
3.如圖,電路中有必、cd、動■三根導(dǎo)線。其中一根導(dǎo)線的銅絲是斷的,另外兩根導(dǎo)線和電源、電阻&、
%都是完好的。電源電動勢為9V。某同學(xué)想利用多用電表的直流10V擋檢查出斷導(dǎo)線,下列說法正確的是
e
Ri4
a?f
9VJ
A.若測得曲間電壓接近9V,斷導(dǎo)線一定是
B.若測得ad間電壓接近9V,斷導(dǎo)線一定是由'
C.若測得ac間電壓為0,斷導(dǎo)線一定是M
D.若測得。e間電壓為0,斷導(dǎo)線一定是4'
【答案】D
【詳解】AB.用多用電表的紅表筆接在。點,黑表筆如果接在6點或者』點時電表示數(shù)為9V,說明已有電
流通過電壓表,可知行段導(dǎo)線肯定無斷路,斷路必定在"或cd段,故A、B錯誤;
CD.用多用電表的紅表筆接在a點,黑表筆如果接在c點時電表示數(shù)為0V,說明沒有電流通過電壓表,可
知)或段導(dǎo)線有斷路,黑表筆如果接在e點時電表示數(shù)為0V,說明段導(dǎo)線一定有斷路,故C錯誤,D
正確。
故選D。
4.如圖所示,平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和電壓表對電路的影響,當滑動變
阻器處的滑片向6端移動時,則()
----------------------11?-
A.電壓表讀數(shù)變大B.電流表讀數(shù)變大
C.質(zhì)點P將向上運動D.心上消耗的功率逐漸增大
【答案】B
【詳解】BD.當滑動變阻器用的滑片向b端移動時,接入電路的電阻減小,外電路總電阻減小,根據(jù)閉合
電路得歐姆定律可知干路電流增大,電阻力以及電源內(nèi)阻上的電壓變大,與電容器并聯(lián)的支路電壓減小,
流過R3的電流減小,則以上消耗的功率逐漸減小,且流過電流表的電流增大,故B正確、D錯誤;
A.流過電流表的電流增大,電阻尺2兩端的電壓增大,與電容器并聯(lián)的支路電壓減小,可知電阻R兩端的
電壓減小,電壓表讀數(shù)減小,故A錯誤;
C.電容器兩端電壓減小,電容器間場強減小,質(zhì)點P受到的電場力減小,小于重力,故質(zhì)點P將向下運動,
故C錯誤。
故選B。
5.在如圖所示的U-/圖像中,線段I為某電源路端電壓與電流的關(guān)系圖線,線段II為某一電阻R的U-/
圖線。用該電源與電阻R連接成閉合電路,由圖像可知()
A.R的阻值為1.5QB.電源電動勢為3QV
C.電源的內(nèi)阻為1.0QD.電阻R消耗的功率為1.5W
【答案】ABD
【詳解】A.由題圖兩圖線的交點知
^=7=nx=1-5Q
故A正確;
BC.線段I在縱軸上的截距表示電源電動勢,即
E=3.0V
斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻,即
『二£3"5。
I2.0A
故B正確,C錯誤;
D.電阻R消耗的功率
p=UI=1.5W
故D正確。
故選ABD。
6.如圖所示,電路中與、&為定值電阻,電壓表與電流表均為理想電表。閉合開關(guān)S,使滑動變阻器的滑
片向左滑動,則下列說法正確的是()
A.電壓表示數(shù)變大B.電流表示數(shù)變大
C.電阻凡消耗的功率變大D.電池的輸出功率一定變大
【答案】AC
【詳解】ABC.滑動變阻器的滑片向左滑動,則接入電路的阻值變大,總電阻變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律
可知總電流減小,路端電壓變大;則電壓表示數(shù)變大,與兩端的電壓減小,則以兩端的電壓變大,通過&
的電流變大,&消耗的功率變大;則通過電流表的電流減小,即電流表示數(shù)變小,故AC正確,B錯誤;
D.因電源內(nèi)阻和外電阻的大小關(guān)系不能確定,則不能判斷電池的輸出功率如何變化,故D錯誤。
故選AC.,
7.某同學(xué)要測量一節(jié)新干電池的電動勢和內(nèi)阻(0.3Q左右)。根據(jù)實驗室提供的器材設(shè)計了如圖所示的電
路。其中電流表A(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Q);電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約6kQ);定值電阻凡(阻
值1QQ);滑動變阻器(阻值范圍0~10Q,額定電流2A)。
圖一
⑴電流表指針位置如圖二所示
⑵測得多組電壓表、電流表的示數(shù)U、I,作出U-/圖像如圖三所示,則由圖像可得電池的電動勢E=
V,電池的內(nèi)阻廠=Q(結(jié)果保留1位小數(shù))。
【答案】⑴0.16
(2)1.50.4
【詳解】(1)電流表分度值是0Q2A,讀數(shù)為0.16A。
(2)[1]根據(jù)
U=E-I(r+R0)
則縱截距為電源電動勢,則電動勢為
E=1.5V
⑵斜率的絕對值為
,j.1.5—0.8
k=-------。=1.4Q
0.5-0
故電池的內(nèi)阻為
〃=1.4O—&=0.4。
8.甲圖為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電源,號、舄、居、&和%是固定電阻,凡
是可變電阻,表頭G的滿偏電流為250RA、內(nèi)阻為4800。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表
筆相連。該多用電表有5個擋位,分別為直流電壓IV擋和5V擋、直流電流1mA擋和2.5mA擋、歐姆"X100Q”
擋。
⑴圖甲中的A端與(填"紅"或"黑")色表筆相連接。
(2)當要使用"直流電流2.5mA"擋時,應(yīng)將選擇開關(guān)置于(填擋位數(shù)字)。
⑶根據(jù)題給條件可得K=。,R2=。,&=。。
⑷將選擇開關(guān)置于"3",多用電表的表盤如圖乙所示,則多用電表內(nèi)電源的電動勢E=V?
⑸某次使用該表測量一個電阻的阻值,指針位置如圖乙所示,則讀數(shù)為。(保留2位有效數(shù)字)。
【答案】⑴黑
(2)1
⑶6496880
(4)1.5
⑸7.0x102
【詳解】(1)電流從歐姆表的黑表筆流出,從紅表筆流入,因此A端應(yīng)與黑色表筆相連接。
(2)根據(jù)電流表的改裝原理,可知把電流計改裝成電流表,應(yīng)將G與電阻并聯(lián),可知選擇開關(guān)接"1"或"2"
時為電流表;選擇開關(guān)接"1"時,并聯(lián)電阻為R1,電流表量程為
選擇開關(guān)接"2"時,并聯(lián)電阻為凡+4,電流表量程為
2g8用+&
所以要使用"直流電流2.5mA"擋,應(yīng)將選擇開關(guān)置于"1"。
(3)⑴⑵由(2)可知,選擇開關(guān)接"1"時有
仆/4j+j一d~~)
選擇開關(guān)接"2"時,有
/=/+上
2m84+4
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
R[=64。,7?2=96。
[3]當選擇開關(guān)接"4"時,相當于量程為1mA的電流表與此串聯(lián),改裝成量程為IV的電壓表;量程為1mA
的電流表的內(nèi)阻
480x(64+96)
4(?+4)Q=120Q
N+&+464+96+480
當選擇開關(guān)接〃4〃時,根據(jù)歐姆定律有
。2=,2111(?2+?)
代入數(shù)據(jù)解得
7?4=880。
(4)將選擇開關(guān)置于"3"時多用電表為歐姆表,使用的擋位為歐姆"X100C"擋;根據(jù)中值電阻的定義,即電
流為滿偏電流的一半時,待測電阻阻值等于多用電表的內(nèi)阻,則歐姆表的內(nèi)阻
4=姆=15x1000=1500。
根據(jù)閉合電路歐姆定律,可得多用電表內(nèi)電源的電動勢
-3
E=Z2m7?n=1X10AX1500Q=1.5V
(5)使用該表測量一個電阻的阻值,指針位置如題圖乙所示,則讀數(shù)為
=7X100Q=7.0X102Q
實戰(zhàn)演練
1.(22-23高二上?河南鄭州?期中)電源的效率〃定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比,如圖
所示,直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線,直線8為電源6的路端電壓與電流的關(guān)系圖線。直
線C為電阻R兩端的電壓與電流的關(guān)系圖線,將這個電阻R分別接到。、6兩電源上,那么()
A.R接到電源“上,電源的效率較低
B.R接到電源6上,電源的輸出功率較大
C.R接到電源a上,電源的輸出功率較大,電源效率較低
D.R接到電源b上,電源的輸出功率較小,電源效率較低
【答案】D
【詳解】電源的效率為
由題中圖像可知兩電源的電動勢相同,A與C交點處電壓大于8與C交點處電壓,則R接到電源。上效率
高;電源輸出功率為
P=UI
由題中圖像交點可知R接在電源,上的輸出電壓和電流都較大,所以R接在電源,上的輸出功率較大。
故選D。
2.(23-24高二上?吉林延邊?期中)2023年2月份,科創(chuàng)數(shù)據(jù)研究中心(SMDC)對某品牌最新款新能源汽
車內(nèi)的直流蓄電池進行測試,如圖1所示。測試過程中系一統(tǒng)輸出的1P-]1圖像如圖2所示,其中尸為直流
電源的輸出功率、/為總電流,下列說法正確的是()
圖1
A.該蓄電池的電動勢為10V
B.該蓄電池的內(nèi)阻為1Q
C.該蓄電池的最大輸出功率為70W
D.該蓄電池的短路電流為24A
【答案】D
pFF=v=1?v
【詳解】AB.電源的輸出功率為尸=£7-尸「變形得廠結(jié)合圖像可得v,廠=。.5。故AB
24
錯誤;
C.由「二以-/,:-。一)2r+一可知當/=T=12A最大輸出功率為嘮X=—=72W故C錯誤;
2r4r2r4r
F
D.該蓄電池的短路電流為/短=:=24A故D正確。故選D。
3.(23-24高二上?吉林延邊?期中)如圖所示,平行金屬板中帶電質(zhì)點P原處于靜止狀態(tài),不考慮電流表和
電壓表對電路的影響,電源內(nèi)阻為小與、%、號為定值電阻,當滑動變阻器凡的滑片向。端移動時,下
列說法正確的是()
RA
A.電壓表讀數(shù)增大
B.帶電質(zhì)點尸向上運動
C.電源的輸出功率變大
|Af7|
D.若電壓表、電流表的示數(shù)變化量分別為AU和A/,貝|哥=廠+?
【答案】D
【詳解】A.由圖可知,凡與滑動變阻器凡串聯(lián)后與犬3并聯(lián),再與R1串聯(lián)接在電源兩端,電容器與犬3并聯(lián);
當滑動變阻器凡的滑片向6端移動,滑動變阻器接入電阻減小,則電路的總電阻減小,由閉合電路歐姆定
律可知,干路電流增大,內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,同時R1兩端的電壓也增大,所以并聯(lián)部分的電壓減
小,則電壓表讀數(shù)減小,故A錯誤;
B.由A項分析可知并聯(lián)部分的電壓減小,即平行金屬板兩極板間的電壓減小,根據(jù)石=二
a
平行金屬板間的場強減小,帶電質(zhì)點尸受到的電場力減小,則帶電質(zhì)點尸將向下運動,故B錯誤;
C.由于不知內(nèi)外電阻的關(guān)系,無法確定電源的輸出功率的變化情況,故C錯誤;
D.根據(jù)閉合電路歐姆定律有。=E-/(r+K)則凹=r+?故D正確。故選D。
|AZ|
4.(23-24高二上?浙江杭州?期中)如圖所示的電路中,已知電源電動勢為E,內(nèi)電阻為廠,滑動變阻器R
的阻值可以從零連續(xù)增大到Knax,定值電阻&的阻值范圍為「<用<尺儂,則下列結(jié)論正確的是()
A.外電路消耗的最大功率為;一會
(r+K)
E2
B.R消耗的最大功率可能為7?7-K
2r+4)
C.當R=0時,,消耗的功率最小
D.當7?=凡一廠時,用消耗的功率最大
【答案】A
【詳解】A.當外電路電阻等于電源內(nèi)阻時外電路消耗的功率最大,但是由于「<4<6由,則只有當滑動變
EE2H
阻器R的阻值為零時,外電路消耗的功率最大,最大值為之=(二豆『4=7-六T選項A正確;
r+K(廠+K)
E2
B.將以等效為電源的內(nèi)阻,則當R=r+N時R消耗的功率最大,此時最大功率為以2=寺一K選項B錯
4(廠+4)
誤;
C.當內(nèi)阻r消耗的功率最小時,電路的電流最小,此時電路總電阻最大,止匕時氏=凡",選項C錯誤;
D.當R1消耗的功率最大時,此時電路的總電流最大,此時總電阻最小,即此時R=0,選項D錯誤。
故選Ao
5.(23-24高二上?湖北孝感?期末)在如圖所示的電路中,當滑動變阻器的滑片向上移動時,關(guān)于燈L的亮
度及電容器C所帶電荷量。的變化判斷正確的是()
-------??~~~??_
&I&
心E\rC二二
A.L變暗,。增多B.L變暗,。減少
C.L變亮,。增多D.L變亮,。減少
【答案】C
【詳解】當滑動變阻器的滑片向上移動時,滑動變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,由閉合
電路歐姆定律得知,干路電流減小,電源的內(nèi)電壓減小,路端電壓增大,燈L變亮,通過燈L的電流增大,
而干路電流又減小,則通過&的電流減小,與兩端的電壓減小,故滑動變阻器兩端的電壓增大,電容器所
帶電荷量。增大。
故選C。
6.(23-24高二上?云南昆明?期中)如圖所示,電路中的電源E=6V,內(nèi)阻不計,a、b、c、d為電路中的
四個接觸點,閉合開關(guān)S后,左右滑動滑動變阻器滑片,電路中的電流表沒有示數(shù),電路中兩個燈泡L和L?
都不亮,用多用電表的電壓擋檢查電路時,測得。.=。,?!?0,G1c=6V,Uad=6N,整個電路中只有
一個故障,則故障原因可能是()
A.燈泡L1短路B.滑動變阻器R斷路
C.燈泡L斷路D.電流表短路
【答案】C
【詳解】電路中燈泡不發(fā)光,則可能是某處斷路,電壓表測斷路位置為電源電壓,測不斷的位置電壓為零,
U〃=6V,測量的是電源電壓,測得U〃,=6V,說明電流表沒有斷路,Uab=0,Ucd=0,整個電路中只有
一個故障,說明燈泡L?斷路。
故C正確。
7.(23-24高二上?山西呂梁?期中)興趣小組要測量兩節(jié)干電池組成的電池組的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供
了以下實驗器材:
A.兩節(jié)干電池組成的電池組
B.電流表Ai:量程%=100mA,內(nèi)阻R§I=4Q
C.電流表A2:量程/g2=200mA,內(nèi)阻42=2Q
D.定值電阻R/=1Q
E.定值電阻&=2Q
F.定值電阻R3=13Q
G.滑動變阻器R(0-10Q)
H.導(dǎo)線與開關(guān)
(1)實驗時設(shè)計了如圖甲所示電路,需要先將電流表A2改裝成量程為3V的電壓表,將電流表。Ai量程擴
大為0.5A,另定值電阻作為保護電阻,則三個定值電阻選擇為:a;b(均
填器材前面的字母)。
(2)在圖示乙器材中按照電路圖連接成測量電路。()
乙
(3)電路連接準確無誤后,閉合開關(guān)K,移動滑動變阻器,得到多組電流表Ai,A2的示數(shù),作出了/2-力圖
像如圖丙所示,則電池組電動勢瓦=V;內(nèi)阻%=Q(小數(shù)點后均保留兩位)
(4)用本實驗電路進行測量,僅從系統(tǒng)誤差方面分析,電動勢及內(nèi)阻的測量值均(選填"大于""小
于"或"等于")真實值。
【答案】FDE2.911.35等于
【詳解】(1)[1]將電流表A2改裝成3V電壓表,則有。=42(42+E)=3V解得(=13Q即A2與定值電阻a
串聯(lián),故。應(yīng)選叢;
⑵電流表Ai量程擴大到0.5A,擴大倍數(shù)〃=,-=5并聯(lián)電阻%=4=10解得故b應(yīng)選Ri-,
%n-1
⑶保護電阻c應(yīng)選上.
(2)實物連線如圖所示。
R
(3)[5]⑹擴大量程后電壓表內(nèi)阻舄=42+&=150電流表內(nèi)阻&=*=0.8Q由閉合電路歐姆定律,有
n
£0=U+q+Uc+〃.=-^(2+13)+4x-^+-^x5x(2+4)即-理空-"得EO=2.91V,
°1cr1000100010000215151
,94
k=—,r=1.35Q
680O
(4)⑺用本實驗電路測量,測量電動勢和內(nèi)阻測量值與真實值相等。
8.(23-24高二上?湖北十堰?期中)某課題研究小組準備測量一個鋰電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室提供的器
材有:
A.待測鋰電池(電動勢E約3.9V,內(nèi)阻r約2Q,最大電流/?,=。勵);
B.理想電壓表(量程0~3V);
C.電阻箱R/(O099.9Q);
D.定值電阻Ro=4.5Q;
E.開關(guān)S—?個,導(dǎo)線若干。
⑴課題小組設(shè)計了如圖1和圖2所示的兩套方案,若要求電壓表能夠達到滿偏,你認為合理的是圖____(填
"1"或"2"),原因是。
(2)若某同學(xué)在實驗過程中,發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱時電壓表有示數(shù),但示數(shù)不變,則可能的原因是(填選
項序號)。
A.連接定值電阻的導(dǎo)線斷開
B.連接電阻箱的導(dǎo)線將電阻箱短路
C.電阻箱調(diào)節(jié)旋鈕失效,調(diào)節(jié)過程中其電阻恒定不變
⑶故障排除后,多次改變電阻箱的阻值氏,讀出對應(yīng)的電壓U,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖像,如圖3
所示,則電源電動勢E=V,內(nèi)阻廠=Q(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。
【答案】⑴1見解析⑵C⑶4.01.9
E-U39-3
【詳解】(1)[1]⑵采用圖1方案,當電壓表接近滿偏時,回路內(nèi)的電流約為I==IEAx0.14A<Im
可以使用;采用方案2,電壓表示數(shù)最大值為Um=/m&=0?6x4.5V=2.7V<3V不可以使用,故合理的是1
方案。
(2)A.若連接定值電阻的導(dǎo)線斷開,則電壓表不會有示數(shù),故A錯誤;
B.若連接電阻箱的導(dǎo)線將電阻箱短路,則電壓表亦被短路,電壓表沒有示數(shù),故B錯誤;
C.若電阻箱調(diào)節(jié)旋鈕失效,調(diào)節(jié)過程中其電阻恒定不變,則電阻箱兩端的電壓一定,電壓表的示數(shù)即為電
阻箱兩端的電壓,即此時調(diào)節(jié)電阻箱時電壓表有示數(shù),且示數(shù)不變,故C正確。故選C。
(3)[1]根據(jù)歐姆定律U=:Rt整理得/=冬3?《+:圖像的縱截距為b=^=0.25解得E=4.0V
⑵圖像的斜率為左=員;=IE。.=1.6解得廠=1.9。
E1
9.(21-22高二上?遼寧大連?期中)某實驗興趣小組為了研究電表的改裝原理和練習(xí)使用多用電表,設(shè)計了
(1)圖甲為某同學(xué)隨意設(shè)計的電流表、電壓表兩用表的電路圖,已知電流計G的量程是300mA,內(nèi)阻是220。,
電阻用=11。,&=100。,則選擇開關(guān)接到(填"1"或"2")時是電流表,電流表、電壓表的
量程分別是A、V;
(2)某同學(xué)用多用電表測量電阻時采用"X100"倍率,結(jié)果多用電表表盤指針位置如圖乙中虛線所示,為了
測量更加準確,這時應(yīng)該采用(填"X10"或"xlk")倍率,換完倍率以后需要,
如果此時讀數(shù)如實線所示,則讀數(shù)是。;
(3)一個多用電表的電池用久了,電動勢由L5V降成IV,內(nèi)阻「由1.5。變成5Q,現(xiàn)用此電表歐姆調(diào)零后
測量一未知電阻,測
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