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【期末总复习】人教版(2019)高二物理必修第三册——闭合电路欧姆定律的应用综合问题(技巧强化训练)
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这是一份【期末总复习】人教版(2019)高二物理必修第三册——闭合电路欧姆定律的应用综合问题(技巧强化训练),共25页。试卷主要包含了单选题,多选题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2021·福建省龙岩第一中学高二月考)图甲为某电源的图线,图乙为某小灯泡的图线,则下列说法中正确的是( )
A.电源的内阻为
B.小灯泡的电阻随着功率的增大而减小
C.把电源和小灯泡组成闭合回路,小灯泡的功率约为
D.把电源和小灯泡组成闭合回路,电路的总功率约为
2.(2021·江西师大附中高二期中)电源电动势反映了电源把其它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
3.(2021·河南南阳·高二期中)如图,E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,V与A分别为电压表与电流表.初始时S0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
4.(2021·辽宁·庄河高中高二月考)如图所示,电路中R1、R2均为可变电阻,电源内阻不能忽略.平行板电容器C的极板水平放置.闭合电键S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动. 如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( )
A.增大R1的阻值B.增大R2的阻值
C.增大两板间的距离D.断开电键S
5.(2021·湖北省黄州中学高二开学考试)在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是
A. I1增大,I2不变,U增大
B. I1减小,I2增大,U减小
C. I1增大,I2减小,U增大
D. I1减小,I2不变,U减小
6.(2021·湖南·宁乡市第七高级中学高二期中)在如图所示的图像中,直线为某一电源的路端电压与电流的关系图像,直线为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图像判断错误的是( )
A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5Ω
B.电阻R的阻值为1Ω
C.电源的效率为80%
D.电源的输出功率为4 W
7.(2021·福建·邵武市第七中学高二期中)如图所示,直线A为某电源的图线,曲线B为某灯泡的图线的一部分,用该电源和灯泡组成闭合电路时,灯泡恰好能正常发光,则下列说法正确的是( )
A.此电源的内阻为
B.灯泡的额定电压为3V,额定功率为6W
C.把灯泡换成“3V,20W”的灯泡,电源的输出功率将变小
D.由于灯泡的图线是一条曲线,所以灯泡发光的过程,欧姆定律不适用
8.(2020·甘肃省会宁县第一中学高二期末)如图所示电路,在平行金属板M,N内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子(重力不计)以水平速度v0射入电场并打在N板的O点.改变R1或R2的阻值,粒子仍以v0射入电场,则
A.该粒子带正电
B.减少R2,粒子将打在O点左侧
C.增大R1,粒子在板间运动时间不变
D.减少R1,粒子将打在O点左侧
9.(2021·天津市实验中学滨海学校高二期中)如图所示,电路中E、r为电源的电动势和内电阻,、、为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,开关闭合时,平行金属板中一带电小液滴P处于静止状态。选地面为零电势参考面,当滑动变阻器的滑片向a端移动时,则( )
A.电阻消耗的功率增大
B.带电小液滴的电势能增加
C.电源的效率减小
D.若电流表、电压表的示数变化量分别为和,则
10.(2020·辽宁·朝阳市第二高级中学高二月考)如图所示,电源电动势E=6V,小灯泡L标有“3V,0.9W”,开关S接1,当滑动变阻器调到R=4Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作,则( )
A.电源的内阻为10ΩB.电动机的内阻为4Ω
C.电动机正常工作的电压为1.8VD.电源的效率为70%
11.(2020·江西·上高二中高二月考)如图所示,一电荷量q=+3×10-5C的小球,用绝缘细线悬挂于竖直放置足够大的平行金属板中的O点,开关S合上后,小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°.已知两板间距d=0.1m,电源电动势E=15V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=3Ω,R2=R3=R4=8Ω,.取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cs37°=0.8.则以下说法正确的是( )
A.电源的输出功率为14W
B.两板间的电场强度的大小为140V/m
C.带电小球的质量5.6毫克
D.若增加R1的大小,会有瞬时电流从右向左流过R4
12.(2021·江苏·常州市武进区礼嘉中学高二月考)如图所示,电路中R为滑动变阻器,,是定值电阻,理想电压表V的读数为U,理想电流表A的读数为,电源内阻不能忽略,则下列说法正确的是( )
A.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,减小,不变
B.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,增大,增大
C.滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U减小,增大
D.滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,U增大,增大
二、多选题
13.(2021·四川·成都外国语学校高二月考)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,平行板电容器C的两金属板水平放置,G为灵敏电流计,开关S闭合后,两板间恰好有一质量为m、电荷量为q的油滴处于静止状态,则在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.灵敏电流计G中有b→ a的电流
B.油滴向上加速运动
C.电容器极板所带电荷量将减小
D.通过电阻R2的电流将减小
14.(2020·安徽省怀宁中学高二月考)如图所示,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.闭合电键后,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、,理想电流表示数变化量的绝对值为,则( )
A.B.
C.和保持不变D.电源输出功率先增大后减小
15.(2018·山西·怀仁市第一中学校高二月考)在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E、r是定值)向变化的外电阻供电时,关于电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示.下列判断中正确的是( )
A.当R=r时,电源有最大的输出功率
B.电源内阻消耗的功率随外电阻R的增大而增大
C.电源的功率P总随外电阻R的增大而增大
D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大
16.(2021·河南·信阳高中高二月考)某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系内,如图所示,根据图线可知 ( )
A.反映Pr变化的图线是a
B.电源电动势为8 V
C.电源内阻为2 Ω
D.当电流为0.5 A时,外电路的电阻为6 Ω
17.(2018·全国·高二单元测试)如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表.现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流变化量大小等于
B.R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1
C.路端电压的增加量等于ΔU2
D.为一定值
18.(2021·河北·石家庄二中实验学校高二月考)如图所示,电源电动势E=9V,内电阻r=4.5Ω,变阻器Rl的最大电阻Rm=5.0Ω,R2=1.5Ω,R3=R4=1000Ω,平行板电容器C的两金属板水平放置.在开关S与a接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,在平板电容器正中央引入一带电微粒,也恰能静止.那么( )
A.在题设条件下,接入电路的阻值为,电源的输出功率为
B.引入的微粒带负电,当开关接向未接触的过程中,微粒将向下运动
C.在题设条件下,的阻值增大时,两端的电压增大
D.在题设条件下,当开关接向b后,流过的电流方向为
19.(2021·全国·高二期中)2019年1月11日1时11分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星2D”卫星发射升空,升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象,图线b是某纯电阻电器的U- I图象.则在该光照强度下,把该电池和该电器组成一个电路时,电池的( )
A.内阻为5.5
B.输出功率为12.5 W
C.内耗功率为0.22 W
D.效率为50%
20.(2021·吉林·白城一中高二期中)如图所示,有A,B两块正对的金属板竖直放置,在金属板A的内侧表面系一绝缘细线,细线下端系一带电小球(可视为点电荷)。两块金属板接在如图所示的电路中,电路中的R1为光敏电阻(其阻值随所受光照强度的增大而减小),R2为滑动变阻器,R3为定值电阻。当R2的滑片P在中间时闭合电键S,此时电流表和电压表的示数分别为I和U,带电小球静止时绝缘细线与金属板A的夹角为θ。电源电动势E和内阻r一定,下列说法中正确的是( )
A.若将R2的滑动触头P向b端移动,则θ不变
B.若将R2的滑动触头P向a端移动,则I减小,U减小
C.保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则小球重新达到稳定后θ变小
D.保持滑动触头P不动,用较强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
三、解答题
21.(2021·山东·临沂双语学校高二月考)如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合.当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率.
22.(2020·河南·高二月考)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 Ω,R2阻值未知,R3为一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求:
(1)电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
23.(2021·河南·范县第一中学高二期中)在如图所示的电路中,两平行正对金属板A、B水平放置,两板间的距离d=4.0cm.电源电动势E=400V,内电阻r=20Ω,电阻R1=1980Ω.闭合开关S,待电路稳定后,将一带正电的小球(可视为质点)从B板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间,小球恰好能到达A板.若小球所带电荷量q=1.0×10-7C,质量m=2.0×10-4kg,不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响,取g=10m/s2.求:
(1)A、B两金属板间的电压的大小U;
(2)滑动变阻器消耗的电功率P;
(3)电源的效率η.
24.(2018·湖北·荆州中学高二期中)电路如图所示,电源电动势E=30 V,内阻r=3 Ω,电阻R1=12 Ω,R2=R4=4 Ω,R3=8 Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0 pF,图中虚线到两极板距离相等,极板长l=0.30 m,两极板的间距d=1.0×10-2m.求:
(1)若开关S处于断开状态,R3上的电压是多少?
(2)当开关闭合后,R3上的电压会变化,那么电容器上的电压等于多少?
(3)若开关S闭合时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=3.0 m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S断开后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)
25.(2021·江苏·吴江中学高二月考)如图,一电荷量带正电的小球,用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的点。S合上后,小球静止时,细线与竖直方向的夹角。已知两板相距,电源电动势,内阻,电阻,,取,,。求:
(1)流过电源的电流;
(2)两板间的电场强度的大小;
(3)小球的质量。
26.(2021·辽宁·辽师大附中高二月考)如图所示的电路中,电表均为理想电表,R1=1Ω,R2=5Ω,电容器的电容C=100μF,变阻器R3最大阻值为10Ω,闭合开关S电路稳定后:当R3的阻值为1Ω时,电压表的示数为3V;当R3的阻值为7Ω时,电流表的示数为1A,求:
(1)电源电动势和内阻;
(2)调节变阻器R3的阻值,当R3消耗的功率最大时,求电容器上容纳的电量。
27.(2021·山东师范大学附中高二期中)如图1所示,电路中R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,M为玩具电动机, 电动机线圈电阻 r1=0.5Ω,A、V1、V2均理想电表.闭合开关 S1、断开开关 S2,在将滑动 变阻器的滑动触头 P 从最右端滑到最左端的过程中,两个电压表的示数随电流表示数变化的完整图线如图2所示.
(1)求电源的电动势E和内阻r;
(2)求滑动变阻器R2的最大功率 Pm;
(3)若滑动变阻器的滑动触头P滑到最左端后,再闭合开关S2,此时电流表的示数 I=1.0A,求此状态下电动机的输出功率P
参考答案
1.C
【详解】
A.根据闭合电路欧姆定律变形
可得图像与纵轴的交点表示电动势,图像斜率的大小表示内阻,根据甲图电动势为
内阻为
A错误;
B.根据乙图可知电流越大,小灯泡功率越大,根据欧姆定律变形得
可知乙图线上某点与原点连线的斜率为电阻,所以小灯泡的电阻随着功率的增大而增大,B错误;
CD.把电源和小灯泡组成闭合回路,将在乙中作该电源对应的U-I图象,如图所示
两曲线的交点即小灯泡的电压、电流,根据图像读数:
,
所以,小灯泡的功率为:
回路中的总功率为
C正确,D错误。
故选C。
2.C
【详解】
电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功,不是一种非静电力,故A错误;电动势是描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量,是非静电力做功能力的反映,电动势越大,表明电源将其它形式的能转化为电能的本领越大,故B错误C正确;电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合电路中电源两极间的电压是路端电压,小于电源电动势,故D错误.
【点睛】电动势等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功,描述电源把其它形式的能量转化为电能本领的物理量.
3.B
【详解】
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R1归为内阻,内电压减小,故R3中的电压增大,由欧姆定律可知R3中的电流也增大,电流表示数增大,
A.分析得V的读数变大,A的读数变大,故A错误;
B.分析得V的读数变大,A的读数变大,故B正确;
C.分析得V的读数变大,A的读数变大,故C错误;
D.分析得V的读数变大,A的读数变大,故D错误;
4.B
【详解】
试题分析:以油滴为研究对象进行受力分析可知,油滴静止不动,所受电场力与重力平衡,即,现欲使油滴仍能处于平衡状态,则保证电场强度不发生变化即可,R1的电压不变即可,题中R2没有电流通过,故改变R2时对电路工作状态无影响,所以选项B正确、A错误;而增大两板间距离时,电场强度减小,油滴下落,所以选项C错误;断开电键S时,电容器与可变电阻构成闭合回路,电容器放电,油滴下落,所以选项D错误;
考点:闭合电路欧姆定律、平行板电容器
5.B
【详解】
R2的滑动触点向b端移动时,R2减小,整个电路的总电阻减小,总电流增大,内电压增大,外电压减小,即电压表示数减小,R3电压增大,R1、R2并联电压减小,通过R1的电流I1减小,即A1示数减小,而总电流I增大,则流过R2的电流I2增大,即A2示数增大.故A、C、D错误,B正确.
6.C
【详解】
A.根据闭合电路欧姆定律得:
U=E-Ir
当I=0时,U=E,由读出电源的电动势E=3V,内阻等于图线的斜率大小,则:
A正确;
B.根据图像可知电阻:
B正确;
C.电源的效率:
C错误;
D.两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态,由图读出电压U=2V,电流I=2A,则电源的输出功率为:
P出=UI=4W
D正确。
故选C。
7.B
【详解】
A.由题图可知电源的电动势,内阻
故A错误;
B.两图线的交点表示灯泡与电源连接时的工作状态,此时灯泡两端的电压,流过灯泡的电流,灯泡消耗的电功率为
由于灯泡正常发光,则灯泡的额定电压为3V,额定功率为6W,故B正确;
C.灯泡的电阻
“3V,20W”的灯泡的电阻
可知灯泡的电阻更接近电源的内阻,根据电源的内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,可知把灯泡换成灯泡,电源的输出功率将变大,故C错误;
D.灯泡是纯电阻元件,欧姆定律仍适用,图线为曲线是因为灯泡的电阻随温度的升高而增大,D错误.
故选B。
8.D
【分析】
本题是含容电路的动态分析与带电粒子运动相结合的问题,运用闭合电路欧姆定律和类平抛运动的知识可进行求解.
【详解】
设板间场强为,粒子的电荷量是,板间间距为,则粒子在板间运动时:、.
A:由电路图知,极板M带负电、极板N带正电,板间场强的方向向上,重力不计的带电粒子向下偏转,粒子带负电.故A项错误.
B:由于R2与平行金属板串联,稳定时此支路断路,调节R2对电路无影响;减少R2,平行板两端的电压不变,板内场强不变,粒子运动情况不变,仍打在O点.故B项错误.
CD:增大R1,据串联电路电压分配原理知,平行板两端的电压减小,板内场强减小,粒子在电场中的运动时间变长.减少R1,据串联电路电压分配原理知,平行板两端的电压增大,板内场强增大,粒子在电场中的运动时间变短,粒子将打在O点左侧.故C项错误,D项正确.
9.D
【详解】
A.由图可知,与滑动变阻器串联后与并联,再与串连接在电源两端;电容器与并联;当滑片向a端移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则电路中总电阻增大;由闭合电路欧姆定律可知,干路中电流减小;路端电压增大,同时两端的电压也减小;故并联部分的电压增大;由欧姆定律可知流过的电流增大,故电流表的示数减小;根据
电阻消耗的功率减小,A错误;
B.电压表的示数变大,金属板板间的电场变强,电场力变大,电场力大于小液滴的重力,则小液滴向上运动,电势能减小,B错误;
C.由于路端电压变大,根据
可知电源效率增大,C错误;
D.根据电路可知
很容易看出
由于
有
D正确。
故选D。
10.D
【详解】
A.小灯泡的额定电流为
电阻为
当接1时,由闭合电路欧姆定律可知
E=I(RL+R+r)
代入数据解得
r=6Ω
故A错误;
BC.当接2时灯泡正常发光,流过的电流为I=0.3A
电源内阻分的电压为
U=Ir=0.3×6V=1.8V
故电动机分的电压为
U动=E-UL-U=6-3-1.8V=1.2V
电动机的内阻
故BC错误;
D.电源的效率
故D正确。
故选D。
11.B
【详解】
R2=R3=8Ω,并联后的电阻值为:R′=R2=4Ω;由闭合电路的欧姆定律得:;电源的输出功率P=EI-I2r=15×2-22×0.5=28W,故A错误;两板间的电压为:UC=I(R1+R23)=2×(3+4)=14V;两板间的电场强度为:,故B正确;小球处于静止状态,所受电场力为F,又F=qE,由平衡条件得:水平方向 Tcsα-mg=0 ;竖直方向:Tsinα-qE=0; 得:m= =5.6×10-4kg,故C错误;若增加R1的大小,电容两端电压增大,电容器充电,会有瞬时电流从左向右流过R4,故D错误.故选B.
12.A
【详解】
A.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向左滑动,滑动变阻器的阻值变小,总的外电阻减小,根据
则总电流增大,根据
则减小,根据闭合电路欧姆定律可得
则有
所以不变,则A正确;
B.开关S断开时,滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器的阻值变大,总的外电阻增大,根据
则总电流减小,根据
则增大,根据闭合电路欧姆定律可得
则有
所以不变,则A正确;
CD.滑动变阻器的滑片P不动,开关S闭合时,则外电阻减小,根据
则总电流增大,根据闭合电路欧姆定律可得
则U减小,再根据
则电阻 两端电压也减小,所以减小,则CD错误;
故选A。
13.AB
【详解】
ACD.在滑动变阻器R的触头P向上移动的过程中,R增大,总电阻增大,电动势和内阻不变,可知总电流减小,内电压减小,外电压增大,外电压等于R1上的电压和R2与R并联电压之和,而R1上的电压减小,所以R2与R的并联电压增大,通过R2的电流增大.根据Q=CU,电容器所带的电量增大,上极板带正电,电容器充电,所以流过电流计的电流方向是b→a.
选项A正确,CD错误;
B.电容器两端电压增大,电场强度增大,电场力增大,开始电场力与重力平衡,所以油滴会向上加速.故B正确.
故选AB.
【点睛】
处理本题的关键是抓住不变量,熟练运用闭合电路的动态分析.注意处理含容电路时,把含有电容的支路看成断路,电容器两端的电压等于和电容器并联支路的电压.
14.BC
【详解】
A.测量路端电压,测量R的电压,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,变小,变大,变小,减小量小于增大量和减小量之和,所以
,A错误:
B.根据闭合电路欧姆定律得
则有,B正确;
C.根据欧姆定律得,不变,根据闭合电路欧姆定律得
则有,不变,C正确;
D.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,电源输出功率变大,D错误.
故选BC。
15.AD
【详解】
A、根据电路的输出功率,结果图象可知当R=r时,电源有最大的输出功率为,A正确.B、电源内阻的功率,外电阻R的增大内阻的功率不断变小,B错误.C、电源的总功率,则随着外电阻R的增大而减小,C错误.D、电源的效率,得随着R增大时,电源的效率增大,D正确.
【点睛】
根据图象可知,电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小,当R=r时,功率最大.
16.CD
【详解】
试题分析:电源的总功率,功率与电流成正比,由知电源内部的发热功率与电流的平方成正比,A正确;直流电源的总功率,P-I图象的斜率等于电动势E,则有,电流为2A时电源的总功率与发热功率相等,则根据可得,当电流为0.5A时,根据闭合电路欧姆定律可得出外电路的电阻为6Ω,CD正确
考点:考查闭合电路欧姆定律的图象应用
【名师点睛】要注意根据电源的总功率公式求解电动势,根据发热功率的公式,求解电源的内阻.
17.ABD
【详解】
A、电压表V1测量路端电压,即R1两端的电压,根据欧姆定律可知,R1的电流变化量大小等于;故A正确.B、C、D、使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,电阻变大,总电阻变大,总电流变小,内阻所占电压减小,路端电压增大,所以路端电压增大△U1,并联部分的电压增大△U1,通过R1的电流增大,所以通过滑动变阻器的电流减小,R0上的电压减小,R上的电压增大△U2,所以R0两端的电压的变化量大小等于△U2-△U1,电压表V1测量路端电压,根据欧姆定律可知为定值,所以为定值,故B,D正确,C错误.故选ABD.
【点睛】
闭合电路欧姆定律的动态分析类题目,一般可按外电路—内电路—外电路的分析思路进行分析,在分析时应注意结合闭合电路欧姆定律及串并联电路的性质.
18.AD
【分析】
根据当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大去求解;对微粒进行受力分析,根据微粒处于平衡状态,判断出微粒的电性.当开关接向b(未接触b)的过程中,电容器电荷量未变,从而判断出微粒的运动状况;电路的动态分析抓住电动势和内阻不变,结合闭合电路欧姆电路进行分析;找出开关接a和接b上下极板所带电荷的电性,即可确定出电流的方向.
【详解】
在开关S与a接触且当电路稳定时,电源恰好有最大的输出功率,可知,则电源的输出功率,A正确;在开关S与a接触且当电路稳定时,在平板电容器正中央引入一带电微粒,也恰能静止微粒受重力和电场力平衡而上极板带正电,可知微粒带负电当开关接向未接触的过程中,电容器所带的电量未变,电场强度也不变,所以微粒不动,B错误;电容器所在的支路相当于断路,在题设条件下,和及电源构成串联电路,的阻值增大时,总电阻增大,总电流减小,两端的电压减小C错误;在题设条件下,开关接a时,上极板带正电,当开关接向b后,下极板带正电,流过的电流方向为,D正确.
19.AC
【详解】
由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir,当I=0时,E=U,由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v.根据两图线交点处的状态可知,将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V,电流为I=0.2A.
A. 将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V,电流为I=0.2A,则电池的内阻为
故A正确;
B. 电池的输出功率为:
P出=UI=2.5×0.2W=0.5W
故B错误;
C.此时硅光电池的总功率为:
P总=EI=3.6×0.2W=0.72W
内耗功率为
P内= P总 -P出=0.22 W
故C正确;
D. 电池的输出效率为:
η=×100%=×100%≈69.4%
故D错误.
20.ACD
【详解】
AB.滑动变阻器处于含容支路中,相当于导线,所以移动滑动触头,电容器两端的电压不变,则不变,此时电流表的示数和电压表的示数不变,故A正确,B错误;
CD.保持滑动触头P不动,用较强的光照射,的阻值变小,总电阻减小,电流增大,内电压增大,外电压减小,即减小,所以的变化量的绝对值等于内电压的增加量,其中
变化量的绝对值与变化量的绝对值的比值不变;因为电流增大,则有电压增大,而外电压减小,则两端电压减小,所以电容器两端的电压减小,所以小球重新达到稳定后变小,故C、D正确。
故选ACD。
21.(1)1Ω(2)1606W
【详解】
设S2断开时R1消耗的功率为P1,则
代入数据可以解得,
设S2闭合时R1两端的电压为U,消耗的功率为P2,则
解得,
U=84V
由闭合电路欧姆定律得,
代入数据,得
流过R1的电流为I1,流过电动机的电流为I2,
A
而电流关系:
所以
由
代入数据得,
22.(1);;(2);(3)
【详解】
(1)由闭合电路欧姆定律可得
结合题图乙可知
代入数据,联立解得
(2)当P滑到的右端时,被短路,电路参数对应题图乙中的B点,即
根据欧姆定律
(3)当P滑到的左端时,电路参数对应题图乙中的A点
根据欧姆定律
因为
所以滑动变阻器的最大阻值为
23.(1)U =200V(2)20W(3)
【详解】
(1)小球从B板上的小孔射入恰好到达A板的过程中,在电场力和重力作用下做匀减速直线运动,设A、B两极板间电压为U,根据动能定理有:
,
解得:U = 200 V.
(2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中的电流,而 U = IR ,
解得:R = 2×103 Ω
滑动变阻器消耗的电功率.
(3)电源的效率.
【点睛】
本题电场与电路的综合应用,小球在电场中做匀减速运动,由动能定理求电压.根据电路的结构,由欧姆定律求变阻器接入电路的电阻.
24.(1)U3=16 V (2)U3′=13.3V (3)微粒不能从C的电场中射出
【详解】
(1)S断开时,电阻R3两端电压为U3=E=16 V;
(2)S闭合后,外阻为R==6 Ω,
端电压为U=E=20V
电阻R3两端电压为U3′=U=13.3V.
(3)设微粒质量为m,电荷量为q,当开关S闭合时有:=mg
当开关S断开后,设微粒加速度为a,则-mg=ma
设微粒能从C的电场中射出,则水平方向:t=
竖直方向:y=at2
由以上各式求得:y=0.01 m>故微粒不能从C的电场中射出.
【点睛】
本题由电场偏转与电路的综合,它们之间联系的纽带是电容器的电压,电压由欧姆定律求解.将类平抛运动分解成两个相互垂直的简单直线运动的合成,再由牛顿第二定律和运动学公式进行研究.
25.(1);(2);(3)
【详解】
(1)外电路电阻
电路中总电流
(2)路端电压
两板间的场
(3)设小球质量为,由共点力平衡条件有
解得
26.(1)E=9V,r=1Ω;(2)4.5×10﹣4C
【详解】
(1)闭合开关S电路稳定后,电容器所在支路断路,由题意可知,当R3=1Ω时
根据闭合电路欧姆定律有
当R3=7Ω时
联立解得
E=9V
r=1Ω
(2)根据题意可知,R3的功率为
9I﹣2I2
当时,P3取最大值,因为
解得
R3=2Ω
电容器两端的电压为
通过电容器的电量为:
Q=CU=4.5×10-4C
27.(1)E=6V,r=2Ω(2)0.9W(3)1.875W
【分析】
由题图2可知,图线B的延长线与纵轴的交点值表示电动势,由图线A可知R1 的电阻,电压表的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化,根据斜率求出内阻r;将Rl看成电源的内阻,当等效电源的内外电阻相等时,滑动变阻器R2的功率最大,根据闭合电路欧姆定律求解电流,再求出滑动变阻器 R2 的最大功率;当电流表的示数时,根据闭合电路欧姆定律求出电源的路端电压,根据并联分流求出此时通过电动机的电流,根据求出电动机的输出功率;
【详解】
解:(1)由题图2可知,图线B的延长线与纵轴的交点值表示电动势,即电源的电动势
由图线A可知
电压表的示数变化等效于电源内阻r和定值电阻R1分得的电压变化,则与电流表示数的变化的比值为,即,
解得电源内阻
(2)由图线B知,滑动变阻器接入电路的最大阻值,
根据等效电源原理可知,当时,的功率最大,
此时电流
滑动变阻器的最大功率为
(3)当电流表的示数时,电源的路端电压为
此时通过的电流为,
此时通过电动机的电流为,
则电动机的输出功率
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