闭合电路欧姆定律
@
【场景导入】
R
E,r
闭合电路
上节课我们学习了串并联电路,今天讲解高中物理电路这章重点,看到上图同学们有发现什么不
一样的地方吗?是不是电源上标有,今天我们将考虑电源内阻,研究闭合回路的欧姆定律。
2
【知识梳理1】
战
小
地
本
闭合电路的欧姆定律
一、电源
1.电源:是将其它形式的能转化成电能的装置
2.电动势:单位:V。非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,E=q。
表示电源把其它形式的能转化电能本领的大小,等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能的
数值
在数值上=电源没有接入电路时两极板间的电压,
内外电路上电势降落之和E=U外+U内
3.电动势是标量,要注意电动势不是电压;
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电动势
电势差
物理
反映电源内部非静电力做功把其它形式的能量
反映电路中电场力做功把电能转化为其它
意义
转化为电能的情况
形式能的情况
E=W/q
U=W/g
定义
W为电源的非静电力把正电荷从电源内由负极
W为电场力把正电荷从电源外部由正极移
式
移到正极所做的功
到负极所做的功
量度
E=IR+lr=U外+U内
U=IR
式
测量
动用欧姆定律间接测量
用伏特表测量
决定
与电源的性质有关
与电源、电路中的用电器有关
因素
特殊
当电源断开时路端电压值=电源的电动势(=0)
情况
二、
闭合电路的欧姆定律(对于给定电源:一般认为E,不变,但电池用久后,E略变小,明显
增大。)
(1)内、外电路
①内电路:电源两极(不含两极)以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内
电阻.内电路分得的电压称为内电压,
②外电路:电源两极间包括用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻R,外电路分得的电压称为外
电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)
(2)闭合电路的欧姆定律适用条件:纯电阻电路
①内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即=E/
(R+r)
研究闭合电路,主要物理量有E、「、R、【、U,前两个是常量,后三个是变量。
CE=Un+U
U=E-r(U-关系)
②表达形式:
1=上(I-R关系)
U=RE(U-R关系)
R+r
③讨论:1外电路断开时(=0),路端电压等于电源的电动势(即U=E):而这时用电压表测量时,其读数
略小于电动势(有微弱电流)
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0
2外电路短路时(R=0,U=0)电流最大l短=Er(一般不允许这种情况,会把电源烧坏)
R1 R=r R2 R
(3)路端电压跟负载的关系
①路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,U=E-「,路端电压随着电路中电
流的增大而减小;
路端电压随外电阻变化的情况:R!→↑→U小,反之亦然。
②电源的外特性曲线一路端电压U随电流工变化的图象:(U一关系图线)
U
E
I,)
图象的函数表达:U=E-Ir
当外电路断路时(即R→∞,I=O),纵轴上的截距表示电源的电动势E(E=U端);
当外电路短路时(R=0,U=0),横坐标的截距表示电源的短路电流短=Er;
图线的斜率的绝对值为电源的内电阻
某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率,在图中的那块矩形的“面积”表示电源的输出功
率,
该直线上任意一点与原点连线的斜率表示该状态时外电阻的大小;当U=E/2(即R=r)时,P出最
大。n=50%
注意:坐标原点是否都丛零开始:若纵坐标上的取值不丛零开始取,则该截距不表示短路电流。
(4).闭合电路的输出功率
①电源的总功率:P总=E=U外十U内=U+2r,(闭合电路中内、外电路的电流相等,所以由E=
U外+U内)
②电源的输出功率与电路中电流的关系:P=U×I;当I↑时U,当I时U↑,表明UI有极值
存大。
P-E-r0-1月--2号+导1+景1-易+
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闭合电路欧姆定律
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1.铅蓄电池的电动势为,这表示( )
A.铅蓄电池两极间的电压可以大于
B.铅蓄电池在内将的化学能转变成电能
C.电路中每通过电量,电源把的化学能转变为电能
D.铅蓄电池将化学能转变成电能时,静电力做的功比一节干电池(电动势为)的大
2.如图所示电路,电源内阻不可忽略。开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
3.如图是一火警报警电路的示意图,R3为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小。值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时,电流表显示的电流I、报警器两端的电压U的变化情况( )
A.I变大,U变小
B.I变小,U变小
C.I变小,U变大
D.I变大,U变大
4.如图所示,电源电动势,内阻不计,,,,,先闭合开关,待电路稳定后,再将断开,则从断开到电路再次稳定的过程中,通过的电荷量为( )
A. B. C. D.
5.如图所示的U-I图象中,直线I为某电源的路端电压与电流的关系,直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )
A.电源的输出功率为3.0W
B.电源电动势为3V,内阻为0.5Ω
C.电源内部消耗功率为1.0W
D.R的阻值为1.5Ω
6.如图,直线A为电源的U—I图线,直线B和C分别为电阻R1、R2的U-I图线.现用该电源分别与R1、R2组成闭合电路甲和乙.由图像一定能确定的是( )
A.电阻
B.电源输出功率
C.电源内阻消耗的功率
D.电源效率
7.如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡的U–I图线的一部分,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,灯泡恰好能正常发光,则下列说法中正确的是( )
A.此电源的内阻为2/3Ω
B.额定状态下,小灯泡阻值为1Ω.
C.灯泡的额定功率为6 W
D.小灯泡的U–I曲线说明电功率越大,灯丝电阻率越小
8.如图所示是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图中的( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,1、2为两个不同电源的路端电压U与干路电流I的关系图线,下列说法正确的是
A.电动势E1=E2 B.电动势E1C.内阻r1=r2 D.内阻 r1>r2
10.在如图所示电路中,电源电动势为12V,电源内阻为1.5Ω,电路中的电阻R0为1.5Ω, 小型直流电动机M的内阻为0.5Ω,电流表内阻不计.闭合开关S后,电动机转动,电流表的示数为2.0A.则以下判断中正确的是( )
A.电动机两端的电压为1.0V B.电源效率为75%
C.电动机输出的机械功率为12W D.电源的功率为18W
11.在如图所示的电路中,某同学根据闭合开关K时,电流表示数的变化情况,来判断电源有无内阻.下列是他对实验结果的判断,其中正确的是( )
A.若电流表示数不变,则电源有内阻
B.若电流表示数不变,则电源无内阻
C.若电流表示数变大,则电源有内阻
D.不能通过该实验判断电源是否有内阻
12.如图所示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时( )
A.电压表的示数减小
B.R2中电流增大
C.小灯泡的功率增大
D.电路的路端电压增大
13.如图所示,已知C=6μF,R1=5Ω,R2=6Ω,E=6V,r=1Ω,开关原来处于断开状态,下列说法中正确的是( )
A.开关S闭合瞬间,电流表的读数为0.5A
B.开关S闭合瞬间,电压表的读数为5.5V
C.开关闭合经过一段时间,再将开关S迅速断开,则通过R2的电量为1.8×10-5C
D.以上答案都不对
14.下列说法中正确的是( )
A.在电源内部和外部电路中,正电荷都受静电力的作用,所以能不断地定向移动形成电流
B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少
C.在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D.静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加
15.下面是对电源电动势概念的认识,下列说法正确的是
A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化
B.1号干电池比7号干电池体积大,但电动势相同
C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大
D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
16.关于电动势,下列说法正确的是( )
A.电动势与非静电力做的功成正比,与移送的电荷量成反比
B.电动势单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样
C.铅蓄电池的电动势为2V,表示蓄电池在1s内将2J的化学能转变为电能
D.铅蓄电池(电动势为2V)将化学能转化为电能的本领比干电池(电动势为1.5V)大
17.关于电流和电动势说法,正确的是
A.导体中有电荷运动就会形成电流
B.电动势由电源中非静电力做功决定,与外电路无关
C.通过导线横截面的自由电子数越多,导线中的电流就越大
D.电动势的单位与电压的单位相同,所以电动势就是电压
18.同品牌的全新1号碳锌干电池与5号碳锌干电池具有相同的物理量是( )
A.电能 B.容量
C.电动势 D.内阻
19.电路中,某电子在电源内部从电源一端定向移动到另一端,在此过程中非静电力对该电子做功为W,该电子的电势能变化量为,则( )
A.,
B.,
C.,
D.,
20.某电源的电动势为3.6V,这表示( )
A.电路通过1C的电荷量,电源把3.6J电能转化为其他形式的能
B.电源在每秒内把3.6J其他形式的能转化为电能
C.该电源比电动势为1.5V的电源做功多
D.该电源与电动势为1.5V的电源相比,通过1C电荷量时转化的电能多
二、多选题
21.关于电源的电动势,下列说法中正确的是( )
A.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大
B.电源就是产生电荷的装置
C.电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功
D.电源的电动势由电源自身决定,与外电路的组成无关
22.某学生在研究串联电路电压特点时,接成如图所示电路,接通K后,他将高内阻的电压表并联在A、C两点间时,电压表读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,则出现此种情况的原因可能是(R1、R2阻值相差不大)( )
A.AB段断路
B.BC段断路
C.AB段短路
D.BC段短路
23.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变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示.则判断正确的是( )
A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系PA=PB+PC
B.b、c线的交点与a、b线的交点的横坐标之比一定为1: 2,纵坐标之比一定为1: 4
C.电源的最大输出功率Pm=9W
D.电源的电动势E=9V,内电阻r=3Ω
24.关于电源的电动势,下列说法中正确的是( )
A.同一电源接入不同的电路,电动势会发生变化
B.1号干电池比7号干电池的体积大,但电动势相同
C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
D.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能本领越大,电动势就越大
25.如图所示,a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线.正确的有
A.电阻的阻值为15Ω
B.电池内阻是0.2Ω
C.将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是15W
D.改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率为20W
26.奋战在抗疫一线的医护人员,对重症患者可能会使用呼吸机进行急救,已知某品牌呼吸功能障碍应急系统(呼吸机)的部分铭牌参数如表中所示,下列说法正确的是( )
交流电源 220V 1.3A正常工作时接地泄漏电流小于(整机)
内置电池 24V 平均工作电流2.8A(呼吸频率15次/min)
A.内置电池的容量为
B.内置电池的电动势为24V
C.内置电池在工作1小时后达到的电流为2.8A
D.内置电池以2.8A的电流工作,可用2.5小时
27.将电动势为3.0 V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V.若电路中有6 C的电荷通过电源,下列说法正确的是( )
A.电源非静电力所做的功为18J
B.有14.4J其它形式的能转化为电能
C.电源的内电阻消耗了3.6J的电能
D.电子在电路中定向移动的速度等于光在真空中传播的速度
28.现取两节干电池A、B,其中A为1号干电池,B为7号干电池则下列说法正确的是
A.A的电动势一定大于B的电动势
B.A的容量一定比B的容量大
C.A的电阻一定比B的电阻大
D.若把A、B两节干电池分别接入电路,当流过A、B的电流相同时,则相同时间内两干电池非静电力做的功相同
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
三、解答题
29.如图所示的电路中,所用电源的电动势E=6 V,内电阻r=2 Ω,电阻R1可调.现将R1调到4Ω后固定.已知R2=6 Ω,R3=12 Ω,求:
(1)开关S断开和接通时,通过R1的电流分别为多大?
(2)为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值,应将R1的阻值调到多大?这时A、B间消耗的最大电功率是多少?
30.如图所示的电路中,电源电动势,内阻,电阻,,,,电容器的电容,电容器原来不带电.求接通开关S后流过的总电荷量.
31.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为滑动变阻器,最大阻值为300Ω.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)由图乙求电源的电动势和内阻;
(2)定值电阻R2的阻值;
(3)滑片P从左端滑至右端过程中,电源输出功率的最大值
32.如图所示,,,,AB之间电压,A端为正,,为使电容器上电荷量达到,应将的阻值调节到多大?
33.如图所示的电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,电动机的电阻R0=1.0Ω,电阻R1=1.5Ω.电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0V,求:
(1)电源释放的电功率;
(2)电动机消耗的电功率.将电能转化为机械能的功率;
34.如图所示是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电池的电动势E=1.5 V,经改装后,若将原电流表3 mA刻度处的刻度值定为零位置,则2 mA刻度处应标多少阻值?当用它测量某电阻时,指针恰好指在中间位置,被测电阻为多少?
35.如图所示,电灯L的规格为“4V 1W”,滑动变阻器R的总电阻为.当滑片P滑至某位置时,L恰好正常发光,此时电流表示数为0.45A.由于外电路发生故障,电灯L突然熄灭,此时电流表示数变为0.5A,电压表示数为10V.若导线连接完好,电路中各处接触良好.试问:
(1)发生的故障是短路还是断路?发生在何处?
(2)发生故障前,滑动变阻器接入电路的阻值为多大?
(3)电源的电动势和内电阻为多大?
36.某个电动势为的电源工作时,电流为,乘积的单位是什么?从电动势的意义来考虑,表示什么?
37.小张买了一只袖珍手电筒,里面有两节干电池。他取出手电筒中的小灯泡,看到上面标有“”的字样。小张认为,产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。由此,他推算出了每节干电池的内阻。如果小张的判断是正确的,那么内阻是多少?提示:串联电池组的电动势等于各个电池的电动势之和,内阻等于各个电池的内阻之和。
38.许多人造卫星都用太阳能电池供电.太阳电池由许多片电池板组成.某电池板不接任何电阻时两端电压为600μV,外电路短路是电流为30μA.求这块电池板的内阻.
39.电源的电动势为4.5V、外电阻为4.0时,路端电压为4.0V.如果在外电路并联一个6.0 的电阻,路端电压是多大?如果6.0的电阻串联在外电路中,路端电压又是多大?
40.现有电动势为1.5V、内阻为1.0Ω的电池多节,准备用几节这样的电池串联起来对一个正常工作电压为6.0V、工作电流为0.1A的小灯泡供电.问:
(1)最少需要用几节这种电池?
(2)电路还需要一个定值电阻来分压,请计算这个电阻的阻值.
41.图是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时,启动开关S闭合,电动机工作,车灯会变暗;当汽车启动之后,启动开关S断开,电动机停止工作,车灯恢复正常亮度。请分析以上现象发生的原因。
42.充电宝内部的主要部件是锂电池,充电宝中的锂电池在充电后,就是一个电源,可以给手机充电。充电宝的铭牌通常标注的是“”(毫安时)的数量,即锂电池充满电后全部放电的电荷量。机场规定:严禁携带额定能量超过的充电宝搭乘飞机。某同学查看了自己的充电宝铭牌,上面写着“”和“”,你认为能否把它带上飞机?
四、填空题
43.如图所示电路中,电源E的电动势为3.2V,电阻R的阻值为30Ω,小灯泡L的额定电压为3.0V,额定功率为4.5W.当电键S接位置1时,电压表的读数为3V.则电源内电阻大小____Ω,当电键S接到位置2时,小灯泡L的实际功率____W.(假设灯泡电阻不变)
五、实验题
44.某照明电路出现故障,其电路如图1所示,该电路用标称值12V的蓄电池为电源,导线及其接触完好.维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障.他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b点。
①断开开关,红表笔接a点时多用表指示如图2所示,读数为 V,说明 正常(选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)。
②红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用表指示仍然和图2相同,可判定发生故障的器件是 (选填:蓄电池、保险丝、开关、小灯)
45.图示为简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_______色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=_______kΩ.
46.若某欧姆表表头的满偏电流为5mA,内接一节干电池,电动势为1.5V,那么该欧姆表的内阻为_______Ω,待测电阻接入红、黑表笔之间时,若指针转至满刻度的处,则待测电阻的阻值为_______Ω。
47.如图所示的电路中1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮现用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.
(1)为了检测小灯泡及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的________挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的________挡.
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明______________可能有故障.
(3)小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
48.为了测量一个规格为“12 V 5 W”的小灯泡在不同电压下的功率.某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示.某次测量时,电流表指针位置如图乙所示,电流表读数为_______________A,此时小灯泡的实际功率为_______________W.
49.要测绘额定电压为2 V的小灯泡的伏安特性曲线,所供选择的器材除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:
A.电源E(电动势3.0 V,内阻不计)
B.电压表V1(量程0~3.0 V,内阻约2 kΩ)
C.电压表V2(量程0~15.0 V,内阻约6 kΩ)
D.电流表A1(量程0~0.6 A,内阻约1 Ω)
E.电流表A2(量程0~100 mA,内阻约2 Ω)
F.滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值2 kΩ)
(1)为了减小实验误差,实验中电压表应选择________,电流表应选择_______,滑动变阻器应选择_________________.(填写各器材的序号)
(2)为提高实验精度,请你设计实验电路图,并画在下面的虚线框中.
( )
(3)实验中测得一组数据如下表所示,根据表格中的数据在图中坐标系中作出小灯泡的伏安特性曲线.
I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0 0.20 0.40 0.6 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
( )
(4)该小灯泡的额定功率是_________ W.(保留两位小数)
(5)由图象可知,小灯泡电阻的变化特点是_________________.
50.图中所示器材,为某同学测绘额定电压为2.5 V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材.
(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图中的实验电路图连接完整_____.
(2)开关S闭合之前,图中滑动变阻器的滑片应该置于________.(选填“A端”、 “B端”或“AB中间”)
51.某实验小组设计了如图甲所示的电路,其中为热敏电阻,电压表量程为0~3V,内阻约10,电流表量程为0~0.5A,内阻,R为电阻箱。
(1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验。闭合开关,调节电阻箱,记录不
同情况下电压表示数、电流表示数I和电阻箱的阻值R,在I-U坐标系中,将各组、I的数值标记在相应位置,描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线,如图乙中曲线所示。为了完成该实验,应将导线c端接在______(填“a”或“b”)点。
(2)利用(1)中记录的数据,电源路端电压U=______。(用、I、R和表示)
(3)实验中路端电压U和通过电源电流的关系如图乙中直线所示,由图分析可知:电源的电动势E=______V,内阻r=______。
(4)实验中,当电阻箱的阻值调到6.0时,热敏电阻消耗的电功率P=______W。(计算结果保留两位有效数字)
52.某物理兴趣小组发现有一个灯泡上标有“3.8V 0.3A”字样,现该小组要测绘该灯泡的伏安特性曲线,有下列器材可供选用:
A.电压表(量程为0~5V,内阻为5.0)
B.电压表(量程为0~10V,内阻为10.0)
C.电流表(量程为0~500mA,内阻为4.0)
D.电流表(量程为0~6A,内阻为1.5)
E.滑动变阻器(0~10,1.0A)
F.滑动变阻器(0~1,0.5A)
G.学生电源(电动势约为6V,内阻不计)及开关、导线等
(1)实验中所用的电压表应选______,电流表应选______,滑动变阻器应选______。(填器材代号)
(2)画出实验电路图,要求电压从零开始测量。( )
(3)该小组描绘出的I-U图像应是图中的______。
A. B. C. D.
53.某化学电池电动势为1.5V,内阻为1。利用四个这样的化学电池串联构成的电池组作为电源做描绘小灯泡的U-I关系图线实验,实验中用的小灯泡上标有“4V,2W”的字样,实验室还有下列器材供选用:
A.电压表(0~5V,内阻约10)
B.电压表(0~10V,内阻约20)
C.电流表(0~0.3A,内阻约1)
D.电流表(0~0.6A,内阻约0.4)
E.滑动变阻器(0~10,允许通过的最大电流为2A)
F.开关、导线若干
(1)实验中所用电压表应选用______,电流表应选用______(填器材前字母);
(2)实验时要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,请将图甲中实物连接成满足实验要求的测量电路;( )
(3)某同学根据实验得到的数据画出了小灯泡的U-I关系图线(如图乙所示),若用两个这样的化学电池串联后给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是______W(结果保留两位有效数字)。
54.某同学研究电子元件R1(3V,1.6W)的伏安特性曲线,要求多次测量并尽可能减小实验误差,备有下列器材:
A.直流电源(3V,内阻不计)
B.电流表G(满偏电流3 mA,内阻r=10 Ω)
C.电流表A(0~0.6 A,内阻未知)
D.滑动变阻器R(0~20 Ω,5 A)
E.滑动变阻器R′(0~200 Ω,1 A)
F.定值电阻R0(阻值为990 Ω)
G.定值电阻R0′(阻值为1990 Ω)
H.开关与导线若干
(1)在实验中,为了操作方便且能够准确地进行测量,定值电阻应选用___________,滑动变阻器应选用___________(填写器材前面的字母序号).
(2)根据题目提供的实验器材,请在方框内设计出描绘电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图(R1可用“”表示)
(3)在正确操作的情况下,某同学根据实验所得的数据画出该电子元件的伏安特性曲线如图所示.若将上述电子元件R1和另一个阻值为5Ω的定值电阻串联在电动势为3V,内阻为1Ω的直流电源上,则此时电子元件R1的阻值为___________Ω.(结果均保留三位有效数字)
参考答案:
1.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.铅蓄电池两极间的电压是路端电压,所以总是小于或等于,A错误;
BC.铅蓄电池的电动势为,根据,表示电路中每通过电量,电源把的化学能转化为电能,与时间无关,B错误,C正确;
D.电源通过非静电力做功,铅蓄电池将化学能转变成电能时,非静电力移动单位正电荷做的功比一节干电池(电动势为)的大,铅蓄电池的做功本领大于干电池,其做功不一定比干电池大。D错误。
故选C。
2.A
【解析】
【详解】
当滑片下移时,滑动变阻器接入电阻减小,则外电路总电阻减小,电路中总电流增大,电源的内电压增大,则由闭合电路欧姆定律可知,电路的路端电压减小,故电压表示数减小;
由欧姆定律可知,R1上的分压增大,而路端电压减小,故并联部分的电压减小,则通过R2的电流减小。
故选A。
【点睛】
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
当传感器R3所在处出现火情时,半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而减小,R3的电阻减小,根据串反并同规律,与传感器并联的报警器两端电压变小,与传感器并联的电流表的电流也变小。
故选B。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
开关闭合时,电路中电流为
两端的电压为
的带电荷量为
当断开开关后,两电容器直接与电源相连, 的带电荷量为
故通过的电荷量为
故选B。
5.D
【解析】
【分析】
由电源的路端电压与电流的关系图象与纵轴的交点读出电源的电动势,其斜率大小等于电源的内阻.电阻R的伏安特性曲线的斜率等于电阻.两图线的交点读出电流与电压,求出电源的输出功率.
【详解】
电源的输出功率为:;故A错误;由图I可知,电源的电动势为,内阻;故B错误;电源内部消耗的功率为:;故C错误;由图II可知,;故D正确;故选D.
6.C
【解析】
【详解】
A.由图可知:
,
且U1>U2,I1<I2,可知R1>R2,故A错误;
B.两图线的交点表示该电阻接在该电源上时工作状态,
P甲=U1I1,P乙=U2I2
由图中面积不能判定P甲<P乙,故B错误;
C.两种电路中电源内阻消耗的功率分别为
由于I1<I2,故Pr甲<Pr乙,故C正确;
D.电源的效率为
效率与路端电压成正比,R1接在电源上时路端电压U1大,效率高,η甲>η乙,故D错误.
7.C
【解析】
【详解】
根据电源U-I图可得:U=4 0.5I,又有U=E-Ir,所以,电源电动势E=4V,内阻r=0.5Ω,故A错误;电源和小灯泡组成闭合电路时,灯泡两端电压为路端电压,故两曲线交点即为灯泡的电压、电流;又有灯泡恰好能正常发光,故灯泡的额定电压U=3V,额定电流I=2A,所以,额定功率为:P=UI=6W,阻值为:R=U/I=1.5Ω,故C正确,B错误;由图可得:电功率越大时,U-I曲线越陡,那么电阻越大,故电阻率越大,故D错误;故选C.
8.A
【解析】
【详解】
BD.每次换挡都要短接表笔进行欧姆调零,所以内部应接可调电阻,故B错误,D错误;
AC.欧姆表的内部电源的正极与外部负极插孔相连,内部电源的负极与外部正极插孔相连,故A正确,C错误;
9.A
【解析】
【分析】
U-I图象中图象中的点的坐标表示电流及路端电压.图象与纵坐标的交点为电源的电动势;图象的斜率表示电源内阻.
【详解】
由闭合电路欧姆定律 U=E-Ir可知,U-I图象与纵坐标的交点等于电源的电动势,图象的斜率表示电源的内阻;
根据数学知识可知E1=E2,r1<r2,I1>I2;
故选A.
【点睛】
本题考查U-I图象的应用,要注意根据闭合电路欧姆定律 U=E-Ir进行分析图象的物理意义.
10.B
【解析】
【详解】
A.电流表的示数为2.0A,则两端电压,根据闭合电路欧姆定律,由串联电路电压关系得,电动机两端电压,A错误
B.电源的输出功率,电源总功率,所以电源效率,B正确
C.电动机的机械功率:,C错误
D.电源功率,D错误
11.B
【解析】
【详解】
当K闭合后,外电路的总阻值变小,如果电源有内阻,则路端电压变小,则电流表示数变小,若电源无内阻,则路端电压不变,电流表示数不变,故B正确,ACD错误;故选B.
12.C
【解析】
【分析】
当照射光强度增大时,R3变小,分析电路中总电阻的变化,则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化,由欧姆定律可得出电压表示数的变化;同时还可得出路端电压的变化;由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化,再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化,由功率公式即可得出灯泡功率的变化.
【详解】
A项:当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,R3变小,外电路总电阻减小,则电路中的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可得,电路中总电流增大,故R1两端的电压增大,即电压表的示数增大,故A错误;
B、D项:因电路中总电流增大,电源的内电压增大,路端电压减小,同时R1两端的电压增大,故并联电路部分电压减小,则流过R2的电流减小,故B、D错误.
C项:由并联电路电压增大,可知流过灯泡的电流一定增大,故由P=I2R可知,小灯泡消耗的功率增大,故C正确.
故应选:C.
【点睛】
闭合电路的动态分析问题一般按外电路、内电路再外电路的分析思路进行;分析内电路主要根据总电流及内阻分析内压,而外电路较为复杂,要注意灵活应用电路的性质.
13.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.电路稳定时,电流表的读数为
在开关闭合瞬间,电容器充电,有充电电流,电流表的读数大于电路稳定时电流表的读数,所以开关S闭合瞬间,电流表的读数大于0.5A ,故A错误;
B.因电流大于0.5A,内电压
大于0.5V,由
可知电压表示数小于5.5V,故B错误;
CD.开关闭合,电容器充满电,稳定时,电容器两端电压为R2两端电压为
开关闭合经过一段时间,再将开关S迅速断开,电压表所在支路断路,电容器所有电荷全部通过R2,由
可知电量
故C正确,D错误。
故选C。
14.D
【解析】
【详解】
A.在电源内部,正电荷要受到静电力和非静电力作用,从负极移动到正极,故A错误;
BD.非静电力克服电场力做功,把其它形式的能转化为电势能,静电力移动电荷做功电势能减少,故B错误,D正确.
C.在电源内部正电荷能从负极到正极同时受到静电力和非静电力作用,故C错误.
故选D.
15.B
【解析】
【详解】
A. 电动势由电源中非静电力的特性所决定,与外电路无关,所以同一电源接入不同的电路,电动势不会改变,故A错误;
B. 电动势由电源中非静电力的特性所决定,跟电源的体积无关,所以虽然1号干电池比7号干电池大,但电动势相同,故B正确;
C. 电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,根据可知,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移动电荷的多少有关,故C错误;
D. 电动势、电压和电势差物理意义不同,单位相同,故D错误;
16.D
【解析】
【详解】
A.电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量,与非静电力做功W的大小以及移送电荷量q的大小无关.故A错误
B.电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,电势差、电势是描述电场能的性质的物理量,三者的本质不同.故B错误;
C.铅蓄电池的电动势为2V,表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功为2J,即电能增加2J,与时间无关,故C错误
D.电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱,电动势越大本领越大.所以D正确.
17.B
【解析】
【详解】
A.只有电荷没有电势差也无法形成电流,故A错误;
B.电动势由电源中非静电力做功决定,与外电路无关,故B正确;
C.通过导线横截面的电荷多,若时间长,则导线中电流不一定大,故C错误;
D.电动势与电压单位相同,但意义不同,所以电动势不是电压,故D错误;
故选B。
18.C
【解析】
【详解】
干电池的电动势都是1.5V,所以同一品种新的1号干电池和新的5号干电池的电动势相同,而新1号干电池内阻比5号干电池内阻小,容量大.故ABD错误,C正确.故选C.
点睛:该题考查对电池的电动势的理解,知道电池的电动势与电池的特点决定即可正确解答.基础题目.
19.A
【解析】
【详解】
在电源的内部,非静电力对该电子做正功,即,电子的电势能增加,即,故A正确,BCD三项错误.
20.D
【解析】
【详解】
A、电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量,根据电动势的定义式E知:电动势为3.6V,表示电路通过1C的电荷量,电源把3.6J其他形式的能转化为电能,故A B错误;
C、电动势越大,将其他形式的能转化为电能的本领越大,故C错误,D正确.
故选D.
21.ACD
【解析】
【详解】
A:电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大.故A项正确.
B:电源就是把其他形式的能量转化为电能的装置,不产生电荷.故B项错误.
C:电源的电动势在数值上等于电源在搬运单位电荷时非静电力所做的功,故C项正确.
D:电源的电动势由电源自身决定,与外电路的组成无关.故D项正确.
22.AD
【解析】
【分析】
【详解】
电压表有示数说明并联部分无短路,串联部分无断路,电压表无示数说明并联部分可能短路或者串联部分断路,根据题意电压表并联在A,C两点间,电压表读数为U,当并联在A,B两点间时,电压表读数也为U,当并联在 B,C两点间时,电压表的读数为零,则可以判断电路的故障可能是AB段断路,也可能BC段短路,故AD正确,BC错误。
故选AD。
23.AB
【解析】
【详解】
在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率等于输出功率和电源内部的发热功率的和,所以这三点的纵坐标一定满足关系,故A正确;当内电阻和外电阻相等时,电源输出的功率最大,此时即为b、c线的交点M时的电流,此时电流的大小为,功率的大小为,a、b线的交点N表示电源的总功率和电源内部的发热功率随相等,此时只有电源的内电阻,所以此时的电流的大小为,功率的大小为,所以横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:4,故B正确.图线c表示电源的输出功率与电流的关系图象,很显然,最大输出功率小于3W,故C错误;当I=3A时,,说明外电路短路,根据知电源的电动势E=3V,内电阻,故D错误;故选AB.
【点睛】根据电源消耗的总功率的计算公式可得电源的总功率与电流的关系,根据电源内部的发热功率可得电源内部的发热功率与电流的关系,从而可以判断abc三条线代表的关系式,在由功率的公式可以分析功率之间的关系.
24.BD
【解析】
【详解】
A.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化,选项A错误;
B.1号干电池比7号干电池的体积大,但电动势相同,选项B正确;
C.电动势、电压和电势差不但名称不同,物理意义也不相同,电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,反映了电源内部非静电力做功的本领,电压和电势差是两点之间电势的差,它们只是单位也相同;故C错误;
D.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,根据W=qE可知,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势不一定大,还跟移动电荷的多少有关,故D错误。
故选B。
25.ACD
【解析】
【分析】
a图线的斜率的倒数读出电源的内阻,b图线的斜率倒数得到电阻的阻值.两图线的交点表示该电阻接在该电源上时的工作状态,由交点坐标读出电阻的电压和电流,由此可以判断电源的输出功率,并求出电源的总功率.
【详解】
A项:电阻的阻值等于b图线的斜率的倒数,为:R=,故A正确;
B项:电池组的内阻等于a图线的斜率倒数,为:r=,故B错误;
C项:两图线的交点表示将该电阻接在该电池组两端的工作状态,则电阻两端的电压为U=15V,电流为I=1A,则电池组的输出功率为:P=UI=15×1=15W,故C正确;
D项:电源的输出功率为:P=I2R=,当外电阻的阻值等于内阻时,其电源的输出功率最大为:Pmax=,故D正确.
故应选:ACD.
【点睛】
本题考查学生对图象的认识,要由U=E-Ir去理解图象的性质,明确图象与纵坐标的交点表示电源的电动势,图象的斜率倒数表示电源的内电阻.
26.ABD
【解析】
【分析】
【详解】
内置电池上的“24V”表示电动势,“”表示电池的容量,可以由电池的容量计算在一定放电电流下电池的使用时间,由
得,由题给条件无法求出内置电池工作1小时后达到的电流。
故选ABD。
27.AC
【解析】
【详解】
AB.根据,故非静电力做功为18J,即有18J其他形式的能转化为电能,A正确,B错误;
C.内电路消耗电能C正确;
D.电的传播速度指建立电场的速度,大小等于光速,但导体内电子移动速度却极慢,电子是在电场的作用下才移动的,D错误。
故选AC。
28.BD
【解析】
【分析】
对于不同型号的干电池,电动势相同.1号干电池的内阻小于7号干电池的内阻.1号干电池的容量大于7号干电池的容量.功率表示做功的快慢,根据P=UI研究功率确定做功的快慢关系.
【详解】
1号干电池的电动势等于7号干电池的电动势,都是A错误;1号干电池的体积大,容量较大,即1号干电池的容量大于7号干电池的容量,B正确;1号干电池的内阻小于7号干电池的内阻,C错误;把1号和7号干电池分别连入电路中,若电流I相同,电动势又相同,则功率相同,说明它们做功的快慢相同,则相同时间内两干电池非静电力做的功相同,D正确.
【点睛】
干电池的电动势与体积无关.体积大的干电池,内部的电化学物质较多,容量大,能够产生的电能多,但同时内阻也大.
29.(1)0.5A;0.6A (2)当R1=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大.PAB=4W
【解析】
【分析】
(1)根据闭合电路的欧姆定律求解开关S断开和接通时,通过R1的电流;(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=4Ω为定值,所以,只有当R1′=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大.
【详解】
(1)开关S断开时,I1==0.5 A
开关接通时,R2、R3并联的总电阻R23==4Ω
I1′==0.6A
(2)开关接通时,A、B之间的总电阻R23=4Ω为定值,所以,只有当R1′=0时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大.
I==1A
PAB=I2R23=4W
30.
【解析】
【详解】
由电阻的串、并联公式得闭合电路的总电阻
由欧姆定律得通过电源的电流
电源的路端电压
两端的电压
与电容器串联后并联在两端,接通开关S,电路稳定后,电容器两端电压等于两端电压,通过的总电荷量就是电容器的电荷量
.
31.(1)20 V 20 Ω(2)5 Ω(3)5W
【解析】
【分析】
(1)根据U-I图像可以求出电源的电动势和内阻
(2)结合图像上的特殊点求出外电路定值电阻R2的阻值;
(3)当内外电阻相等时,电源输出功率有最大值,可以根据这个条件求功率
【详解】
(1)题中图乙中AB延长线,交U轴于20 V处,交I轴于1.0 A处,所以电源的电动势为E=20 V,内阻r=20 V/1.0 A=20 Ω.
(2)当P滑到R3的右端时,此时外电路中只有电阻R2,电路参数对应图乙中的B点,即U2=4 V、I2=0.8 A,得R2==5 Ω.
(3)当外阻等于内阻时,电源输出功率最大为
故本题答案是:(1)20 V 20 Ω(2)5 Ω(3)5w
32.或
【解析】
【分析】
【详解】
由于和串联分压,可知
由电容器的电容定义知
所以两端的电压可以为或,即
解得
33.(1)20W (2)12W 8W.
【解析】
【分析】
(1)通过电阻两端的电压求出电路中的电流I,电源的总功率为P=EI,即可求得;
(2)由U内=Ir可求得电源内阻分得电压,电动机两端的电压为U=E-U1-U内,电动机消耗的功率为P电=UI;电动机将电能转化为机械能的功率为P机=P电-I2R0.
【详解】
(1)电动机正常工作时,总电流为:I=
I=A=2 A,
电源释放的电功率为:P=EI =10×2 W=20 W;
(2)电动机两端的电压为: U= E﹣Ir﹣U1
则U =(10﹣2×0.5﹣3.0)V=6 V;
电动机消耗的电功率为: P电=UI=6×2 W=12 W;
电动机消耗的热功率为: P热=I2R0 =22×1.0 W=4 W;
电动机将电能转化为机械能的功率,据能量守恒为:P机=P电﹣P热
P机=(12﹣4)W=8 W;
【点睛】
对于电动机电路,关键要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路:当电动机正常工作时,是非纯电阻电路;当电动机被卡住不转时,是纯电阻电路.对于电动机的输出功率,往往要根据能量守恒求解.
34.250 Ω;500 Ω
【解析】
【详解】
由得
由
得
中值位置即电流为 Ig位置,则得
R2=R内=500 Ω
35.(1)电灯L发生断路(2)20Ω(3)12.5V;5Ω
【解析】
【详解】
(1)电路发生故障后,电流表读数增大,路端电压也增大,因此外电路总电阻增大,在外电路某处一定发生了断路.由于电流表有读数,不可能断路,电压表也有读数,滑动变阻器R也不可能断路,因此,只可能是电灯L发生断路.
(2)L断路后,外电路只有,因无电流流过R,电压表示数即路端电压
.
L未断路时恰好正常发光
.
(3)根据闭合电路欧姆定律可知,故障前
故障后
得
.
36.瓦,单位时间内电源将其他形式的能转化为电能的值
【解析】
【详解】
某个电动势为E的电源工作时,电流为I,乘积EI的单位是瓦
电源的总功率为
则EI表示单位时间内电源将其他形式的能转化为电能的值
37.
【解析】
【详解】
若小张的判断是对的,小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光,则电路中的电流为 I=0.25A,路端电压为 U=2.2V,根据闭合电路的欧姆定律
则每一节干电池的内阻为
38.20Ω
【解析】
【详解】
电池板不接任何电阻时,两端电压就是电源电动势,即E=600μV;外电路短路时,根据闭合电路欧姆定律可知:,解得:r=20Ω.
39.3.72V; 4.3V
【解析】
【详解】
当外电阻为4.0Ω时,电流
由闭合电路欧姆定律
可得
r=0.5Ω
当外电路并联一个6.0Ω的电阻时,
电路中的总电流
路端电压
当外电路串联一个6.0Ω的电阻时,
电路电流
路端电压
40.(1)最少需要用5节这种电池;
(2)电路还需要一个阻值为10Ω的定值电阻分压
【解析】
【详解】
(1)设至少需要n节电池,串联的分压电阻为R0,因为路端电压必须大于(或等于)用电器的额定电压,即
nE0-Inr0≥U
得到
n≥=
可见n取整数的最小值为5.
(2)此时路端电压
U′=5E0-I×5r0=7V
需要串联的分压电阻为
R0=Ω=10Ω;
41.见解析
【解析】
【详解】
当汽车启动开关S闭合时,电动机与车灯并联,电路总电阻变小,总电流变大,则降在r上的电压变大,使得车灯两端的电压变小,车灯变暗;当启动开关S断开,电动机停止工作,车灯恢复正常亮度。
42.能,详见解析
【解析】
【详解】
某同学查看了自己的充电宝铭牌,上面写着“”和“”,则该充电宝的额定能量为
此能量小于机场规定的的额定能量的充电宝,所以该同学能把它带上飞机。
43. 2 1.28
【解析】
【详解】
当电键S接位置1时,电压表的读数为3V,可知电源内阻上的电压为0.2V;电路中的电流:,则内阻:;小灯泡的电阻:; 当电键S接到位置2时,电路电流:;小灯泡L的实际功率.
44.①11.5 (11.2~11.8) ;蓄电池 ② 小灯
【解析】
【详解】
试题分析:①多用电表直流50V的量程读中间均匀部分,共50格,每格1V,应该估读到0.1V,指针在11-12之间,读数为11.5V.开关断开,相当于电压表并联在蓄电池两端,读出了蓄电池的电压,故蓄电池是正常的.
②两表笔接b、c之间并并闭合开关,测试得相同电压,说明a、b之间是通路,b、c之间是断路,故障器件是小灯.
考点:本题考查了万用表读数、电路故障的判断.
45. 红; 5;
【解析】
【详解】
[1][2]根据红进黑出原理,可得图中与接线柱A相连的表笔颜色应该是红色,当两表笔短接(即Rx=0)时,电流表应调至满偏电流,设此时欧姆表的内阻为,此时有关系得
当指针指在刻度盘的正中央时
,有
代入数据可得
46. 300 100
【解析】
【详解】
[1]根据欧姆定律有
Ω=300Ω
[2]根据闭合电路的欧姆定律有
代入数据解得100Ω
47. 电压 欧姆 开关或连接点5、6 ①调到欧姆档;②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作;③测量小灯泡的电阻.如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.
【解析】
【详解】
(1)由于电路存在电源,因此要先用电压档检测;若连接点1、2同时断开,电路其它部分无电源,因此要用欧姆档检测.
(2)若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,说明5、6两点与电源正、负极是通的,故障一定出在开关或连接点5、6上.
(3)用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤:
①调到欧姆档;
②将红、黑表笔相接,检查欧姆档能否正常工作;
③测量小灯泡的电阻.如电阻无穷大,表明小灯泡有故障.
48. 0.40 2.4
【解析】
【详解】
第一空.因灯泡额定电流,故电流表量程应选0~0.6A,则分度值为0.02A.则指针的示数应为0.40A;
第二空.从I-U图象可以看出,当电流为I'=0.40A时,电压U'=6V,故功率为P'=U'I'=0.4×6W=2.4W.
49. B D F 1.00 灯泡电阻随电压(温度)的增大而增大
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3] 由题意小灯泡额定电压为2V,实验测量的数据,电压为2V时,电流为0.5A,故电压表应选B,电流表应选D,又描绘伏安特性曲线要求电流从零调节,故变阻器应用分压式接法,应选阻值小的变阻器F.
(2) [4]由于小电珠电阻较小,为了减小实验测量误差,电流表应用外接法,同时本实验中电压由零开始变化,故变阻器应采用分压式接法,电路图如图所示:
(3)[5] 据所给数据得伏安特性曲线如图:
(4)[6] 电压为2V时的电流为0.5A,则额定功率为:
P=UI=2×0.50=1.00W
(5)[7] I-U图象中的斜率表示电阻的倒数,故由图可知,灯泡电阻随电压(温度)的增大而增大;
50. B
【解析】
【详解】
(1)[1]根据电路图连接实物图,因为灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表采取3V量程,小灯泡电流较小,电流表选取0.6A的量程,因为灯泡的电压和电流需从零开始测起,所以滑动变阻器采用分压式接法,由于灯泡的电阻比较小,则电流表采取外接法,在连接实物图时注意电表的极性.如下图.
(2)[2]开关S闭合之前,滑动变阻器滑动到B端,使得测量电路中起始的电流、电压为零,起保护作用.
51. a 6.0 5.0 0.58
【解析】
【详解】
(1)[1]利用伏安法测电阻,由题图乙可知热敏电阻的阻值远小于电压表内阻,所以采用电流表外接法,导线c端应接在a点;
(2)[2]根据欧姆定律可知路端电压
(3)[3][4]由题图乙可知电源电动势为6.0V,内阻为
(4)[5]等效电源内阻
在I-U图像中作等效电源的外电路伏安特性曲线
如图所示,与热敏电阻的伏安特性曲线的交点坐标为(2.5V,0.23A),所以热敏电阻的电功率为
52. A C E B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表的最大测量值应大于灯泡的额定电压3.8V,且使实验中指针偏转尽量大些,故电压表应选A。
[2]由于灯泡的额定电流为0.3A,故电流表应选C。
[3]由题目要求可知,滑动变阻器采用分压式接法,故应选最大电阻较小的E。
(2)[4]灯泡正常发光时的电阻
故电流表应采用外接法,滑动变阻器采用分压式接法,电路图如图所示
(3)[5]灯泡的电阻随着温度的升高而变大。
故选B。
53. A D 0.88
【解析】
【详解】
(1)[1]电表量程应略大于灯泡的额定值,故电压表应选择A;
[2]灯泡的额定电流
故电流表应选择D;
(2)[3]测量电压从零开始多取几组数据,则滑动变阻器采用分压式接法,因灯泡内阻较小,故应采用电流表外接法,实物图如图所示
(3)[4]两个化学电池串联后的电动势为3V,内阻为2,在图乙中作出电源的U-I图线,两图线的交点为灯泡的工作点,如图所示
则由图可知,工作点电压约为2.2V,电流为0.4A,则功率
54. F,D 2.50~2.60
【解析】
【分析】
(1)定值电阻与已知内阻的电流表串联可构成量程较大的电压表,根据欧姆定律进行计算;(2)电子元件的电阻远小于电压表内阻,可采用电流表外接电路,滑动变阻器用分压电路;
(3)在电子元件的伏安特性曲线中作出电源的伏安特性曲线,两图象的交点即为灯泡的工作点,再根据欧姆定律即可求得电阻大小.
【详解】
(1)电流表G(满偏电流3 mA,内阻r=10 Ω)与定值电阻R0(阻值为990 Ω)串联,相当与量程为的电压表;故定值电阻选F;滑动变阻器要接成分压电路,则可选择阻值较小的D即可;
(2)电子元件的电阻为,远小于电压表内阻1000Ω,可采用电流表外接电路,电路图如图;
(3)在灯泡的伏安特性曲线中作出电源(电动势3V,定值电阻做为电源内阻,电源等效内阻为6Ω)的伏安特性曲线,如图所示;
由图可知,灯泡的电压为0.9V,电流为0.35A,故电阻.
【点睛】
本题考查电子元件的伏安特性曲线的描绘实验,要注意明确本实验中一般采用滑动变阻器分压接法和电流表外接法,同时要注意掌握仪表的选择方法,明确伏安特性曲线的应用方法.
答案第1页,共2页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)闭合电路欧姆定律
①
【场景导入】
R
E,r
闭合电路
上节课我们学习了串并联电路,今天讲解高中物理电路这章重点,看到上图同学们有发现什么不
一样的地方吗?是不是电源上标有,今天我们将考虑电源内阻,研究闭合回路的欧姆定律。
教法备注
试题来源】原创
【难度】
【知识点】
【场景】非题目
【授课时长】5分钟
【教学建议】
此为场景导入,引导学生思考这个场景下所提出的问题。
第一步:提问得知学生对于电路的基本了解;
第二步:强调本节课重点掌握闭合电路欧姆定律并会应用
答案
无
解析
无
2
【知识梳理1】
第1页(共29页)
0
战
地
小本本
闭合电路的欧姆定律
一、电源
1.电源:是将其它形式的能转化成电能的装置.
2.电动势:单位:V。非静电力搬运电荷所做的功跟搬运电荷电量的比值,E=Wq。
表示电源把其它形式的能转化电能本领的大小,等于电路中通过1C电量时电源所提供的电能的
数值
在数值上=电源没有接入电路时两极板间的电压,
内外电路上电势降落之和E=U外+U内·
3.电动势是标量.要注意电动势不是电压;
电动势
电势差
物理
反映电源内部非静电力做功把其它形式的能量
反映电路中电场力做功把电能转化为其它
意义
转化为电能的情况
形式能的情况
E=W/q
U=W/q
定义
W为电源的非静电力把正电荷从电源内由负极
W为电场力把正电荷从电源外部由正极移
式
移到正极所做的功
到负极所做的功
量度
E=IR+lr=U外+U内
U=IR
式
测量
动用欧姆定律间接测量
用伏特表测量
决定
与电源的性质有关
与电源、电路中的用电器有关
因素
特殊
当电源断开时路端电压值=电源的电动势(=0)
情况
二、闭合电路的欧姆定律(对于给定电源:一般认为E,不变,但电池用久后,E略变小,明显
增大。)
(1)内、外电路
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0
①内电路:电源两极(不含两极)以内,如电池内的溶液、发电机的线圈等,内电路的电阻叫做内
电阻.内电路分得的电压称为内电压
②外电路:电源两极间包括用电器和导线等,外电路的电阻叫做外电阻R,外电路分得的电压称为外
电压(在电闭合电路中两源两极的电压是外电压)
(2)闭合电路的欧姆定律适用条件:纯电阻电路
①内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即=E/
(R+r)
研究闭合电路,主要物理量有E、【、R、【、U,前两个是常量,后三个是变量。
E=U+U
U=E-r(U-关系)
②表达形试:
(I-R关系)
I=-
tr
U=RE(U-R关系)
R+r
③讨论:1外电路断开时(=0),路端电压等于电源的电动势(即U=E):而这时用电压表测量时,其读数
略小于电动势(有微弱电流)
2外电路短路时(R=0,U=0)电流最大l短=Er(一般不允许这种情况,会把电源烧坏)
P
RR=r R2 R
(3)路端电压跟负载的关系
①路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压.U=E-【,路端电压随着电路中电
流的增大而减小;
路端电压随外电阻变化的情况:R!→↑→U小,反之亦然。
②电源的外特性曲线一路端电压U随电流工变化的图像:(U一关系图线)
U
E
图象的函数表达:U=E-Ir
当外电路断路时(即R→∞,I=O),纵轴上的截距表示电源的电动势E(E=U端);
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