课件24张PPT。直流电路的分析与计算 电路故障问题 综合检测(四)
第4章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分．共49分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．)
1．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电源的内电阻是( )
A．1 Ω B．2 Ω
C．4 Ω D．6 Ω
【解析】 由()2R1＝()2R2，代入数据解得r＝4 Ω，选项C正确．
【答案】 C
2.如图1所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定不变，电灯L恰能正常发光，如果变阻器的滑片向b端滑动，则( )
图1
A．电灯L变亮，电流表的示数减小
B．电灯L变亮，电流表的示数增大
C．电灯L变暗，电流表的示数减小
D．电灯L变亮，电流表的示数不变
【解析】 滑片向b滑动，电阻变大，电路总电阻变大，电流表示数减小，路端电压增大，灯泡变亮．故A正确．
【答案】 A
图2
3.在如图2所示电路中，电源E的电动势为E＝3.2 V，电阻R的阻值为30 Ω，小灯泡L的额定电压为3.0 V，额定功率为4.5 W．当电键S接位置1时，电压表的读数为3 V，那么当电键S接到位置2时，小灯泡L的发光情况是( )
A．很暗，甚至不亮 B．正常发光
C．比正常发光略亮 D．有可能被烧坏
【解析】 当电键S接1时，由E＝U＋r知电源内阻为r＝R＝2 Ω，又灯泡电阻RL＝＝2 Ω，当电键接2时，由于RL＝r.灯泡两端实际电压为1.6V，小于灯泡额定电压，因此灯泡很暗，甚至不亮，故选项A正确．
【答案】 A
4.如图3所示，用输出电压为1.4 V，输出电流为100 mA的充电器对内阻为2 Ω的镍－氢电池充电，下列说法中正确的是( )
图3
A．电能转化为化学能的功率为0.12 W
B．充电器输出的电功率为0.14 W
C．充电时，电池消耗的热功率为0.02 W
D．充电器把0.12 W的功率储蓄在电池内
【解析】 充电器对电池的充电功率为P总＝UI＝0.14 W，电池充电时的热功率为P热＝I2r＝0.02 W，所以转化为化学能的功率为P化＝P总－P热＝0.12 W，但电池储蓄的是能量不是功率，故D错．
【答案】 AC
5．如图4所示，一电动机与一电阻R串联接在电源上，电源电动势E＝20 V，内电阻r＝1 Ω，用理想电压表测出电动机两端电压为10 V，已知电动机的电阻RM＝1 Ω，电阻R＝9 Ω，则( )
图4
A．流过电动机的电流为10 A
B．电动机消耗的热功率为100 W
C．电动机的机械功率为9 W
D．电动机消耗的热功率为1 W
【解析】 由E＝U＋I(R＋r)得，I＝(E－U)/(R＋r)＝1 A，故A错误；电动机电热功率P热＝I2RM＝1 W，电动机机械功率P机＝UI－P热＝9 W，故C、D正确．
【答案】 CD
6．如图5所示，一个电源在外电阻不断变化时，内、外电阻消耗的电功率随电流变化的关系分别用抛物线C1、C2表示．由该图可知( )
图5
A．电源的电动势为8 V
B．电源的内电阻为2 Ω
C．电源输出功率的最大值为16 W
D．电源消耗的最大功率为16 W
【解析】 图中交点表示内、外电路消耗功率相等，此时的功率和电流分别为4 W和2 A，由P内＝I2r，代入数据得r＝1 Ω，故B错误；由P外＝I2R知R＝1 Ω，内电阻等于外电阻，电动势为E＝I(R＋r)＝4 V，A错误．外电阻和内电阻相等时电源输出功率的最大值为4 W，C错误．电源消耗的功率为Pm＝EI，当R＝0时电流最大为4 A，Pm＝16 W，故D正确．
【答案】 D
7．(2012·福建仙游一中高二检测)如图6所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则( )
图6
A．R1接在电源上时，电源的效率高
B．R2接在电源上时，电源的效率高
C．R1接在电源上时，电源的输出功率大
D．电源的输出功率一样大
【解析】 电源的效率η＝＝＝，由于UB>UC，故R1接在电源上时，电源的效率高，A项正确B项错误；将电阻接在电源上，电阻的U－I图象与电源两端电压与电流关系图象的交点，表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流，从图象中只可看出R2接在电源上时电源有最大输出功率，C、D项均错误．
【答案】 A
二、非选择题(本题共4个小题，共51分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)
8．(8分)多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．在某次实验中使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图7中a、b所示，若选择开关处在“×10 Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5 V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.
图7
【解析】 由题图可知，a指在50处，则电阻值为50×10 Ω＝500 Ω，由题图可知，b指在8处，则电压值为×8 V＝2.00 V.
【答案】 500 2.00
9．(13分)(2012·重庆高考)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验器材如题图8所示．
图8
(1)测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流过电源的电流I，依据公式________，利用测量数据作出U-I图象，得出E和r.
(2)将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图8中用笔画线代替导线连接电路．
(3)实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图象如图9中(a)、(b)、(c)、(d)所示，由此可知：
在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势________(填“增大”、“减小”或“不变”)，电源内阻________(填“增大”、“减小”或“不变”)．
曲线(c)对应的电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.当外电路总电阻为2 500 Ω时，该电源的输出功率P＝________mW.(均保留三位有效数字)
图9
【解析】 (1)本题是利用伏安法测电源电动势和内阻，由E＝U＋Ir得U＝E－Ir.
(2)连图要从电源正极出发，先连接串联部分，最后再进行并联，并注意电压表、电流表的正、负接线柱，以防接反．
(3)在电源的U-I图象中，纵轴截距表示电源电动势，斜率绝对值表示电源的内阻，由图象可得，电极间距减小时，电源电动势不变，内阻增大．对图线(c)，由图得：E＝0.975 V，内阻r＝|k|＝＝478 Ω.当R＝2 500 Ω时，P＝I2R＝·R，代入数据可得：P≈0.268 mW.
【答案】 (1)U＝E－Ir (2)见下图 (3)不变 增大 0.975 478 0.268
10．(15分)(2012·福州八中高二检测)如图10所示，已知电源电动势E＝20 V，内阻r＝1 Ω，当接入固定电阻R＝4 Ω时，电路中标有“3 V 6 W”的灯泡L和内阻RD＝0.5 Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作．试求：
图10
(1)电路中的电流大小；
(2)电动机的额定电压；
(3)电动机的输出功率．
【解析】 (1)灯泡L正常发光，电路中的电流为I＝＝ A＝2 A.
(2)由闭合电路欧姆定律可求得，电动机的额定电压为
UD＝E－I(r＋R)－UL＝20 V－2×(1＋4) V－3 V＝7 V.
(3)电动机的总功率为P总＝IUD＝2×7 W＝14 W
电动机的热功率为P热＝I2RD＝22×0.5 W＝2 W
所以电动机的输出功率为P出＝P总－P热＝(14－2) W＝12 W.
【答案】 (1)2 A (2)7 V (3)12 W
11. (15分)如图11中，电流表的读数I＝0.75 A，电压表读数为U＝2 V．某一电阻烧断后，电流表的读数变为I′＝0.8 A，电压表的读数U′＝3.2 V．已知R3＝4 Ω，试判断发生故障的电阻值是多少？电源电动势为多少？
图11
【解析】 电流表读数增大，电压表有读数，只能是R1断路．
R1断路后，电压表测电源路端电压．
R2＝＝ Ω＝4 Ω.
此时有E＝I′(R2＋r) ①
R1断路前：R2两端电压U2＝I2R2＝0.75×4 V＝3 V，R3两端的电压U3＝U2－U＝3 V－2 V＝1 V，R3及R1中电流I1＝＝ A＝0.25 A.
所以R1＝＝ Ω＝8 Ω.
此时干路中电流I总＝I1＋I2＝1 A
所以E＝I总r＋3 ②
由①②得 E＝4 V，r＝1 Ω.
【答案】 8 Ω 4 V
