第12章 电能与能量守恒
问题1.什么是电功和电功率?
答:电流在一定时间内做的功叫电功,等于电流、电压和电阻三者的乘积,即W=UIt
单位时间内做的功叫功率,P=W/t=UI 。(1) 2)
142.什么是焦耳定律?基本公式是什么?
纯电阻电路 焦耳热Q=I2Rt;电功等于热W=Q
非纯电阻电路 电功等于热与其他形式能和W=Q+E其他,P=P热+P其他>P热.
规律 ①串联电路:(由P=I2R可得)功率之比等于电阻之比: =,=,电阻越大,消耗功率越大. ②并联电路: (由P=可得)功率之比等于电阻反比:=,=,电阻越大,消耗功率越小. ③P热=I2R是热功率的计算式,可以计算任何电路的热功率.
练习1规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求:接上220 V的电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;
(2)如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率.
练习1 (1)排气扇在 220 V的电压下正常工作时的电流为I== A≈0.16 A 发热功率为P热=I2R=(0.16)2×40 W≈1 W
转化为机械能的功率为 P机=P-P热=(36-1) W=35 W.
(2)扇叶被卡住不能转动后,电动机成为纯电阻电路,电流做功全部转化为热能,此时电动机中电流为 I′== A=5.5 A
电动机消耗的功率即电功率等于发热功率:P电′=P热′=UI′=220×5.5 W=1 210 W.
问题2、什么是电源?有什么作用?
答①电源的定义:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置.
②能量转化:在电源内部,非静电力做正功,其他形式的能转化为电能,在电源外部,电场力做功,电能转化为其他形式能.
问题3、什么是电源电动势?
答:物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。一般用电压表示,单位是伏特,(V)
(1)公式:E=。W为非静电力做功,把正电荷由从负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,使电荷的电势能增加.。
练习2由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组,对一电阻供电.电路中的电流为2 A,在10 s内电源做功为180 J,则电池组的电动势为多少?从计算结果中你能得到什么启示?
练习2 解析 由E=及q=It得 E== V=9 V=1.5×6 V=9 V
得出结论:串联电池组的总电动势等于各电池的电动势之和.
问题4、什么是闭合电路欧姆定律?闭合电路中电源的内阻不可忽略的电路
答:①电流I=。②电源电动势E=U外+U内=IR+Ir。 ③外电压U外=E-Ir (U-I图像中截距是电源电压)。
练习3如图R1=14Ω,R2=9Ω,当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A求电源的电动势E和内电阻r?
练习3解析:根据闭合电路欧姆定律E=IR+Ir 得 当开关处于位置1时, E=IR1+Ir
当开关处于位置1时, E=IR2+Ir 联立 式代入数据求解电动势E=3V,内电阻 r=1Ω。
问题5、闭合电路短路和断路怎么求解电压和电流?
答①外电路断路时,R为无穷大,I=0,U外=E。②外电路短路时,R=0,U外=0,I=。
问题6、路端电压与外电阻什么关系?
答:纯电阻时,随外电阻的增大而增大。
问题7、怎么利用闭合电路欧姆定律绘制U-I图像?图像上各个量有什么意义?
图象上的特征 物理意义
电源U-I图象 电阻U-I图象
图形
图象表述的物理量变化关系 电源的路端电压随电路电流的变化关系 电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系
图线与坐标轴交点 与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示短路电流 过坐标轴原点,表示没有电压时电流为0
图线上每一点坐标的乘积UI 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应的U、I比值 表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同 每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小不变
图线斜率的绝对值大小 内阻r 电阻大小
问题8、电路中的功率及效率问题怎么解决?
答1.电源的总功率(1)任意电路:P总=IE=IU外+IU内=P出+P内.(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=.
2.电源内部消耗的功率 P内=I2r=IU内=P总-P出.
3.电源的输出功率 (1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内.▲P出与R的关系如图4所示.
(2)纯电阻电路:P出=I2R,R=r时,|R-r|=0, 电源的输出功率最大为Pm=.
4.电源的效率(1)任意电路:η=×100%=×100%.
(2)纯电阻电路:η=×100%=×100% 因此在纯电阻电路中R越大,η越大.
练习4.在如图所示的电路中,电源内阻和定值电阻的阻值均为1.5Ω,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数变小 B.电流表的示数变小 C.电源输出功率变先增大后减小 D.滑动变阻器消耗功率先增大后减小
练习4【答案】AD【详解】A B.开关闭合后,电压表测量路端电压,电流表测量总电流。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,接入电路的电阻减小,总电流增大,电源的内电压增大,路端电压减小,故电压表的示数变小,电流表的示数变大,A正确,B错误;C.电源的输出功率当时,电源的输出功率最大,将滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动的过程中,外电阻大小向内阻接近,故电源输出功率一直变大,C错误;D.将定值电阻看成电源的内阻,则等效电源的内阻为3Ω,滑动变阻器的最大阻值是12Ω,因为电源的内外电阻相等时电源的输出功率最大,所以滑片P由a端向b端滑动过程中,滑动变阻器消耗的功率先变大后变小,D正确。故选AD。
练习5.(多选)如图8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图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )
A.R的阻值为1.5 Ω B.电源电动势为3.0 V,内阻为0.5 Ω
C.电源的输出功率为3.0 W D.电源内部消耗功率为1.5 W
练习5.答案 AD 解析 由于电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ和电阻R的U-I图线Ⅱ都为直线,所以电源的路端电压与电流的关系图线Ⅰ的斜率的绝对值等于电源内阻,r=1.5 Ω;电阻R的U-I图线Ⅱ的斜率等于电阻R的阻值,R=1.5 Ω,选项A正确,B错误;电源的路端电压与电流的关系图线和电阻R的U-I图线交点纵、横坐标的乘积表示电源的输出功率,电源的输出功率为P=UI=1.5×1.0 W=1.5 W,选项C错误;由EI=P+Pr解得电源内部消耗的功率为Pr=EI-P=3.0×1.0 W-1.5 W=1.5 W,选项D正确.
问题8、一个用电器变化怎么判断其他用电器的变化即电路动态分析的常用方法有哪些?
(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”即 R局→R总―→R总―→U内―→U外―→
(2)直观法:任一电阻R阻值增大,必引起该电阻中电流I的减小和该电阻两端电压U的增大。
(3)“串反并同”法:任一电阻R阻值增大,必将引起与之并联的支路中电流I并的增大和与之串联的各电路电压U串的减小。
(4)极限法:即因变阻器滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论。
(5)特殊值法:对于某些特殊电路问题,可以采取代入特殊值去判定,从而得出结论。
练习6、电路图如图所示,闭合开关,使滑动变阻器的滑片向左滑动,则电流表和电压表的读数怎样变化?
练习6解:滑片向左移动,电路电阻变大,电路总电阻变大,电流变小,电源内电压U=Ir变小,外电压U=E-Ir 变大;或者把电路看成串联两个电阻的电路,根据串联电路特点,电阻与电压成正比,电压表测电阻电压,即端电压,电阻变大,端电压也变大。
问题10、怎么解决动态电路中的变化量问题?
答:在动态电路中,电路中的电压变化量一般用△U表示,电流变化量一般用△I表示,电阻变化量一般用△R表示。其中要用到的规律有:①在电源电压保持不变的串联电路中,各用电器的两端的电压增大量等于其他用电器两端电路的电压减小量。
②利用欧姆定律R=U/I及r=/△I(因为所以)
练习7、1多选.如图,电源的内阻不能忽略,电表均为理想电表。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,电表的示数分别用U、、表示,电表示数变化量的大小分别用、、表示。下列说法正确的是( )
A.U减小 B.I2不变 C.减小 D.减小
【答案】AC 【详解】A.滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,减小,减小,根据可知增大U减小,故A正确;B.因减小增大,故B错误;C.根据可知因为减小,所以减小,故C正确;D.因为所以,不变,故D错误。故选AC。
练习7 练习8
练习8多选.如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。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A示数变化量的绝对值,则( )
A.A的示数增大 B.的示数增大 C.与的比值大于r D.大于
练习8【答案】ACD【详解】A.滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器阻值变小,由于电压表断路,定值电阻和滑动变阻器为串联,滑动变阻器阻值变小,总电阻变小,电源电动势不变,总电流变大,即电流表示数变大,故A正确;
B.电压表V1测量定值电阻R的电压,电阻R阻值不变,总电流变大,所以R两端电压变大即V1的示数增大;电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器的总电压即路端电压,总电流变大,内电压变大,路端电压变小,即V2示数变小,故B错误;
C.电压表V3测量滑动变阻器两端电压,U3=E-I(R+r)电压表V3的变化量的绝对值所以故C正确;
D.因理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则 又所以故D正确。故选ACD。
问题10.含电容电路中,怎求解电容器两端电压?
答:电容器是断路,电容不是电路的组成部分,仅借用与之并联部分的电压。
电容电压稳定时,与它串联的电阻是虚设,如导线。在电路变化时电容器两端电压发生变化,才有充、放电电流。
问题11、怎么计算电容器里的电量?电流方向改变了怎么处理?
答:计算电容电量用公式Q= CU推出△Q= C△U;电量变化量与电流的方向有关,同向则Q=C(U2-U1);电流反向则Q=C(U2+U1)。
练习9.在如图12所示的电路中,R1=11 Ω,r=1 Ω,R2=R3=6 Ω,当开关S闭合且电路稳定时,电容器C带电荷量为Q1;当开关S断开且电路稳定时,电容器C带电荷量为Q2,则( )
A.Q1∶Q2=1∶3 B.Q1∶Q2=3∶1 C.Q1∶Q2=1∶5 D.Q1∶Q2=5∶1
练习9.答案 A 解析 当开关S闭合时,电容器两端电压等于R2两端的电压,U2==,Q1=C;当开关S断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U=E,Q2=EC,所以Q1∶Q2=1∶3,选项A正确.
练习9题图 10题图
练习10 如图2所示,已知路端电压U=18 V,电容器C1=6 μF、C2=3 μF,电阻R1=6 Ω、R2=3 Ω.
(1)当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?(2)当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?
练习8答案 18 V 带电荷量减少了3.6×10-5 C 解析 在电路中电容器C1、C2相当于断路.
解析:(1)当S断开时,电路中无电流,B、C等势,A、D等势,因此UAB=UAC=UCD=18 V.
(2)当S闭合时,R1和R2串联,C1两端的电压等于R1两端电压,C2两端的电压为R2两端电压,C1电荷量变化的计算首先从电压变化入手.
当S断开时,UAB=UAC=UDB=18 V,电容器C1带电荷量为Q1=C1UAC=C1UDC=6×10-6×18 C=1.08×10-4 C.
当S闭合时,电路R1、R2导通,电容器C1两端的电压即电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配得
UAC′=U=×18 V=12 V此时电容器C1的带电荷量为Q′=C1UAC′=6×10-6×12 C=7.2×10-5 C
电容器C1带电荷量的变化量为ΔQ=Q′-Q1=-3.6×10-5 C负号表示减少,即C1的带电荷量减少了3.6×10-5 C.
问题12什么是能量守恒定律?
答:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,
在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.
问题13、为什么说能量转移或转化的方向性?
答:1.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.
2.能量的耗散:其他形式的能转化为内能后不能再重复利用,这种现象叫作能量的耗散.
3.能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.
问题14、怎么理解和应用能量守恒定律?
答:1.自然界中不同形式的能量可以相互转化,一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加,能量的总量保持不变.
2.能量守恒定律的适用范围:能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是在各种自然现象中普遍适用的一条规律.
3.能量守恒定律的表达式:(1)E初=E末,初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和.
(2)ΔE增=ΔE减,某些能量的增加量等于其他能量的减少量.
4.应用步骤:(1)明确研究对象及研究过程;(2)明确该过程中,哪些形式的能量在变化;(3)确定参与转化的能量中,哪些能量增加,哪些能量减少;(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式).
练习9下列说法正确的是( )
A.随着科技的发展,可以制造出一种机器,使其不消耗任何能量但能源源不断地对外做功
B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了
C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律,因而是不可能的
D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生
练习9答案 C 解析 题述机器违背了能量守恒定律,A错误;太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极少的一部分,但辐射到宇宙空间的能量也没有消失,一定是转化成了其他形式的能量,B错误;马和其他动物,包括人要运动,必须消耗能量,动物的能量来源是食物中储存的生物能,C正确;所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置的,只有当人戴着手表活动时,才能不断补充能量,维持手表的运行,如果把表放在桌面上静置一段时间,它一定会停摆的,D错误.
问题15、能量有哪些分类与应用?
答:1.能源的分类:(1)不可再生能源:煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源,这类能源又叫作化石能源.化石能源无法在短时间内再生,所以这类能源叫作不可再生能源.
(2)可再生能源:水能和风能等能源,归根结底来源于太阳能.这些能源在自然界可以再生,叫作可再生能源.
2.能源的开发与应用:近年来,我国在能源开发方面取得了很大的成就:如:太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电.
问题16、能源与社会发展有什么联系?
答1.随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高,能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题.
2.可持续发展(1)可持续发展的核心:追求发展与资源、环境的平衡:既满足当代人的需求,又不损害子孙后代的需求.
(2)需要做好两方面:①要大力提倡节能;
②发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境的污染程度低的清洁能源.
问题17怎么理解能量转移或转化的方向性?
答:内能可以转化为电能,电能可以转化为光能、内能、机械能……既然能量是守恒的,不会凭空消失,为什么还要节约能源呢?
答案 虽然能量的总量没有减少,但由于能量转化的方向性,使能量从便于利用的形式转化为不便于利用的形式,导致了可利用的能源减少,因此我们仍要节约能源.
问题18谈谈对“能量的耗散和品质降低”的理解?
答:(1)各种形式的能最终都转化为内能,流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么巨大,它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点,却再也不能驱动机器做功了.
(2)从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一种低品质的能量.由此可知,能量的耗散虽然不会导致能量的总量减少,却会导致能量品质的降低,实际上是将能量从高度有用的形式降级为不太可用的形式.
(3)能量的耗散导致可利用能源减少,所以要节约能源.
练习10(多选)下列关于能量的耗散的说法正确的是( )
A.能量的耗散使能的总量减少,违背了能量守恒定律 B.能量的耗散是指耗散在环境中的内能很难被人类利用
C.各种形式的能量向内能的转化,是能够自动全额发生的 D.能量的耗散导致能量品质的降低
练习10答案 BCD解析 能量的耗散是能量在转化的过程中有一部分以内能的形式被周围环境吸收,遵守能量守恒定律,但使得能量品质降低,选项A错误,选项D正确;耗散的内能很难再被利用,选项B正确;其他形式的能在一定的条件下可以全部转化为内能,但相反过程却不能够全额进行,选项C正确.
第12章 电能 闭合电路 物理作业
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
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试卷第1页,共3页
一、单选题(共40分)
1.(本题5分)了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下不符合事实的一项是( )
A.关系式最初是焦耳用实验直接得到的 B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C.法拉第提出了电场的观点,采用了用电场线这个简洁的方法描述电场 D.安培通过实验测定了元电荷e的数值
2.(5分)一台电动机的额定电压是220V,规定电流是5A,线圈电阻为0.5 ,则此电动机正常工作时每秒产生的热量为( )
A.25J B.12.5J C.110J D.1100J
3.(本题5分)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中错误的是( )
A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多 C.在非纯电阻电路中,
B.适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路 D.焦耳热适用于任何电路
4.(本题5分)某同学在测电源的电动势和内阻时,根据实验记录数据画出如图所示的U-I图像,下列关于这个图像的说法中正确的是( )
A.可得待测电源的电动势,即E=0.40 V B.由横轴截距得短路电流,即I短 =0.4 A
C.根据,计算出待测电源内阻为3.5 Ω D.当U=1.20 V时,I′=0.2 A
4 5 6 7题
5.(本题5分)如图所示,R1、R2为定值电阻,C为电容器,闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中( )
A.电阻R2中有向下的电流 B.电阻R1两端的电压减小 C.通过滑动变阻器R的电流变小 D.电容器C极板所带电荷量变小
6.(本题5分)如图所示的电路中,电阻R = 2Ω,断开S后,电压表的读数为6V;闭合S后,电压表的读数为2V,电压表为理想电表,则电源的内阻r为( )
A.1Ω B.2Ω C.3Ω D.4Ω
7.(本题5分)如图所示,图线是某一电源的曲线,图线是一定值电阻曲线。若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(己知该电源的内阻=2.0Ω),则说法正确的是( )
A.该定值电阻为8Ω B.该电源的电动势为10V
C.将2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大 D.将3 只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大
8.(本题5分)关于能源的利用和节约,下列说法正确的是( )
A.根据能量守恒定律知,能源的利用率应该是100%
B.由于能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,总是守恒的,所以节约能源的意义不大
C.节约能源只要提高节能意识就行,与科学进步无关
D.在能源的利用中,总会有一部分能源未被利用而损失掉
9多选.如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r。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A示数变化量的绝对值,则( )
A.A的示数增大 B.的示数增大 C.与的比值大于r D.大于
二、实验题(共6分)
10.(本题6分)物理实验研究小组为较准确地测量空调遥控器使用过后的电池组(两节干电池)的电动势和内阻,采用了如下的实验测量方式,可使用的器材有:
A.电流表G:测量范围为,内阻为;
B.电流表A:测量范围为,内阻为;
C.定值电阻:电阻为;
D.定值电阻:电阻为;
E.滑动变阻器R:电阻变化范围为;
F.开关一个、导线若干。
(1)为了把电流表G改装成合适的电压表,应选择的定值电阻为___________(填正确选项前的字母)。
(2)将改装后的电流表G和电流表A接入电路,为了让测量更准确,应选择的电路是___________(填“甲”或“乙”)。
(3)若选择正确的定值电阻R和电路图进行实验,得到电流表G和A的几组数据,并根据数据绘出了的关系图像如图丙所示(、I分别对应电流表G和A的示数),由此可知,干电池的电动势为___________V,内阻为___________。(结果保留两位有效数字)
三、解答题(共54分)
11.(本题27分)如图所示,电流表读数为0.75A,电压表读数为2V,R3=4Ω,若电阻R2发生断路,则两电表的读数分别变为0.8A和3.2V。求:
(1)R1的阻值;
(2)电源的电动势和内电阻分别为多大?(电流表、电压表均为理想电表)
12.(本题27分)如图所示电路,已知电源的电动势为6V,内阻忽略不计,,,,平行板电容器的电容为,求:
(1)开关闭合后,电容器的电量;
(2)开关断开后,通过电阻的电量。
第12章 电能 闭合电路 物理作业参考答案
1.D【详解】A.关系式(焦耳定律)最初是焦耳用实验直接得到的,故A正确;B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律,即库仑定律,故B正确;C.法拉第提出了电场的观点,采用了用电场线这个简洁的方法描述电场,故C正确;D.密立根通过实验测定了元电荷e的数值,故D错误。故选D。
2.B电动机正常工作时线圈电阻生热所以每秒产生的热量为,ACD错误,B正确。故选B。
3.A【详解】A.电功率越大,表示电流做功越快,但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短和是否是纯电阻电路有关, A错误;B.适用于任何电路,而只适用于纯电阻电路,B正确;
C.在非纯电阻电路中,总功率大于热功率,,C正确;
D.焦耳热适用于任何电路,D正确;
本题选择错误的,故选A。
4.D【详解】A.由公式可知图像的纵截距即电动势E=1.40 V故A错误;
B.电源短路时,路端电压U=0,当I=0.4 A时,U=1.00 V,故0.4A不是短路电流,I短≠0.4 A,故B错误;
C.电源的内阻等于图像斜率的绝对值 故C错误;
D.由图像可知,当U=1.20 V时,由几何关系可知 I′=0.2 A,故D正确。故选D。
5.D【详解】BC.闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电流变大,即通过电阻R1的电流变大,电阻R1两端的电压变大,故BC错误;AD.根据串联分压规律可知滑动变阻器R两端的电压变小,所以电容器C两端电压变小,根据可知电容器C极板所带电荷量变小,即电容器将放电,根据电路连接方式可知电容器上极板带正电,所以电阻R2中有向上的电流,故D正确,A错误。故选D。
6.D断开S后,电压表的读数为6V,则电源电动势E = 6V闭合S后,电压表的读数为2V,根据串联电路分压原理,则电源的内阻r = 4Ω故选D。
7.D【详解】A.由题意及图中数据可知该定值电阻为故A错误;
B.由闭合电路欧姆定律得故B错误;CD.由题意可得
由数学知识可知,当外电阻等于内电阻时,电源输出功率最大。将2只这种电阻串联作为外电阻,外电阻的阻值为12Ω,3只并联时外电路总电阻2Ω,故3只并联时,电源输出功率最大,故C错误,D正确。故选D。
8.D【详解】AD.能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态,不可能做到没有任何损失,虽然遵从能量守恒定律。但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来的能量总量相等,选项A错误,D正确;BC.根据能量转化的方向性可知,能量经转化后,可利用的能量只可能减少,不可能增加,因此节能的意义重大,同时只有节能意识是不够的,必须利用科技手段来提高能源的利用率,不断开发新能源,以满足人类社会可持续发展的需要,选项BC错误。
9【答案】ACD【详解】A.滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器阻值变小,由于电压表断路,定值电阻和滑动变阻器为串联,滑动变阻器阻值变小,总电阻变小,电源电动势不变,总电流变大,即电流表示数变大,故A正确;
B.电压表V1测量定值电阻R的电压,电阻R阻值不变,总电流变大,所以R两端电压变大即V1的示数增大;电压表V2测量定值电阻和滑动变阻器的总电压即路端电压,总电流变大,内电压变大,路端电压变小,即V2示数变小,故B错误;
C.电压表V3测量滑动变阻器两端电压,电压表V3的变化量的绝对值所以故C正确;
D.因理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则 又所以故D正确。故选ACD。
【点睛】明确电路连接方式及电表的测量对象,再根据局部-整体-局部的步骤依次分析解答。
10. C 乙 2.6 3.8
【详解】(1)[1]根据题意,由于两节旧干电池的电动势约为3V,则需将电流表G改装成电压表,则需要串联一个大电阻,由欧姆定律可得,串联后总电阻则需要串联的电阻为
(2)[2]由于电流表的内阻已知,为了减小实验误差,故选乙。
(3)[3]根据题意,由闭合电路欧姆定律可得整理得
由图像可得得当,时,代入解得
11.(1)4Ω;(2)4V,1Ω【详解】(1)若电阻R2发生断路,R3相当于导线的作用,由欧姆定律可得
(2) 根据闭合电路欧姆定律得U′=E-I′r,不断路时,R2、R3串联后和R1并联
总电流I0=I23+I根据闭合电路欧姆定律IR1=E-I0r得E=4V,r=1Ω
12.(1);(2)
【详解】(1)、并联的电阻值则,电容器的电压
电容器的电量
(2)开关断开后,电容器通过、放电,而、并联,则有通过、的电量之比而
解得:通过电阻的电量