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考点一 电路的基本概念和规律
一、电流
1.形成条件
(1)导体中有自由电荷;
(2)导体两端存在电压。
2.电流的方向
(1)正电荷定向移动的方向规定为电流的方向;
(2)在外电路中电流由电源正极流向负极,在内电路中电流由电源负极流向正极。
公式 公式含义
定义式 I= q为时间t内通过导体横截面的电 荷量, 反映了I的大小,但不能说I
∝q,I∝
微观式 I=nqSv 微观上看n、q、S、v决定I的大 小
决定式 I= I由U、R决定,I∝U,I∝
3.电流的三种表达式及含义
4.等效电流
电解液
导电 异种电荷通过某截面方向不同,
q=|q1|+|q2|
电子绕
核旋转 I= ,T= ,I=
例1 (多选)如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,单位体 积内的自由电子数相等,横截面积之比为Sa∶Sb=1∶2。已知5 s内有5×1018个自由电子 通过导线a的横截面,则 ( )
A.流经导线a的电流为0.16 A
B.流经导线b的电流为0.32 A
C.5 s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面
D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va∶vb=2∶1
解析 根据电流的定义式得流经导线a的电流I= = A=0.16 A,A正
确;因a、b串联,通过的电流相等,通过两导线的电荷量相等,所以流经导线b的电流为0. 16 A,5 s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面,B、C错误;由I=neSv知,当其他条件 相同时,自由电子的移动速率与导体横截面积成反比,则有 = = ,D正确。
答案 AD
二、电阻定律 欧姆定律
1.电阻定律
(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体 电阻还与构成它的材料以及温度有关。
(2)公式:R=ρ ,ρ是导体的电阻率。
(3)适用条件:粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。
2.电阻率
(1)物理意义:反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性。温度一定时,某种材料的 电阻率由这种材料的性质决定,与导体的大小、形状无关。
(2)电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度升高而增大;一些半导体的电阻率随温 度升高而减小;当温度特别低时,某些材料的电阻率可以降到0,成为超导体。
3.部分电路欧姆定律
(1)内容:通过一段电路的电流跟这段电路两端的电压成正比,跟这段电路的电阻成反比。
(2)公式:I= 。
(3)适用范围:纯电阻电路,电解液导电。不适用于气态导体或半导体元件。
(4)图像:I-U图像与U-I图像:
例2 三个均带有两个接线柱的立方体金属块A、B、C,其棱长相等,两接线柱分别位 于相对的两侧面中心,将其各自接入电路后进行测量,在同一U-I坐标系中各描出一组 金属块两端的电压U和对应通过的电流I,发现三点恰在同一直线上,但直线未过坐标 原点,如图甲所示,现将A、B、C按图乙方式连接到同一恒压电源上,下列说法正确的 是 ( )
A.C的电阻率最大
B.A、B、C的电阻率一样大
C.图乙中,A两端的电压大于B两端的电压
D.图乙中,A、B消耗的总电功率大于C消耗的电功率
由题图结合电阻定律和串联电路特征可分析得出如图所示的结论,则A、B错误,C正 确;由欧姆定律和焦耳定律可知PAB= ,PC= ,故A、B消耗的总电功率小于C消耗
解析
的电功率,D错误。
答案 C
三、电功 电功率 焦耳定律
1.电功
(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功。
(2)公式:W=qU=IUt。
2.电功率
(1)定义:单位时间内电流所做的功,表示电流做功的快慢。
(2)公式:P= =IU。
3.焦耳定律
(1)内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间 成正比。
(2)公式:Q=I2Rt。
四、纯电阻电路和非纯电阻电路
1.纯电阻电路与非纯电阻电路的比较
纯电阻电路 非纯电阻电路
实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等 工作中的电动机、电解槽、日光灯等
能量转化 电流做的功全部转化为内能,W=Q 电流做的功除转化为内能,还转化为其他形式的能,W>Q
纯电阻电路 非纯电阻电路
电功计算 W=UIt=I2Rt= t W=UIt
电热计算 Q=UIt=I2Rt= t Q=I2Rt
电功率计算 P=UI=I2R= P=UI
电热功率计算 P热=UI=I2R= P热=I2R
点拨拓展 在非纯电阻电路中, t既不能表示电功,也不能表示电热; 既不能表示
电功率,也不能表示电热功率(因为欧姆定律不成立)。
输入功率 电动机的总功率P总=P入=UI
输出功率 电动机的有用功的功率,也叫机械功率
热功率 电动机线圈上有电阻,电流通过线圈时会发热,热功率P热=I2r
三者关系 P入=P出+P热
效率 η= ×100%= ×100%
特别说明 ①正常工作的电动机是非纯电阻元件;②电动机因故障或其他原因不转动时,相当于一个纯电阻元件
2.电动机及用电器的功率
(1)电动机的三个功率关系及效率
(2)用电器的额定功率和实际功率
①用电器正常工作时两端所加的电压叫额定电压,在额定电压下消耗的功率叫额定功 率。当用电器两端电压达到额定电压U额时,电流达到额定电流I额,消耗的电功率也达 到额定功率P额。
②实际功率是指用电器在实际电压下消耗的功率,P实不一定等于P额,实际功率不能长 时间超过额定功率。
例3 在如图所示的电路中,电源电动势为6 V,内阻为2 Ω,定值电阻R的阻值为10 Ω,电 动机的线圈阻值为2 Ω。闭合开关S后,理想电压表的示数为3 V。下列说法正确的是 ( )
A.电源的输出功率为4.5 W
B.电动机消耗的功率为0.75 W
C.电动机线圈在1 min内产生的热量为0.125 J
D.如果电动机被卡住,电压表的示数将变大
解析 设电路中电流为I,根据闭合电路欧姆定律可得E=U+I(R+r),解得I= =
A=0.25 A,可知路端电压U外=E-Ir=5.5 V,电源的输出功率P出=U外I=5.5×0.25 W=1.
375 W,A错误;电动机消耗的功率P=UI=3×0.25 W=0.75 W(提醒:电动机在正常工作时 其两端电压不等于电流乘电阻,其功率的计算不能使用P=I2R),B正确;电动机线圈在1 min内产生的热量Q=I2R线t=0.252×2×60 J=7.5 J,C错误;如果电动机被卡住,电动机变成 纯电阻元件,根据闭合电路欧姆定律可得E=I'(R线+R+r),解得I'= = A=
A,电压表示数U'=I'R线= ×2 V= V,可知电压表的示数将变小,D错误。
答案 B
五、串并联电路
1.串、并联电路特点
串联 并联
电流 I=I1=I2=…=In I=I1+I2+…+In
其中I1∶I2∶I3∶…= ∶ ∶ ∶…
电压 U=U1+U2+…+Un,其中U1∶U2∶U 3∶…=R1∶R2∶R3∶… U=U1=U2=…=Un
电阻 R=R1+R2+…+Rn = + +…+
功率 P1∶P2∶P3∶…=R1∶R2∶R3∶… P1∶P2∶P3∶…= ∶ ∶ ∶…
2.串、并联电路的四个有用的结论
(1)串联电路的总电阻大于电路中的任意一个电阻,串联电阻的个数增多时,总电阻增 大;
(2)并联电路的总电阻小于任意支路的电阻,并联支路的条数增多时,总电阻减小;
(3)不论串联电路还是并联电路,只要某个电阻增大,总电阻就增大,反之则减小;
(4)不论串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率等于各电阻消耗的电功率之和。
考点二 闭合电路欧姆定律
一、电源的电动势和内阻
1.电动势
(1)定义:在电源内部非静电力把+q电荷从负极搬运到正极所做的功与搬运的电荷量q 的比值,E= 。
(2)物理意义:反映了电源把其他形式的能转化成电能的本领大小。
2.内阻:电源内部导体的电阻。
3.电池的容量:电池放电时能输出的总电荷量叫作电池的容量,通常以“安时”(A·h)或 “毫安时”(mA·h)作单位。
二、闭合电路欧姆定律
1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。
2.公式
(1)I= (只适用于纯电阻电路);
(2)E=U外+U内或E=U外+Ir(适用于任意电路)。
3.路端电压与外电阻的关系(外电路为纯电阻电路)
一般情况 U=IR= R= ,R增大时,I减小U增大;R减小时,I增大U减小
特殊情况 (1)当R→∞(断路)时,I=0,U=E;
(2)当R=0(短路)时,I短= ,U=0
4.功率与效率计算
(1)闭合电路的功率和效率
电源总功率 任意电路P总=EI=P出+P内
纯电阻电路P总=I2(R+r)=
电源内部消耗功率 P内=I2r=P总-P出
电源输出功率 任意电路P出=UI=P总-P内
纯电阻电路P出=I2R=
电源效率 任意电路:η= ×100%= ×100%
纯电阻电路:η= ×100%
(2)纯电阻电路中输出功率与外电阻的关系
电源的输出功率为P出=I2R= R= = ,当R=r时,P出有最大值,
即P出m= 。P出与外电阻R的这种函数关系可用图像定性地表示。由图像还可知,对应
电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2,当R
r时,若R增大,则P出减小。
点拨拓展 等效电源
把含有电源、电阻的部分电路等效为新的“电源”,其“电动势”和“内阻”如下:
(1)两点间断路时的电压为等效电动势E';(2)两点间短路时的电流为等效短路电流I短', 等效内阻r'= 。
常见电路等效电源如图所示。
例4 如图所示,已知电源电动势E=6 V,内阻r=1 Ω,保护电阻R0=0.5 Ω,电表为理想电 表。
(1)求当电阻箱R阻值为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求P0的最大值;
(2)求当电阻箱R阻值为多少时,电阻箱R消耗的功率PR最大,并求PR的最大值;
(3)求电源的最大输出功率;
(4)若电阻箱R的最大值为3 Ω,R0=5 Ω,当电阻箱R阻值为多少时,电阻箱R的功率PR'最大,
并求这个最大值。
解析 (1)保护电阻消耗的电功率
P0= ,因R0和r是常量,而R是变量,所以当R最小时,P0最大,即R=0时
P0max= = W=8 W。
(2)把保护电阻R0与电源内阻r的整体看作等效电源内阻,当R=R0+r,即R=0.5 Ω+1 Ω=1.5 Ω时,电阻箱R消耗的功率最大,
PRmax= = W=6 W。
(3)电源的输出功率
P出= R外=
当R外=r时,P出最大,即R=r-R0=0.5 Ω时有P出max= = W=9 W。
(4)把R0=5 Ω当作电源内阻的一部分,则等效电源内阻r等=6 Ω,而电阻箱R的最大值为3 Ω,小于6 Ω,不能满足R=r等,由P= R= 可知当电阻箱R的阻值取3 Ω
时,R消耗的功率最大,最大值PRmax'= R= W。
答案 (1)0 8 W (2)1.5 Ω 6 W (3)9 W (4)3 Ω W
微专题13 电路的动态分析与故障分析
一、电路动态分析的三种常用方法
程序法
串联电路注意分析各部分的电压关系,并联电路注意分析各部分的电流关系
结论法:“串反
并同” “串反”:指某一电阻增大(减小)时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大);“并同”:指某一电阻增大(减小)时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)
极限法 因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端,使接入电路电阻最大或电阻为零并讨论
例1 (多选)在如图所示的电路中,当闭合开关S后,若将滑动变阻器的滑片P向下调节, 不考虑灯泡电阻的变化,电流表和电压表均为理想电表,电流表、电压表示数变化量 分别为ΔI、ΔU,则下列说法正确的是 ( )
A.电流表示数变小
B. 不变
C.灯L1变亮,灯L2变暗
D.电源效率减小,电源输出功率变大
解题指导 滑片P向下调节,滑动变阻器接入电路的阻值减小,则电路总电阻减小,由
闭合电路欧姆定律可知干路中电流增大,则内电压U内增大,路端电压U外减小。U外等于 两灯泡的电压之和,L1两端电压增大,与其串联的L2两端电压必然减小。
解析 由电路分析易得,电流表示数增大,灯L1变亮,L2电阻不变,流过的电流减小,灯L
2变暗,A错误,C正确;电源效率为η= ×100%= ×100%,U外减小则电源效率减小,因
不明确内外电阻大小关系,不能确定电源输出功率的变化,D错误;由闭合电路欧姆定
律可得并联部分电压U=E-I(r+ ),则 =-(r+ ),r、 不变,则 不变,B正确。
一题多解 滑片P向下滑动,接入电路的电阻变小,由“串反并同”可得,流过与其串
联的灯L1的电流变大,灯L1变亮,电流表示数变大,A错误;流过与R并联的灯L2的电流变 小,灯L2变暗,C正确。
答案 BC
二、故障分析
1.电路故障一般是短路或断路
(1)短路状态的特点:有电流通过电路而两端电压为零。
(2)断路状态的特点:电源路端电压不为零而电流为零。
常见故障 故障解读 原因分析
正常
无示数 “电流表示数正常”表明电流表所在电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表 可能的故障原因
(1)电压表损坏
(2)电压表接触不良
(3)与电压表并联的部分短路
正常
无示数 “电压表有示数”表明电压表有电流通过,“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表 可能的故障原因
(1)电流表短路
(2)和电压表并联的部分断路
均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表 除了两表同时被短路外,可能是 干路断路导致无电流
2.利用电流表、电压表判断电路故障的方法
例2 在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路。 当闭合开关时,发现灯泡不发光。为了检验故障,某同学在开关闭合的情况下,用多用 电表的电压挡对电路进行检测。检测结果如下表所示,已知电路仅有一处故障,由此 作出的判断中正确的是 ( )
测试点 A、C A、D A、E A、F
多用电表示数 0 0 约1.5 V 约1.5 V
A.D、E间导线断路
B.B、F间导线断路
C.灯泡断路
D.A、C间导线断路
解题指导 (1)两点间电压为零表明无电流通过,两点的电势相等,若两点间仅有导
线,说明导线完好;(2)两点间电压不为零且无电流通过说明两点间有断路现象。
解析 若D、E间导线断路,则D点电势与A点电势相等,E点电势与B点电势相等,A、
D间电压应为0,A、E间电压应为1.5 V,A正确;若F、B间导线断路,则F点电势与A点电 势相等,A、F间电压应为0,B错误;若灯泡断路,则E点电势与A点电势相等,F点电势与B 点电势相等,A、E间电压应为0,A、F间电压应为1.5 V,C错误;若A、C间导线断路,则C 点电势与B点电势相等,A、C间电压应为1.5 V,故D错误。
答案 A
微专题14 电路中的图像问题
电源的U-I图像与电阻的U-I图像比较
电源的U-I图像 电阻的U-I图像
图像
物理意义 电源的路端电压随干路电流的变化关系 电阻中的电流随电阻两端电压的变化关系
截距 纵轴截距:表示电路断路时的路端电压U=E横轴截距:表示电路短路时的电流I=I0 过坐标原点,表示没有电压时电流为零
坐标U、I
的乘积 表示电源的输出功率 表示电阻消耗的功率
坐标U、I
的比值 表示外电阻(或等效电阻)的大小, 不同点对应的外电阻(或等效电 阻)大小不同 每一点对应的比值均相等,表示 此电阻的大小
斜率
(绝对值) 电源内阻r= 电阻大小
例3 (多选)如图,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡D1的U-I图线的一部分, 用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时,灯泡D1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 Ω
B.灯泡D1的额定电压为3 V,功率为6 W
C.电源的效率为75%
D.把灯泡D1换成阻值为1 Ω的定值电阻,电源的输出功率将变大
解题指导
解析 由题图知电源内阻r= Ω=0.5 Ω,A错误;灯泡D1的额定功率P=UI=3×2 W=6
W,B正确;电源的效率为η= ×100%=75%,C正确;灯泡正常发光时的电阻RD1= =1.5 Ω,
换成R=1 Ω的定值电阻,外电阻更接近内阻,电源的输出功率变大,D正确。
答案 BCD专题十 恒定电流
考点过关练
考点一 电路的基本概念和规律
1.(2023海南,7,4分)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上电荷量为 ( )
A.CE B.CE
C.CE D.CE
答案 C
2.(2022江苏,2,4分)如图所示,电路中灯泡均正常发光,阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=2 Ω,R4=4 Ω,电源电动势E=12 V,内阻不计。四个灯泡中消耗功率最大的是 ( )
A.R1 B.R2 C.R3 D.R4
答案 A
3.(2020海南,4,3分)一车载加热器(额定电压为24 V)发热部分的电路如图所示,a、b、c是三个接线端点,设ab、ac、bc间的功率分别为Pab、Pac、Pbc,则 ( )
A.Pab>Pbc B.Pab=Pac
C.Pac=Pbc D.Pab答案 D
4.(2019浙江4月选考,8,3分)电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则 ( )
A.I1
C.= D.<
答案 D
5.(2021江苏,2,4分)有研究发现,某神经细胞传递信号时,离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流。若将该细胞膜视为1×10-8 F的电容器,在2 ms内细胞膜两侧的电势差从-70 mV变为30 mV,则该过程中跨膜电流的平均值为 ( )
A.1.5×10-7 A B.2×10-7 A
C.3.5×10-7 A D.5×10-7 A
答案 D
6.(2020浙江7月选考,16,2分)(多选)如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动。现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作。已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则(g取10 m/s2) ( )
A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N
B.直流电源对无人机供电的额定电流为12.5 A
C.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W
D.无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
答案 BD
7.(2023全国乙,20,6分)(多选)黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12=3.0 V,U23=2.5 V,U34=-1.5 V。符合上述测量结果的可能接法是 ( )
A.电源接在1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在2、4之间
答案 CD
考点二 闭合电路欧姆定律
8.(2019江苏,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2 Ω。断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电压表的读数为2 V,则电源的内阻r为 ( )
A.1 Ω B.2 Ω
C.3 Ω D.4 Ω
答案 A
9.(2020浙江1月选考,6,3分)小明在一根细橡胶管中灌满食盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。他将此盐水柱接到电源两端,电源电动势和内阻恒定。握住盐水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.2倍,若忽略温度对电阻率的影响,则此盐水柱 ( )
A.通过的电流增大
B.两端的电压增大
C.阻值增大为原来的1.2倍
D.电功率增大为原来的1.44倍
答案 B
10.(2016江苏,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有 ( )
A.路端电压为10 V
B.电源的总功率为10 W
C.a、b间电压的大小为5 V
D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A
答案 AC
考点强化练
考点一 电路的基本概念和规律
1.(2023届佛山二模,10)(多选)某种驻极体自身总带有一定量的电荷,且所带电荷无法自由移动,利用驻极体可实现力电转换,进而解决可穿戴电子设备的供电难题。如图为某种可发生弹性形变的驻极体,其内部带有负电荷,闭合开关,按压驻极体,下方金属板上的自由电子在静电力作用下发生如图所示的移动。则闭合开关 ( )
A.在向下按压驻极体的过程中,电流自左向右流经电阻R
B.在向下按压驻极体的过程中,机械能转化为电能
C.周期性按压驻极体,有交变电流流经电阻R
D.若断开开关S,按压驻极体,则下方金属板上的P点电势升高
答案 BC
2.(2023届佛山顺德德胜学校三测,5)如图甲所示,某圆柱形金属导线,长为L,横截面积为S,它的I U图如图乙所示,则下面说法正确的是 ( )
A.它的电阻R= Ω
B.它的电阻R=0.25 Ω
C.将它拉长为2L,则横截面积变为原来的,电阻变为1 Ω
D.将它拉长,使半径变为原来的一半,则横截面积变为原来的,长度为4L,电阻变为64 Ω
答案 D
3.(2023届梅州一模,9)(多选)如图所示为某扫地机器人,其电池容量为2 000 mA·h,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则下列说法正确的是 ( )
A.扫地机器人正常工作时的电流是2 A
B.扫地机器人的电阻是7.5 Ω
C.mA·h是能量的单位
D.扫地机器人充满电后能正常工作的时间约为1 h
答案 AD
4.(2024届佛山南海一中10月段测,3)小灯泡L1和L2分别标有“6 V,3 W”“6 V,6 W”,将L1和L2分别以如图甲、乙所示的方式与同一电源连接,闭合开关S后,L1和L2都能发光,(假设灯丝电阻不变),下列说法正确的是 ( )
A.甲图中通过L1的电流大于通过L2的电流
B.乙图中L1比L2更亮些
C.乙图中L1、L2两端的实际电压相等
D.甲、乙两图中L1的实际功率都小于L2的实际功率
答案 B
考点二 闭合电路欧姆定律
5.(2023届广州模拟预测,1)如图所示,电源电动势E=6 V,内阻r=0.5 Ω,电动机M与“3 V,3 W”的灯泡L串联接在电源上,灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,电动机线圈的电阻R=0.8 Ω,电动机的输出功率为 ( )
A.1.7 W B.2.2 W C.2.5 W D.3.0 W
答案 A
6.(2023届广州四校联考,4)如图所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3 Ω,R2=6 Ω,电源电动势E=18 V,内阻不计。下列说法正确的是 ( )
A.开关S断开时,a、b两点电势相等
B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2 A
C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量少
D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量多
答案 B
7.(2023届广州培英中学模拟,8)(多选)如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器R2的最大阻值大于R1+r,下列说法正确的是 ( )
A.当R2=R1+r时,R2消耗的功率最大
B.当R2=R1+r时,电源输出功率最大
C.当R1=R2+r时,R1消耗的功率最大
D.滑片P由a端向b端滑动的过程中,R2消耗的功率先增大后减小
答案 AD
8.(2024届佛山南海一中10月月考,5)如图所示,一直流电动机与电阻R串联在电源上,电源的电动势E=15 V,内阻r=2 Ω,闭合开关后,理想电压表示数U=10 V,理想电流表示数I=0.5 A,已知电动机线圈的电阻RM=4 Ω,则下列说法中正确的是 ( )
A.R=24 Ω
B.电源的输出功率为7.5 W
C.电动机的输入功率为7 W
D.电动机的输出功率为4 W
答案 D
9.(2023届茂名高州一模,13)如图所示的电路,电源的电动势为E,内阻为r,阻值分别为4r、6r的电阻并联后再与阻值为1.6r的电阻串联,水平放置的电容器的两极板的间距为d,分别接在阻值为1.6r的电阻两端,闭合开关稳定后,电容器的带电荷量为q。另一带电荷量也为q的小球从上极板上方2d处自由释放,小球恰好能下落到下极板。(结果可用分式表示)
(1)求电容器的电容;
(2)判断小球带电性质;
(3)求小球的质量(重力加速度为g)。
答案 (1) (2)小球带正电 (3)
微专题专练
微专题13 电路的动态分析与故障分析
1.(2014上海,18,3分)(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V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则 ( )
A.A的示数增大
B.V2的示数增大
C.ΔU3与ΔI的比值大于r
D.ΔU1大于ΔU2
答案 ACD
2.(2020江苏,6,4分)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时 ( )
A.车灯的电流变小
B.路端电压变小
C.电路的总电流变小
D.电源的总功率变大
答案 ABD
3.(2024届佛山南海摸底测试,9)(多选)安装了感光系统的新型路灯,能根据环境明暗程度自动调节灯光亮度。某兴趣小组为了研究路灯的感光系统,设计了甲、乙两个电路,如图所示。Rt为光敏电阻(光照越强,电阻越小),R0与R1为定值电阻,下列说法正确的是 ( )
A.环境变暗时,甲电路的灯泡亮度变亮
B.环境变暗时,乙电路的灯泡亮度变亮
C.环境变亮时,甲电路的R1电功率减小
D.环境变亮时,乙电路的R1电功率增大
答案 AD
4.(2023届潮州模拟,9)(多选)催化燃烧式气体传感器可以检测一氧化碳气体,当一氧化碳气体达到一定的浓度,传感器中的检测片燃烧,使检测片温度上升,检测片的电阻增加。如图所示电路中,R为催化燃烧式气体传感器的检测片,当环境一氧化碳气体达到上述浓度,下列说法正确的是 ( )
A.电压表V1、电压表V2、电压表V3的示数均增大
B.电流表A1、电流表A2的示数均减小
C.电压表V2示数的改变量ΔU2小于电压表V3示数的改变量ΔU3
D.电压表V1示数的改变量ΔU1大于电压表V2示数的改变量ΔU2
答案 ABD
微专题14 电路中的图像问题
5.(2020课标Ⅰ,17,6分)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确的是 ( )
答案 A
6.(2020北京,12,3分)图甲表示某金属丝的电阻R随摄氏温度t变化的情况。把这段金属丝与电池、电流表串联起来(图乙),用这段金属丝做测温探头,把电流表的刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简易温度计。下列说法正确的是 ( )
A.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
B.tA应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
C.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是线性关系
D.tB应标在电流较大的刻度上,且温度与电流是非线性关系
答案 B
7.(2023届贵州兴义五中月考,5)如图甲所示,电源电动势为E,内阻为r,已知定值电阻R0为4 Ω,R为8 Ω,滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示,下列说法正确的是 ( )
A.电源的电动势E=4 V
B.电源的内阻r=2 Ω
C.滑动变阻器的滑片从右向左移动时,R消耗的功率先增大后减小
D.滑动变阻器的滑片从右向左移动时,电源的输出功率一直增大
答案 D
8.(2023届北京东城二模,10)如图所示的U I图像中,直线a表示某电源的路端电压与干路电流的关系,直线b、c分别表示电阻R1、R2两端的电压与通过自身的电流的关系。下列说法正确的是 ( )
A.电阻R1、R2的阻值之比为4∶3
B.该电源的电动势为6 V,内阻为3 Ω
C.只将R1与该电源组成闭合电路时,电源的输出功率为6 W
D.只将R2与该电源组成闭合电路时,内、外电路消耗的电功率之比为1∶1
答案 D
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