本章易错过关(四)
1.A [解析] 闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,记下电压表和电流表的读数U1和I1,再次改变滑片P的位置,得到电压表和电流表的读数U2和I2,则由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1(R1+r),E=U2+I2(R1+r),由于R1未知,所以通过化简,只能求出电源的电动势,为E=,所以A正确,B、C、D错误.
2.D [解析] 电动机消耗的热功率为I2R,故A错误;电动机输入功率为IU,故B错误;电源的输出功率等于P出=EI-I2r,电源的效率为输出功率和电源总功率的比值,则η==1-,故C错误,D正确.
3.BD [解析] 根据串反并同可知,电压表示数变大时,说明滑动变阻器阻值变大,即滑动变阻器的滑片P向下移动,同理电流表示数变大,电阻R1的电功率变小,故A、C正确,B错误;当外电阻和内电阻相等时,电源的输出功率最大,当滑片向下移动时外电阻变大,但是不能确定外电阻和内电阻的大小关系,所以输出功率不一定变大,故D错误.
4.D [解析] 两图线交点为灯泡的工作点,所以此时灯泡电阻为R==1 Ω,故A错误;电源的U-I图线纵截距表示电源电动势,斜率的绝对值表示内阻,则有E=3 V,r=0.5 Ω,故B错误;电源的输出功率等于灯泡此时消耗的电功率,为P=UI=4 W,故C错误;当电源内阻等于外电阻时,电源输出功率最大,即该电源的最大输出功率P=I2r=r=4.5 W,故D正确.
5.D [解析] 将R1的滑动触头向左移动,则R1阻值减小,总电阻减小,总电流变大,路端电压减小,则A灯、B灯两端电压都减小,则两灯都变暗;同理可判断,将R1的滑动触头向右移动,则两灯都变亮,选项A、B错误;若R1断路,等效为R1的滑动触头向右移动,电阻变大,则A灯、B灯均变亮,选项C错误;若R2断路,则等效为R2变大,则总电阻变大,总电流减小,路端电压变大,通过R1的电流变大,则通过上面支路的电流减小,即通过A灯的电流减小,则此时A灯变暗,A灯两端的电压减小,则B灯两端电压变大,则B灯变亮,选项D正确.
6.AC [解析] 电容器的上极板与电源正极相连,带正电,油滴受到竖直向下的重力和电场力作用,处于平衡状态,故电场力方向竖直向上,油滴带负电,故A正确;只断开开关S1,不影响电容器两端的电压,电容器的带电荷量不变,故B错误;只断开开关S2,电容器两端电压等于电源电动势,则电容器两极板间电压增大,电场强度增大,油滴将会向上运动,故C正确;只断开开关S4,电容器电荷量不变,电场强度不变,油滴仍然静止,故D错误.
7.B [解析] 将两表笔短接,毫安表指针满偏时,由闭合电路欧姆定律得E=Ig(Rg+r+R),接入R1=1000 Ω的电阻时,指针指在3 mA,则由闭合电路欧姆定律得E=Ig(Rg+r+R+R1),联立解得E=7.5 V,r+R=1470 Ω,故A错误;当电流刻度为2 mA时,由闭合电路欧姆定律得E=Ig(Rg+r+R+R2),代入数据解得接入电阻为R2=2250 Ω,故B正确;当电流刻度为2.5 mA时,由闭合电路欧姆定律得E=Ig(Rg+r+R+R3),代入数据解得接入电阻为R3=1500 Ω,故C错误;根据电源的正负极可知,测量某二极管正向电阻时,右边表笔接二极管的正极,左边表笔接二极管的负极,故D错误.
8.AB [解析] 由图可知,电压表测量的是滑动变阻器部分电阻的电压,托盘中没有放物体时,电压表示数为零,是因为滑片置于滑动变阻器的最上端,电压表短路,故A错误,符合题意;由图可知,该电路是电源、限流电阻和滑动变阻器串联而成,滑动变阻器的全部阻值都接入电路,无论托盘中是否有物体,电路中的总电阻不变,则总电流不变,限流电阻两端的电压不变,故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;当弹簧的压缩量为x时,与电压表并联的部分滑动变阻器的阻值为Rx=R,由闭合电路的欧姆定律可知,电路中的电流为I=,则电压表的示数为U=IRx=,故D正确,不符合题意.
9.(1)C E (2) -R0 (3)偏小 偏小
[解析] (1)由于电池组的电动势约为3 V,故电压表V应选择C;R2=1000 Ω的定值电阻阻值太大,使电压表指针的偏角太小,且在改变电阻箱的阻值时,电压表的示数变化不明显,故定值电阻应选择E.
(2)由闭合电路欧姆定律得U=E-,化简得=·+,则有k==,a=,解得E=,r=-R0.
(3)考虑到电压表的分流作用,则有E=U+,变形得=·++,纵截距偏大,为+,计算时依然用=·+求解E和r,则求得的值均偏小.
10.(1)20 V/m (2)8 Ω (3)20 cm
[解析] (1)对小球恰能从B到A,由动能定理可得
-qUAB-mgd=0-m
解得UAB=8 V
又由E场=
可得E场= V/m=20 V/m
(2)由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r)+UAB
计算得出I=1 A
则有RP==8 Ω
(3)将R与r看作等效电源内阻,滑动变阻器上功率最大时
RP'=R+r
UAB'=12 V
此时小球恰能从B到A,由动能定理可得
-qUAB'-mgd'=0-m
解得d'=20 cm本章易错过关(四)建议用时:40分钟
一、选择题
1.如图电路,电阻R1未知.闭合开关,移动滑动变阻器R2的滑片P,通过电压表、电流表示数可以求得的物理量是
( )
A.只有E
B.只有r
C.E和r
D.E和r都不能
2.[2024·三明一中期末] 如图所示,微型机器人电动机的线圈电阻为R,与电动势为E、内阻为r的直流电源相连,机器人正常工作.此时电路电流为I,电动机两端电压
为U,则 ( )
A.电动机消耗的热功率为UI
B.电动机输入功率为EI
C.电源的效率为
D.电源的输出功率为EI-I2r
3.(多选)[2024·福清一中月考] 在如图所示的电路中,电源电动势为E,内电阻为r,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P移动时,发现电压表示数变大,则下列判断错误的是 ( )
A.电流表示数变大
B.电阻R1的电功率变大
C.滑动变阻器的滑片P向下移动
D.电源的输出功率一定增大
4.[2024·浙江温州中学月考] 如图所示,直线A为电源的U-I图线,电源电动势为E,内阻为r,曲线B为灯泡的U-I图线,小灯泡接在该电源两端,此时灯泡电阻为R,则以下说法正确的是 ( )
A.R=2 Ω
B.E=3 V,r=1 Ω
C.当灯泡接入该电源时,电源的输出功率为6 W
D.将某电阻接在该电源两端,改变外电阻的阻值时,该电源的最大输出功率为4.5 W
5.[2024·山西省实验中学月考] 如图所示的电路中,电源的电动势为E、内阻为r,R1为滑动变阻器,R2为定值电阻.电路中灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的.下列分析正确的是 ( )
A.将R1的滑动触头向左移动,则A灯变亮、B灯变暗
B.将R1的滑动触头向右移动,则A灯变暗、B灯变亮
C.若A灯、B灯均变暗,则可能R1断路
D.若A灯变暗、B灯变亮,则可能R2断路
6.[2024·福州三中月考] 在如图所示的电路中,开关S1、S2、S3、S4均闭合,C是极板水平放置的平行板电容器,极板间悬浮着一油滴P,下列说法正确的是( )
A.油滴带负电
B.只断开开关S1,电容器的带电荷量将会增加
C.只断开开关S2,油滴将会向上运动
D.只断开开关S4,油滴将会向下运动
7.[2024·四川达州期末] 某同学用内阻为Rg=30 Ω、满偏电流Ig=5 mA的毫安表及相关元件制作了一个简易欧姆表,电阻刻度值尚未标定,电路如图甲所示.该同学将两表笔短接,调节滑动变阻器R的阻值使毫安表指针满偏,再将阻值为1000 Ω的电阻接在两表笔之间,此时毫安表指针位置如图乙所示.下列说法正确的是 ( )
A.电源电动势为4.5 V
B.刻度2 mA处标注2250 Ω
C.刻度2.5 mA处标注900 Ω
D.用该欧姆表测量某二极管正向电阻时,左边表笔接二极管的正极,右边表笔接二极管的负极
8.[2024·三明一中期中] 如图所示为电子秤的原理图,托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接,当托盘中没有放物体时,电压表示数为零.设滑动变阻器的总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻的阻值为R0,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想电表,当托盘上放上质量为m的物体时,弹簧的压缩量为x,电压表的示数为U,重力加速度为g,下列说法中不正确的是 ( )
A.托盘中没有放物体时,电压表示数为零,是因为滑动变阻器R所分电压为零
B.放入托盘中的物体质量越大,电路中的总电流越大
C.放入托盘中的物体质量越大,但限流电阻R0两端的电压不变
D.电压表示数U与弹簧压缩量x的关系为U=
二、实验题
9.[2024·厦门六中期中] 如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图,已知电池组的电动势约为3 V,内阻约为2 Ω.现提供的器材如下:
A.电池组
B.电压表V1(量程为0~10 V,内阻约为10 kΩ)
C.电压表V2(量程为0~3 V,内阻约为3 kΩ)
D.电阻箱R(阻值范围为0~999.9 Ω)
E.定值电阻R1=2.0 Ω
F.定值电阻R2=100 Ω
G.开关和导线若干
(1)如图甲所示,要尽可能精确地测量电池组的电动势和内阻,电压表V应选择 (选填“B”或“C”);定值电阻R0应选择 (选填“E”或“F”);
(2)改变电阻箱的阻值R,记录对应电压表的读数U,作出的-图像如图乙所示,图线与横、纵坐标轴的截距分别为-b、a,定值电阻的阻值用R0表示,则可得该电池组的电动势为 ,内阻为 (用字母表示);
(3)该实验测得的电动势与真实值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”).
三、计算题
10.[2024·厦门一中期中] 如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电荷量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器滑片P在某位置时,小球恰能到达A板.(g取10 m/s2).
(1)求两极板间的电场强度大小;
(2)求滑动变阻器接入电路的阻值;
(3)重新调节滑片P的位置,使滑动变阻器上消耗的功率达到最大值,同时改变A、B的板间距离,使得小球依然能以v0从B板小孔射入板间后,恰能到达A板,求此时新的板间距离d'.
