1.基本概念
(1)电流
①定义式:I=.
②微观表达式:I=nSve.
③方向:与正电荷定向移动方向相同.
(2)电阻
①定义式:R=.
②决定式:R=ρ.
2.基本规律
(1)电阻定律:R=ρ.
(2)欧姆定律
①部分电路欧姆定律:I=.
②闭合电路欧姆定律:I=.
(3)电功和电热
①电功:W=IUt.
②电热(焦耳定律):Q=I2Rt.
(4)电功率
①纯电阻:P=IU=I2R=.
②电源
a.总功率:P总=EI.
b.发热功率:P热=I2R.
c.输出功率:P出=IU.
d.关系:P总=P出+P热.
纯电阻电路和非纯电阻电路
1.对于纯电阻电路(如白炽灯、电炉丝等构成的电路),电流做功将电能全部转化为内能,W=Q=UIt=t=Pt.
2.对于非纯电阻电路(如含有电动机、电解槽等的电路),电功大于电热.在这种情况下,不能用I2Rt或t来计算电功.
3.电动机的三个功率及关系
(1)输入功率:电动机的总功率.由电动机电路中的电流和电压决定,即P总=P入=UI.
(2)输出功率:电动机做有用功的功率,也叫机械功率.
(3)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.
(4)三者关系:P入=P出+P热.
【例1】 有一个小型直流电动机,把它接入电压为U1=0.2 V的电路中时,电动机不转,测得流过电动机的电流是I1=0.4 A;若把电动机接入U2=2.0 V的电路中,电动机正常工作,工作电流是I2=1.0 A,求电动机正常工作时的输出功率多大.如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率是多大.
思路点拨:①电动机不转或被卡住时,相当于纯电阻,欧姆定律适用.
②电动机正常工作时,是非纯电阻,欧姆定律不适用.
[解析] U1=0.2 V时,电动机不转,此时电动机相当于纯电阻,故电动机线圈内阻r== Ω=0.5 Ω,U2=2.0 V时,电动机正常工作.
此时电动机为非纯电阻,则电功率与热功率分别为
P电=U2I2=2.0×1.0 W=2 W.
P热=Ir=1.02×0.5 W=0.5 W.
所以电动机的输出功率
P出=P电-P热=2 W-0.5 W= 1.5 W.
此时若电动机转子突然被卡住,则电动机相当于纯电阻,其热功率
P热′== W=8 W.
[答案] 8 W
[一语通关]
(1)在纯电阻电路中,电能全部转化为热能,电功等于电热,W=UIt=I2Rt=t和P=UI=I2R=是通用的.
(2)在非纯电阻电路中,电路消耗的电能,即W=UIt分为两部分,一大部分转化为其他形式的能,另一小部分不可避免地转化为电热Q=I2Rt.
1.如表所示是一辆电动自行车的部分技术指标,参考表中数据判断以下说法正确的是( )
载重
电源输出电压
充电时间
电动机额定输出功率
电动机额定电压和电流
80 kg
≥36 V
6~8 h
180 W
36 V、6 A
A.电动机正常工作时每秒钟消耗的电能为180 J
B.电动机正常工作时每秒钟产生的热量为180 J
C.电动机的内电阻为1 Ω
D.电动机的内电阻为6 Ω
C [电动机正常工作时每秒钟消耗的电能E电=W=UIt=36×6×1 J=216 J,选项A错误;电动机正常工作时每秒钟产生的热量Q=E电-P输出t=216 J-180×1 J=36 J,选项B错误;由Q=I2Rt得电动机的内电阻R== Ω=1 Ω,选项C正确,选项D错误.]
测量电阻的常用方法
1.伏安法
原理是欧姆定律.用电流表与电压表测出通过电阻的电流和电阻两端电压,根据R=即可求得.
2.替代法
将待测电压表或电流表看成是一个电阻,与另一个电流表串联,同时使用一个单刀双掷开关,将开关接到一个电阻箱.使待测电表与电阻箱先后与另一电流表串联.调节电阻箱使两次电流表示数不变,则电阻箱的读数应等于电表的内阻.
此法对电流表、电压表均可用,电路如图所示:
3.半偏法
电路如图所示,测电压表内阻时,用图甲;测电流表内阻用图乙.
甲 乙
主要步骤
(1)将电阻箱调为0,移动滑动变阻器使电表满偏,不再移动其触头.
(2)调节电阻箱,使电表示数变为原来的一半,则电阻箱示数等于电表的内阻.
4.多用电表法(粗测)
选用多用电表的欧姆挡直接测量即可.
【例2】 为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路.图中,A0是标准电流表,R0和RN分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池.完成下列实验步骤中的填空:
(1)将S拨向接点1,接通S1,调节________,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时________的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,调节________,使________,记下此时RN的读数;
(3)多次重复上述过程,计算RN读数的________,此即为待测微安表头内阻的测量值.
思路点拨:解答本题时可按以下思路分析:
一个直流电阻电路中,若其中的一个电阻被另一电阻代替而电路的电流未变化,则这两个电阻相等,解答本题用电阻替代法.
[解析] (1)将S拔向接点1,接通S1,通过调节滑动变阻器R0,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时A0(或标准电流表)的读数I;
(2)然后将S拨向接点2,保持R0不变,调节变阻箱RN,使A0(或标准电流表)的读数仍为I,记下此时RN的读数,在实验期间,用RN代替了A表,而标准表A0的读数不变,故此RN的读数就是待测表A的内阻;
(3)为提高精确度,实验时要多次重复上述过程,计算RN读数的平均值,此即为待测微安表头内阻的测量值.
[答案] (1)R0 A0(或标准电流表) (2)RN A0(或标准电流表)的读数仍为I (3)平均值
2.某同学利用图(a)所示电路测量量程为25 V的电压表的内阻(内阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.
实验步骤如下:
①按电路原理图(a)连接线路;
②将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S;
③调节滑动变阻器,使电压表满偏;
④保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻值.
回答下列问题:
(1)实验中应选择滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”).
(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线.
(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0 Ω,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保留到个位).
(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号).
A.100 μA B.250 μA
C.500 μA D.1 mA
[解析] (1)在保证电路安全的前提下,分压式电路中的滑动变阻器应选用总阻值小的.
(2)见答案图.
(3)电压表示数为2.00 V,说明电阻箱分压为0.5 V,可知RV=4R=4×630.0 Ω=2 520 Ω.
(4)I满===1 mA.
[答案] (1)R1 (2)如图所示 (3)2 520 (4)D
电路故障的分析方法
1.仪器检测法
(1)用电压表对断路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表指针偏转,则该段电路中有断点.
(2)用电压表对短路故障判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,若电压表示数为零,则该段电路被短路.
(3)用欧姆表检测:在使用欧姆表检测电路故障时,一定要注意将待测部分与电路断开.若测得某段电路的电阻是零,说明该部分是短路,若测得某段电路的电阻是无穷大,说明该部分是断路.
2.假设法
已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述现象相符,则故障发生在该部分电路.否则,故障没发生在该部分电路.用此方法,直到找到故障为止.
【例3】 如图所示的电路中,电源电动势为6 V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6 V,Uad=0,Ucd=6 V,由此可判定( )
A.L1和L2的灯丝都烧断了 B.L1的灯丝烧断了
C.L2的灯丝烧断了 D.变阻器R断路
C [由题干条件可知,电路中有的地方有电压,说明电源是有电压的.由Uab=6 V和Uad=0可知外电路上bcd段有断点;由Ucd=6 V可知外电路上cd段有断点,即L2的灯丝烧断了,而且除L2外,灯L1和变阻器R都没有断路,否则也不存在Ucd= 6 V.]
[一语通关]
故障特点
(1)断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零.
(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端的电压为零.
3.(多选)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,过了一会儿,电流表的示数变为零,若电路中故障发生在灯L、电阻R上,用一根导线来判断电路故障,则下列判断正确的是( )
A.将导线并联在R两端,电流表无示数,一定是L断路
B.将导线并联在L两端,电流表无示数,一定是R断路
C.将导线并联在R两端,电流表有示数,一定是R断路
D.将导线并联在L两端,电流表有示数,一定是L断路
CD [电流表的示数变为零,说明电路故障为断路.将导线与用电器并联进行检测时,若电流表有示数,说明与导线并联的用电器断路;若电流表无示数,说明另一个用电器断路或两个用电器都断路.若将导线并联在R两端,电流表无示数,则可能是L断路,也可能是R、L都断路,故选项A错误;若将导线并联在L两端,电流表无示数,则可能是R断路,也可能是R、L都断路,故选项B错误;若将导线并联在R两端,电流表有示数,则一定是R断路,选项C正确;若将导线并联在L两端,电流表有示数,则一定是L断路,选项D正确.]
课件45张PPT。第二章 直流电路章末复习课正电荷纯电阻电路和非纯电阻电路 测量电阻的常用方法 电路故障的分析方法 点击右图进入…Thank you for watching !章末综合测评(二) 直流电路
(时间:90分钟 分值:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求,全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.手机已是我们生活中普遍的通信工具,如图所示是一种手机电池外壳上的文字说明,由此可知此电池的电动势和待机状态下平均工作电流分别是 ( )
A.4.2 V,14.66 mA B.4.2 V,700 mA
C.3.7 V,14.66 mA D.3.7 V,700 mA
C [由手机电池外壳上的文字说明可知,4.2 V是充电电压,电池的电动势是3.7 V,1 700 mAh是电池的容量,即放电电流与时间的乘积,所以待机状态下平均工作电流I=≈14.66 mA,故C正确.]
2.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U0时,通过导线的电流为I0,导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压2U0,则( )
A.通过导线的电流为
B.通过导线的电流为
C.导线中自由电子定向移动的速率为
D.导线中自由电子定向移动的速率为
A [由电阻定律知R′=ρ=16ρ=16R.由欧姆定律得I0=,I′==,A项正确,B项错误;由电流微观表达式I=neSv知电流变为原来的,横截面积变为原来的,则自由电子定向移动的速率变为原来的,C、D均错误.]
3.如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的O点固定,P为与圆环良好接触的滑动头.闭合开关S,滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中,电容器C所带的电荷量将( )
A.由小变大 B.由大变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
C [闭合圆环电阻等效为优弧和劣弧的并联,在图示位置时并联电阻最大,从m点到图示位置过程中圆环总电阻增大,从图示位置到q位置过程中圆环总电阻减小,则电阻R两端的电势差先减后增,即电容器上的电压先减后增,由C=,电容器C所带的电荷量先减小后增大,C对.]
4.如图所示,灯泡L1、L2原来都正常发光,在两灯突然熄灭后,用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压高,故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障)( )
A.a、c间断路 B.c、d间断路
C.b、d间断路 D.b、d间短路
B [因电路中L1、L2、R及电源串联,电路中只有一处故障且两灯不亮,电路中必是断路,故D错误.电路中无电流,但c、d间电压升高,是因为c、d间断路,c、d两点分别与电源正、负极等电势.故B正确.]
5.如图所示,用甲、乙、丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源,分别给定值电阻R供电.已知甲、乙、丙三个电源内阻的大小关系为:r甲>r乙>r丙,则将R先后接在这三个电源上时的情况相比,下列说法中正确的是( )
A.接在甲电源上时,电源的输出电流最大
B.接在丙电源上时,电源的输出电流最小
C.接在乙电源上时,电阻R消耗的电功率最大
D.接在丙电源上时,电阻R消耗的电功率最大
D [由题知,三个电源的电动势E相等,而内阻r甲>r乙>r丙,根据闭合电路欧姆定律I=得知,接在丙电源上时,电源的输出电流最大.故A、B错误;由公式P=I2R分析得知,接在丙电源上时,电阻R消耗的电功率最大.故C错误,D正确.]
6.如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电流表,R增大时量程减小
D.上述说法都不对
B [电压表电阻分压,串联;电流表电阻分流,并联.所以甲表为电流表,乙表为电压表.并联电路电阻大时分流少,所以R增大时量程减小;串联电路电阻大时分压多,所以R增大时量程增大.]
7.如图,a、b分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线.则以下说法正确的是( )
A.电池组的内阻是1 Ω
B.电阻的阻值为0.33 Ω
C.将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是4 W
D.改变外电阻的阻值时,该电池的最大输出功率为4 W
AD [根据图线a可知电源的电动势为4 V、内阻为1 Ω,根据图线b可知电阻为3 Ω,A对,B错;由图像可知将该电阻接到该电池组的两端时路端电压和电流分别是3 V、1 A,电池的输出功率是3 W,C错;改变外电阻的阻值,内外电阻相等时,该电池输出功率最大为4 W,D对.]
8.在如图所示的电路中,当滑动变阻器的滑片向下移动时,下列判断正确的是( )
A.流过R1的电流变小
B.电灯L变暗
C.电容器C两极板电压变大
D.电容器C所带电荷量Q减小
BD [分析电路的连接情况,R3所在支路为断路,电容器C两端电压等于R2两端电压,R2与R1串联后再与L并联,当滑动变阻器的滑片向下移动时,R2接入电路部分电阻减小,电路的总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,由IL=知IL减小,通过R1的电流I1=I总-IL,则I1增大,A错误;L消耗的功率减小,电灯L变暗,B正确;R1两端电压增大,R2两端电压减小,C两端电压减小,C错误;由C=,电容器C所带电荷量Q减小,D正确.]
9.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
AC [外电路的总电阻R= Ω=10 Ω,总电流I==1 A,则路端电压U=IR=10 V,A对;电源的总功率P总=EI=12 W,B错;a、b间电压大小为|Uab|=0.5×15 V-0.5×5 V=5 V,C项对;a、b间用导线连接后,外电路的总电阻为R′=2× Ω=7.5 Ω,电路中的总电流I=≈1.26 A,D项错误.]
10.如图所示的电路,电源内阻不计,R为阻值未知的定值电阻,当在a、b间分别接入R1=10 Ω,R2=18 Ω的电阻时,理想电压表的示数分别为U1=10.0 V,U2=10.8 V,则( )
A.电源的电动势为E=12 V,电阻R=2 Ω
B.当在a、b间接入R3=2 Ω的电阻时,电源的输出功率一定最大
C.当在a、b间接入C=2 μF的电容器时,电容器所带电荷量为2.4×10-5 C
D.当在a、b间接入线圈电阻为R0=1 Ω、额定功率为9 W的电动机时,电动机恰能正常工作,则通过电动机线圈的电流为3 A
AC [根据U1=,U2=,代入数据,解得E=12 V,R=2 Ω,所以选项A正确;因为电源内阻不计,所以其输出功率P=EI,可见,电流越大,电源的输出功率越大,选项B错误;当在a、b间接入C=2 μF的电容器时,电容器两端电压U=E=12 V,所以电容器所带电荷量Q=CU=2.4×10-5 C,选项C正确;假设选项D正确,即电流I=3 A时,电动机恰好正常工作,其功率为P动=9 W,那么电源的输出功率为P总=EI=36 W,电阻R消耗的热功率为PR=I2R=18 W,显然P动+PR≠P总,所以假设错误,选项D错误.]
二、非选择题(本题共6小题,共60分,按题目要求作答)
11.(8分)某同学想要描绘标有“3.8 V 0.3 A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:
电压表V1(量程0~3 V,内阻等于3 kΩ)
电压表V2(量程0~15 V,内阻等于15 kΩ)
电流表A1(量程0~200 mA,内阻等于10 Ω)
电流表A2(量程0~3 A,内阻等于0.1 Ω)
滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A)
滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)
定值电阻R3(阻值等于1 Ω)
定值电阻R4(阻值等于10 Ω)
定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)
电源E(E=6 V,内阻不计)
(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁.
(2)该同学描绘出的I-U图像应是下图中的________.
[解析] (1)用电压表V1和定值电阻R5串联,可改装成量程为U=(rg+R5)=×(3+1)V=4 V的电压表;用量程为200 mA的电流表A1与定值电阻R4并联可改装为量程为I=Ig+=0.2 A+ A=0.4 A的电流表;待测小灯泡的阻值较小,故采用电流表外接法,电路图如图所示.
(2)小灯泡的电阻随温度升高而变大,故该同学描绘出的I-U图像应该是B.
[答案] (1)见解析图 (2)B
12.(10分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻.实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干.实验主要步骤:
(1)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关.
(2)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I.
(3)以U为纵坐标,I为横坐标,作U-I图线(U、I都用国际单位).
(4)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.
回答下列问题:
(1)电压表最好选用______;电流表最好选用______.
A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ)
B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)
D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大.两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________.
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=________,r=________,代入数值可得E和r的测量值.
[解析] (1)本实验误差在于电压表的分流,内阻越大越好,故选A;电路中能达到的最大电流I== A≈180 mA,电流表最好选C.
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,说明外电路的电阻变大,滑动变阻器的电阻变大,则两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是一条导线接在滑动变阻器金属杆左端或右端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱,选C.
(3)在U-I图像中纵截距等于电源的电动势,则E=ka;斜率等于内阻与R2的和,故r=k-R2.
[答案] (1)A C (2)C (3)ka k-R2
13.(10分)如图所示,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.当开关S断开时,A、B两点间的电压UAB等于多少?当S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少?
[解析] 在电路中电容器C1、C2相当于断路.当S断开时,电路中无电流,B、C等电势,A、D等电势,因此UAB=UAC=UCD=18 V.
电容器C1带电荷量为Q1=C1UAC=6×10-6×18 C=1.08×10-4 C.
当S闭合时,电路R1、R2串联,电容器C1两端的电压等于电阻R1两端的电压,由串联电路的电压分配关系得
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.
[答案] 见解析
14.(10分)如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻r=0.6 Ω,R=10 Ω,U=160 V,电压表的读数为110 V,求:
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)电动机中发热的功率是多少?
(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少?
[解析] (1)设电动机两端的电压为U1,电阻R两端的电压为U2,则:
U1=110 V
U2=U-U1=(160-110) V=50 V
通过电动机的电流为I
则I== A=5 A.
(2)输入到电动机的电功率P电
P电=U1I=110×5 W=550 W.
(3)电动机中发热的功率P热
P热=I2r=52×0.6 W=15 W.
(4)电动机工作1 h所产生的热量Q
Q=I2rt=52×0.6×3 600 J=5.4×104J.
[答案] (1)5 A (2)550 W (3)15 W (4)5.4×104 J
15.(10分)如图所示的电路中,所用电源的电动势E=4 V,内电阻r=1.0 Ω,电阻R1可调.现将R1调到3 Ω后固定.已知R2=6 Ω,R3=3 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?
[解析] (1)开关S断开时,通过R1的电流为
I1== A=0.4 A
开关S接通时,R2、R3并联的总电阻R23== Ω=2 Ω
通过R1的电流
I1′== A=0.67 A.
(2)开关S接通时A、B之间的总电阻R23=2 Ω为定值,所以只有当R1的阻值为零时,总电流最大,A、B之间的电功率才最大.
电路电流I总== A= A
A、B间消耗的最大功率
PAB=IR23=×2 W= W=3.56 W.
[答案] (1)0.4 A 0.67 A (2)0 3.56 W
16.(12分)在如图所示的电路中,电阻R1=12 Ω,R2=8 Ω,R3=4 Ω.当开关S断开时,电流表示数为0.25 A,当S闭合时,电流表示数为0.36 A.求:
(1)开关S断开和闭合时的路端电压U及U′;
(2)电源的电动势和内阻;
(3)开关S断开和闭合时内阻上的热功率P及P′.
[解析] (1)S断开时:U=I(R2+R3)=3 V
S闭合时:U′=I′R2=2.88 V.
(2)S断开时:外电路总电阻R==6 Ω
S闭合时:外电路总电阻R′==4.8 Ω
由闭合电路欧姆定律:
E=U+r
E=U′+r
代入数据解得:E=3.6 V,r=1.2 Ω.
(3)S断开时:I总==0.5 A
内阻上的热功率P=Ir=0.3 W
S闭合时:I总′==0.6 A
内阻上的热功率P′=I′r=0.432 W.
[答案] 见解析