第四章
闭合电路欧姆定律练习B
一、选择题
1.(2016上海卷改编)电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此(
)
A.电动势越大,表明电源工作时输出功率越大
B.电动势越大,表明电源储存的电能越多
C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压
2.许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某电池板的开路电压是600
mV,短路电流是15
mA,这块电池板的内电阻是(
)
A.60
Ω
B.40
Ω
C.20
Ω
D.10
Ω
3.(2019江西习题改编)如图两个定值电阻R1=4R、R2=2R串联后接在输出电压U稳定于10
V的理想直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为6
V.如果把此电压表接在R2两端,则电压表示数将( )
A.等于4
V
B.等于3
V
C.等于5
V
D.等于6
V
4.(2018山西改编)(多选)如图电路,闭合电键S,待电路中的电流稳定后,减小R的阻值.则( )
A.电流表的示数减小
B.电压表的示数减小
C.电阻R2两端的电压减小
D.路端电压减小
5.(2019山东改编)(多选)如图电路,R1、R2、R3是定值电阻,R4是滑动变阻器,电源内阻不可忽略.闭合开关,在电路稳定后,将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中( )
A.电压表示数变小
B.电容器放电
C.电源的总功率变小
D.通过滑动变阻器的电流变小
6.(2017湖北武汉试题改编)如图电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻.当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是
(?
??
)
A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I和U都不变
B.若仅增大A
B板间距离,则电容器所带电荷量不变
C.若仅用更强的光照射R1,则I增大,U增大,电容器所带电荷量增加
D.若仅用更强的光照射R1
,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
7.(2016江苏卷改编)(多选)如图电路中,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,电流从a流向b
8.(2018海南卷改编)如图三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说法正确的是
(
)
A.R2消耗的功率变小
B.R3消耗的功率变大
C.电源输出的功率变大
D.电源内阻消耗的功率变小
9.如图电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表.现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流变化量大小等于
B.R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1
C.路端电压的增加量等于ΔU2
D.为一定值
10.(2019广东改编)如图是一种风速测定装置.其中风速表是由电压表改装而成,电源电压不变,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,T型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连,S闭合后,当风速增大、活塞上方气压变小时,下列说法正确的是(
)
A.活塞向下移动,风速表的示数变小
B.活塞向上移动,风速表的示数变大
C.活塞向上移动,滑动变阻器R1两端的电压变大
D.活塞静止不动,风速表的示数不变
11.(2017.山西-改编)如图当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是( )
A.L1变亮,L2和L3均变暗
B.L1变亮,L2不能确定,L3变暗
C.L1变暗,L2和L3均变亮
D.L1和L2均变亮,L3变暗
12.(2020赣榆-改编)如图其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流i的变化关系如图所示,电源电动势为7.0
V(内阻不计),且R1=1
000
Ω(不随温度变化).若改变R2,使AB与BC间的电压相等,这时(
)
A.R的阻值为1
000
Ω
B.R的阻值为1
500
Ω
C.通过R的电流为1.5
mA
D.通过R的电流为2.0
mA
二、实验探究题
1.(
2013浙江卷改编)采用如图电路“测定电池的电动势和内阻”。
(1)除了选用照片中的部分器材外,_____________(填选项)
A.还需要电压表
B.还需要电流表
C.还需要学生电源
D.不再需要任何器材
(2)测量所得数据如下:
测量次数物理量
1
2
3
4
5
6
R/Ω
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
I/A
0.60
0.70
0.80
0.89
1.00
1.20
U/V
0.90
0.78
0.74
0.67
0.62
0.43
用作图法求得电池的电动势E=________、内阻r=
;
(3)根据第5组所测得的实验数据,求得电流表内阻RA=
。
2.(
2013新课标I卷)
某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;
电压表:量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡,再将红表笔和黑表笔
,调零点
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和
(填“1”或“2)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多角电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为
kΩ和
V
。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00
V。从测量数据可知,电压表的内阻为
kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为
V,电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为
kΩ。
3.
(2017江苏改编)在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1
Ω和1
kΩ.下图分别为实验原理图及所需的器件图。
(1)试在实物图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.
(2)一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在右上图中画出U?I图线.根据图象读出电池的电动势E=________V,根据图象求出电池内阻r=________Ω.
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
4.
(2020江苏改编)在练习使用多用电表的实验中,
(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图1所示。以下是接下来的测量过程:
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×1”挡
d.将选择开关旋到“×100”挡
e.将选择开关旋到“×1k”挡
f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是________(填写步骤前的字母)。
图1
图2
(2)重新测量后,指针位于如图2所示位置,被测电阻的测量值为____Ω。
(3)如图3所示为欧姆表表头,已知电流计的量程为Ig=100
μA,电池电动势为E=1.5
V,则该欧姆表的内阻是____kΩ,表盘上30
μA刻度线对应的电阻值是____kΩ。
图3
(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图4所示的电路。电源电压U恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。
图4
图5
①用多用电表测电路中的电流,则与a点相连的是多用电表的____(选填“红”或“黑”)表笔。
②闭合电键,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多用电表读数I,得到R-的关系如图5所示。不计此时多用电表的内阻。则Ry=___Ω,电源电压U=___V。
(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图6所示。用多用电表的欧姆挡测量其电阻时,用“×100”挡和用“×1k”挡,测量结果数值不同。用____(选填“×100”或“×1k”)挡测得的电阻值较大,这是因为____________。
图6
三.计算题
1.如图线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻的U-I图线,以上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出为多大?
(2)电源内部损耗的电功率是多少?
(3)电源的效率η为多大?
2.(2012理综四川卷改编)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×l03kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
3.(2018北京卷改编)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U
-
I图像的示意图,并说明U
-
I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U
-
I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
4.
(2013.浙江)现代家庭电器化程度越来越高,安全用电是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据:
测量项目
完全干燥时
出汗或潮湿时
电阻
电流(加220
V)
电阻
电流(加220
V)
手与手之间
200
kΩ
1.1×10-3
A
5
kΩ
手与脚之间
300
kΩ
7.3×10-4
A
8
kΩ
手与塑料鞋底之间
800
kΩ
2.8×10-4
A
10
kΩ
(1)从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的______倍。?
(2)在空格中填入对人体加220
V电压后的电流值。
(3)若对人的安全电流是20
mA以下,上述哪几项是十分危险的?__________。?
(4)电路上有规格为10
A的熔丝(俗称保险丝),如图用电器R的功率是1
500
W,这时通过熔丝的实际电流是多少?人体出汗或潮湿时,手脚触电,为什么熔丝不会断?
5Ω
5Ω
15Ω
15Ω
a
b
S
12V
2Ω
c
b
R1
a
R3
R2
V
A
R
S
E
r
A
3
0.6
3
A
3
0.6
3
V
图(a)
1
2
多用
电表
黑
红
图(c)
V
图(b)
A-V-Ω
图(d)
U
I
0
E
r
R
S
图1
图2第四章
闭合电路欧姆定律练习B
一、选择题
1.(2016上海卷改编)电源电动势反映了电源把其它形式的能量转化为电能的能力,因此(
)
A.电动势越大,表明电源工作时输出功率越大
B.电动势越大,表明电源储存的电能越多
C.电动势的大小是非静电力做功能力的反映
D.电动势就是闭合电路中电源两端的电压
【答案】C
【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其它形式的能转化为电势能本领的物理量,电动势越大说明这种转化本领越强,但不能说明储存的电能越多,故选项A、B错误而选项C正确;闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小,故选项D错误。
2.许多人造卫星都用太阳能电池供电,太阳能电池由许多片电池板组成,某电池板的开路电压是600
mV,短路电流是15
mA,这块电池板的内电阻是(
)
A.60
Ω
B.40
Ω
C.20
Ω
D.10
Ω
3.(2019江西习题改编)如图两个定值电阻R1=4R、R2=2R串联后接在输出电压U稳定于10
V的理想直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为6
V.如果把此电压表接在R2两端,则电压表示数将( )
A.等于4
V
B.等于3
V
C.等于5
V
D.等于6
V
【答案】B
【解析】电压表与电阻R1并联时,并联电阻为:R并=①
串联电路中电压分配与电阻成正比,故:=②
其中R1=4R、R2=2R
联立①②解得:RV=12R;
当电压表与电阻R2并联时,并联电阻为:R并′==R
串联电路中电压分配与电阻成正比,故:=
解得:U2=3
V.
4.(2018山西改编)(多选)如图电路,闭合电键S,待电路中的电流稳定后,减小R的阻值.则( )
A.电流表的示数减小
B.电压表的示数减小
C.电阻R2两端的电压减小
D.路端电压减小
【答案】BD
【解析】当减小R的阻值时,电路中的总电阻R总将减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中的总电流增大,故电流表的示数增大,A错误;由闭合电路欧姆定律可知电阻R2两端的电压增大,C错误;因为内电压增大,故路端电压减小,因此电压表的示数减小,B正确,D正确.
5.(2019山东改编)(多选)如图电路,R1、R2、R3是定值电阻,R4是滑动变阻器,电源内阻不可忽略.闭合开关,在电路稳定后,将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中( )
A.电压表示数变小
B.电容器放电
C.电源的总功率变小
D.通过滑动变阻器的电流变小
【答案】CD
【解析】当滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动时,R4变大,电路的总电阻变大,总电流I变小,内电压变小,则路端电压变大,因此电压表示数变大.故A错误;电容器两端电压为:U=E-I(r+R2),I变小,故电容器两端电压U变大,带电量变大,电容器充电,故B错误;电源的总功率P=EI,I变小,则P变小,故C正确.根据串联电路分压规律知,变阻器两端的电压增大,通过R1的电流变大,而总电流变小,所以通过滑动变阻器的电流变小.故选CD.
6.(2017湖北武汉试题改编)如图电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻.当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是
(?
??
)
A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I和U都不变
B.若仅增大A
B板间距离,则电容器所带电荷量不变
C.若仅用更强的光照射R1,则I增大,U增大,电容器所带电荷量增加
D.若仅用更强的光照射R1
,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变
【答案】AD
【解析】滑动变阻器处于含容支路中,相当于导线,所以移动滑动触头,I不变,U不变.故A正确.若仅增大A、B板间距离,电容减小,板间电压不变,则由电容的定义式C=分析可知电容器所带电荷量减少,故B错误.若仅用更强的光线照射R1,R1的阻值变小,总电阻减小,I增大,内电压和R3的电压均增大,U以及电容器板间电压均减小,电容不变,由电容的定义式C=分析可知电容器所带电荷量减少.故C错误.若仅用更强的光照射R1,R1的阻值变小,总电阻减小,I增大,根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir可得:,不变,故D正确.故选AD
7.(2016江苏卷改编)(多选)如图电路中,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,电流从a流向b
【答案】ACD
【解析】设四个电阻的等效电阻为R路,由=+得R路=10
Ω,由闭合电路欧姆定律知,,设路端电压为U,则U=IR路=1
A×10
Ω=10
V,选项A正确;电源的总功率P=EI=12
W,选项B错误;设电源负极电势为0
V,则a点电势φa=0.5
A×5
Ω-0=2.5
V,b点电势φb=0.5
A×15
Ω-0=7.5
V,则a、b两点的电势差Uab=φa-φb=2.5
V-7.5
V=-5
V,所以a、b间电压的大小为5V,选项CD正确;
8.(2018海南卷改编)如图三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻,c为滑动变阻器的中点。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,下列说法正确的是
(
)
A.R2消耗的功率变小
B.R3消耗的功率变大
C.电源输出的功率变大
D.电源内阻消耗的功率变小
【答案】C
【解析】等效电路如图示。
滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,并联电阻减小,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,R1上的电压增大,并联电压减小。R3支路的电阻增大,电流减小,R3消耗的功率变小,选项B错误;因为总电流增大,所以R2支路的电流增大,
R2消耗的功率变大,选项A错误;因为总电流增大,则电源内阻消耗的功率变大,D错误;当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大,外电阻偏离电源的内电阻越大,电源的输出功率越小。原来外电阻大于1.5R,滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动,并联电阻减小,总电阻减小,但仍大于内电阻,所以电源输出的功率变大,选项C正确。故选C。
9.如图电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表.现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是( )
A.通过电阻R1的电流变化量大小等于
B.R0两端的电压的变化量大小等于ΔU2-ΔU1
C.路端电压的增加量等于ΔU2
D.为一定值
.【答案】ABD
【解析】A、电压表V1测量路端电压,即R1两端的电压,根据欧姆定律可知,R1的电流变化量大小等于;故A正确.B、C、D、使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,电阻变大,总电阻变大,总电流变小,内阻所占电压减小,路端电压增大,所以路端电压增大△U1,并联部分的电压增大△U1,通过R1的电流增大,所以通过滑动变阻器的电流减小,R0上的电压减小,R上的电压增大△U2,所以R0两端的电压的变化量大小等于△U2-△U1,电压表V1测量路端电压,根据欧姆定律可知为定值,所以为定值,故B,D正确,C错误.故选ABD
10.(2019广东改编)如图是一种风速测定装置.其中风速表是由电压表改装而成,电源电压不变,R为定值电阻,R1为滑动变阻器,T型管道的竖直管内装有可上下自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连,S闭合后,当风速增大、活塞上方气压变小时,下列说法正确的是(
)
A.活塞向下移动,风速表的示数变小
B.活塞向上移动,风速表的示数变大
C.活塞向上移动,滑动变阻器R1两端的电压变大
D.活塞静止不动,风速表的示数不变
10.B【解析】当风速变大时,活塞上方气压变小,活塞向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中电流变大,定值电阻两端电压变大,电压表(风速表)示数变大,由于电源的电压不变,所以滑动变阻器R1两端的电压变小,故B正确,ACD错误
11.(2017.山西-改编)如图当滑动变阻器的滑片P向右移动时,三个灯泡亮度的变化情况是( )
A.L1变亮,L2和L3均变暗
B.L1变亮,L2不能确定,L3变暗
C.L1变暗,L2和L3均变亮
D.L1和L2均变亮,L3变暗
11.
C【解析】当滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则总电阻减小,总电流增大,内电压增大,路端电压减小,所以L3变亮.因为U3变大,且路端电压变小,所以L1变暗.总电流变大,流过L1的电流变小,所以流过L2的电流增大,L2变亮.故选项C正确。
12.(2020赣榆-改编)如图其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流i的变化关系如图所示,电源电动势为7.0
V(内阻不计),且R1=1
000
Ω(不随温度变化).若改变R2,使AB与BC间的电压相等,这时(
)
A.R的阻值为1
000
Ω
B.R的阻值为1
500
Ω
C.通过R的电流为1.5
mA
D.通过R的电流为2.0
mA
【答案】C
【解析】要使AB与BC间的电压相等,即有E=UAB+UBC,UAB=UBC,解得UBC=3.5
V.而UBC=u+iR1,联立解得u=UBC-iR1,将UBC=3.5
V,R1=1
000
Ω代入得u=3.5-1
000
i,在题给图象中作出函数关系u=3.5-1
000i的图象,两图象的交点对应的横纵坐标i=1.5
mA,u=2
V即为公共解.由iR=u解得R=u/i=1
300
Ω.
二、实验探究题
1.(
2013浙江卷改编)采用如图电路“测定电池的电动势和内阻”。
(1)除了选用照片中的部分器材外,_____________(填选项)
A.还需要电压表
B.还需要电流表
C.还需要学生电源
D.不再需要任何器材
(2)测量所得数据如下:
测量次数物理量
1
2
3
4
5
6
R/Ω
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
I/A
0.60
0.70
0.80
0.89
1.00
1.20
U/V
0.90
0.78
0.74
0.67
0.62
0.43
用作图法求得电池的电动势E=________、内阻r=
;
(3)根据第5组所测得的实验数据,求得电流表内阻RA=
。
【解析】(1)A
(2)作图正确,r=(0.75±0.10)
Ω
(3)
2.(
2013新课标I卷)
某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×lk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;
电压表:量程5V,内阻十几千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×lk”挡,再将红表笔和黑表笔
,调零点
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和
(填“1”或“2)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多角电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为
kΩ和
V
。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00
V。从测量数据可知,电压表的内阻为
kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为
V,电阻“×lk”挡内部电路的总电阻为
kΩ。
【答案】(1)短接
(2)1
(3)15.0
3.60
(4)12.0
(5)9.00
15.0
【解析】(1)用欧姆表测量电阻时,选好档位之后,要进行欧姆调零,即两个表笔短接进行调节。
(2)多用电表内部电池的正极相连的是黑表笔,多用表测量时电流从红表笔流入,由黑表笔流出,所以多用电表的红表笔和1端相连,
黑表笔连接另一端。
(3)欧姆表读数时,指针所处的位置最小格代表1kΩ,所以读数时要估读到下一位,即15.0×1kΩ=15.0
kΩ;电压表最小刻度表示0.1V,所以要估读到0.01V,即3.60V;
(4)滑动变阻器接入电路中的阻值为零,所以欧姆表测量的是电压表的内阻:12.0kΩ;
(5)欧姆表测量电阻时,表内有电源,根据闭合电路的欧姆定律有:
,所以中值为欧姆表的内阻.0
kΩ,根据欧姆表测量电压表时组成的回路有:,得V=9V.
3.
(2017江苏改编)在用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内阻分别为0.1
Ω和1
kΩ.下图分别为实验原理图及所需的器件图。
(1)试在实物图中画出连线,将器件按原理图连接成实验电路.
(2)一位同学记录的6组数据见表.试根据这些数据在右上图中画出U?I图线.根据图象读出电池的电动势E=________V,根据图象求出电池内阻r=________Ω.
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.10
1.05
【解析】(1)如图所示
(2)如图所示,1.46,0.71
4.
(2020江苏改编)在练习使用多用电表的实验中,
(1)某同学使用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值Rx,先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图1所示。以下是接下来的测量过程:
a.将两表笔短接,调节欧姆挡调零旋钮,使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,然后断开两表笔
b.旋转选择开关至交流电压最大量程处(或“OFF”挡),并拔出两表笔
c.将选择开关旋到“×1”挡
d.将选择开关旋到“×100”挡
e.将选择开关旋到“×1k”挡
f.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出阻值Rx,断开两表笔
以上实验步骤中的正确顺序是________(填写步骤前的字母)。
图1
图2
(2)重新测量后,指针位于如图2所示位置,被测电阻的测量值为____Ω。
(3)如图3所示为欧姆表表头,已知电流计的量程为Ig=100
μA,电池电动势为E=1.5
V,则该欧姆表的内阻是____kΩ,表盘上30
μA刻度线对应的电阻值是____kΩ。
图3
(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值Ry,采用如图4所示的电路。电源电压U恒定,电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出。
图4
图5
①用多用电表测电路中的电流,则与a点相连的是多用电表的____(选填“红”或“黑”)表笔。
②闭合电键,多次改变电阻箱阻值R,记录相应的R和多用电表读数I,得到R-的关系如图5所示。不计此时多用电表的内阻。则Ry=___Ω,电源电压U=___V。
(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图6所示。用多用电表的欧姆挡测量其电阻时,用“×100”挡和用“×1k”挡,测量结果数值不同。用____(选填“×100”或“×1k”)挡测得的电阻值较大,这是因为____________。
图6
【解析】(1)先把选择开关旋到“×10”挡位,测量时指针偏转如图所示。指针指在示数较大处,为使指针指在刻度盘中央附近,应换用“×100
”挡,再欧姆调零,测量,整理器材。实验步骤中的正确顺序是:dafb;
(2)重新测量后,指针位于如图所示位置,被测电阻的测量值为;
(3)电表内阻,当电表指针指在30μA刻度线上时,整理得;
(4)①多用电表测电路中的电流,a点与电源正极相连,则与a点相连的是多用电表的红表笔。②由欧姆定律可得,整理得,由图象的纵截距得:、由图象的斜率得:。
(5)欧姆表挡位越高,内阻越大;由于表内电池的电动势不变,所以选用的挡位越高,测量同一电阻时电路中电流越小;该半导体的电阻随电流的减小而增大,所以选用的挡位越高,测得的电阻值越大。所以选“×1k”挡测得的电阻值较大。
答案:(1)dafb
(2)2
200
(3)15
35
(4)红
200
8
(5)×1k
欧姆表中挡位越高,内阻越大;由于表内电池的电动势不变,所以选用的挡位越高,测量电流越小;该半导体的电阻随电流的增大而减小,所以选用的挡位越高,测得的电阻值越大
三.计算题
1.如图线段A为某电源的U-I图线,线段B为某电阻的U-I图线,以上述电源和电阻组成闭合电路时,求:
(1)电源的输出功率P出为多大?
(2)电源内部损耗的电功率是多少?
(3)电源的效率η为多大?
【答案】 (1)4
W (2)2
W (3)66.7%
【解析】 根据题意从A的图线可读出E=3
V,r==Ω=0.5
Ω,从B图线中可读出外电阻R=1
Ω.
由闭合电路欧姆定律可得
I==A=2
A,
则电源的输出功率
P出=I2R=4
W,P内=I2r=2
W,
电源的总功率P总=IE=6
W,
故电源的效率η=≈66.7%.
2.(2012理综四川卷改编)四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为19kW,电动机的内阻为0.4Ω。已知水的密度为1×l03kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
【解析】(l)设电动机的电功率为P,则P=UI
①
设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr,则Pr=I2r
②
代入数据解得Pr=1×103W
③
(2)设蓄水总质量为M,所用抽水时间为t。已知抽水高度为h,容积为V,水的密度为ρ,则
M=ρV
④
设质量为M的河水增加的重力势能为△Ep,则△Ep=Mgh
⑤
设电动机的输出功率为P0,则P0=P-Pr
⑥
根据能量守恒定律得
P0t×60%×80%=△Ep
⑦
代入数据解得
t=2×l04s
⑧
3.(2018北京卷改编)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U
-
I图像的示意图,并说明U
-
I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U
-
I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
【解析】(1)U
-
I图像如答图3所示。图像与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流。
(2)a.如答图3所示。
b.电源输出的电功率
当外电路电阻R
=
r时,电源输出的电功率最大,为:
(3)电动势定义式
根据能量守恒,在图1所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的电热,即:
4.
(2013.浙江)现代家庭电器化程度越来越高,安全用电是一个十分突出的问题。下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据:
测量项目
完全干燥时
出汗或潮湿时
电阻
电流(加220
V)
电阻
电流(加220
V)
手与手之间
200
kΩ
1.1×10-3
A
5
kΩ
手与脚之间
300
kΩ
7.3×10-4
A
8
kΩ
手与塑料鞋底之间
800
kΩ
2.8×10-4
A
10
kΩ
(1)从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的______倍。?
(2)在空格中填入对人体加220
V电压后的电流值。
(3)若对人的安全电流是20
mA以下,上述哪几项是十分危险的?__________。?
(4)电路上有规格为10
A的熔丝(俗称保险丝),如图用电器R的功率是1
500
W,这时通过熔丝的实际电流是多少?人体出汗或潮湿时,手脚触电,为什么熔丝不会断?
6.
【解析】(1)n1==40,n2=≈38,n3==80。所以干燥时电阻大约是潮湿时电阻的38~80倍。
(2)潮湿时电流分别为:I1==44
mA,
I2==27.5
mA,I3==22
mA。
(3)由上述计算知,潮湿时电流都大于20
mA,所以上述各种情况均有危险。
(4)通过用电器R的电流IR===6.8
A,人的手脚触电时通过人体的电流I2=27.5
mA=0.027
5
A,通过熔丝的总电流为I=IR+I2=6.827
5
A<10
A,故熔丝不会熔断。
答案:(1)38~80 (2)44
mA 27.5
mA 22
mA
(3)潮湿时各种情况均有危险 (4)见解析
5Ω
5Ω
15Ω
15Ω
a
b
S
12V
2Ω
c
b
R1
a
R3
R2
a
b
c
R1
R2
R3
V
A
R
S
E
r
A
3
0.6
3
A
3
0.6
3
V
图(a)
1
2
多用
电表
黑
红
图(c)
V
图(b)
A-V-Ω
图(d)
U
I
0
E
r
R
S
图1
图2
答图3
UR
IR
E
I短
U
I
0