逍遥学能 2013-03-02 10:07
1．关于闭合电路，下列说法正确的是( )
A．电短路时，放电电流为无限大
B．电短路时，内电压等于电电动势
C．用电器增加时，路端电压一定增大
D．把电压表直接和电连接时，电压表的示数总小于电电动势
解析：选BD.由I短＝Er知，A错，B对；用电器如果并联，R外减小，U外减小，C错．由于内电路两端总是有电压，由E＝Uv＋Ur知，Uv<E，D选项正确．
2．一块太阳能电池板，测得它的开路电压为800 V，短路电流为40 A，若将该电池与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是( )
A．0.10 V B．0.20 V
C．0.30 V D．0.40 V
解析：选D.电电动势E＝800 V＝0.80 V
电内阻r＝EI＝0.80.04 Ω＝20 Ω
路端电压为U＝ERtr•R＝0.820＋20×20＝0.40 V
所以D对．
3．图2－7－14是根据某次实验记录数据画出的U－I图象，下列关于这个图象的说法中正确的是( )
图2－7－14
A．纵轴截距表示待测电的电动势，即E＝3.0 V
B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6 A
C．根据r＝E/I短，计算出待测电内电阻为5 Ω
D．根据r＝ΔUΔI，计算出待测电内电阻为1 Ω
解析：选AD.U－I图线纵轴截距表示电动势E＝3.0 V，A正确；横轴截距点坐标为(0.6 A,2.4 V)，因此不是短路时电流，B、C错误；由U＝E－Ir或r＝ΔUΔI知D正确．
4．(2011年湖州高二检测)如图2－7－15所示的电路中，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为( )
图2－7－15
A．A灯和B灯都变亮
B．A灯和B灯都变暗
C．A灯变亮，B灯变暗
D．A灯变暗，B灯变亮
答案：D
5.如图2－7－16所示，线段A为某电的U－I图线，线段B为某电阻R的U－I图线，由上述电和电阻组成闭合电路时，求：
图2－7－16
(1)电的输出功率P出是多大？
(2)电内部损耗的电功率P内是多少？
(3)电的效率η是多大？
解析：根据题意从A图线可读出
E＝3 V，r＝EI＝36 Ω＝0.5 Ω，
从B图线可读出R＝ΔUΔI＝1 Ω.
由电E＝3 V，r＝0.5 Ω与R＝1 Ω组成的闭合电路中，
I＝ER＋r＝31.5 A＝2 A.
则P出＝I2R＝4 W，
P内＝I2r＝2 W，
P总＝IE＝6 W，
所以η＝P出P总＝66.7 %.
答案：(1)4 W (2)2 W (3)66.7%
一、选择题
1．关于电动势，以下说法中正确的是( )
A．电电动势等于电正、负极之间的电势差
B．用电压表直接测量电两极得到的电压数值，实际上总略小于电电动势的准确值
C．电电动势总等于内、外电路上的电压之和，所以它的数值与外电路的组成有关
D．在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电的电动势也增大
解析：选B.电动势是电本身的属性，是由电本身决定的，与外电路的组成及变化无关，故C、D错误．由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋Ir.用电压表直接测量电两极时，虽然电压表的电阻很大，但电路中也有电流，内电路中也有电压降落，电压表直接测量电两极得到的电压数值应略小于电动势，B正确，A错误．
2．当外电路的电阻分别为8 Ω和2 Ω时，单位时间内在外电路上产生的热量正好相等，则该电的内电阻是( )
A．1 Ω B．2 Ω
C．4 Ω D．6 Ω
解析：选C.由(ER1＋r)2R1＝(ER2＋r)2R2，代入数据解得r＝4 Ω，选项C正确．
3．如图2－7－17所示为闭合电路中两个不同电的U－I图象，则下列说法中正确的是( )
图2－7－17
A．电动势E1＝E2，短路电流I1>I2
B．电动势E1＝E2，内阻r1>r2
C．电动势E1>E2，内阻r1>r2
D．当两电的工作电流变化量相同时，电2 的路端电压变化较大
解析：选AD.由闭合电路的欧姆定律得E＝U＋Ir.当I＝0时电动势E等于路端电压U，即U－I图线和U轴的交点就是电动势，由图知，两电的电动势相等．当 U＝0时I＝E/r，U－I图线和I轴的交点就是短路电流，由图知I1>I2.A正确．而r＝E/I，即图线的斜率表示电的内阻，由图知r1<r2，B、C错误．当工作电流变化量相同时，因为r1<r2，电2内电压变化较大，由闭合电路的欧姆定律得E＝U外＋U内，所以电2的路端电压变化较大．D正确．
4.如图2－7－18所示，直线A为电的U－I图线，直线B和C分别为电阻R1和R2的U－I图线，用该电分别与R1、R2组成闭合电路时，电的输出功率分别为P1、P2，电的效率分别为η1、η2，则( )
图2－7－18
A．P1>P2 B．P1<P2
C．η1>η2 D．η1<η2
解析：选C.由直线A可知，E＝6 V，r＝1 Ω，由直线B、C可知，R1＝2 Ω，R2＝0.5 Ω，P1＝(Er＋R1)2•R1＝8 W，η1＝R1r＋R1＝23，P2＝(Er＋R2)2R2＝8 W，η2＝R2r＋R2＝13
故有：P1＝P2 η1>η2，只有C正确．
5．(2011年东济南模拟)在图2－7－19所示的电路中，电电动势为E、内电阻为r.在滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向上滑动的过程中( )
图2－7－19
A．电路中的总电流变大
B．路端电压变大
C．通过电阻R2的电流变大
D．通过滑动变阻器R1的电流变小
解析：选BCD.本题可按照以下思路分析：
故B、C、D均正确．
6．(2009年高考广东卷)图2－7－20所示是一实验电路图．在滑动触头由a端滑向b端的过程中，下列表述正确的是( )
图2－7－20
A．路端电压变小
B．电流表的示数变大
C．电内阻消耗的功率变小
D．电路的总电阻变大
解析：选A.由a到b，R1电阻值减小，因此总电阻变小，D错，总电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以A正确．再结合欧姆定律知电流表的示数变小，B错，由P内＝I2r知电内阻消耗的功率变大，C错．
7．(2011年福建师大附中高二检测)在如图2－7－21所示的电路中，当滑动变阻器的滑动片向下移动时，关于电灯L的亮度及电容器C所带电荷量Q的变化判断正确的是( )
图2－7－21
A．L变暗，Q增大 B．L变暗，Q减小
C．L变亮，Q增大 D．L变亮，Q减小
解析：选B.滑动变阻器滑片P向下移动时，R2变小，I总变大，UL变小，L变暗，因UR1增大，故UC＝UR2变小，再由Q＝CUC可知Q减小，故只有B正确．
8．(2009年高考广东卷)如图2－7－22所示，电动势为E、内阻不计的电与三个灯泡和三个电阻相接，只合上开关S1，三个灯泡都能正常工作．如果再合上S2，则下列表述正确的是( )
图2－7－22
A．电输出功率减小 B．L1上消耗的功率增大
C．通过R1上的电流增大 D．通过R3上的电流增大
解析：选C.电不计内阻，其输出电压等于电动势．当闭合S2时，电路的外电阻R变小，电路总电流变大，故C正确；电的输出功率P出＝E2R，所以电输出功率应该变大，A错误；因并联部分两端的电压U并＝E－UR1，又闭合S2时UR1变大，所以U并变小，L1上消耗的功率变小，通过R3的电流也是变小的，故B、D错误．
9．利用图2－7－23所示电路可测出电压表的内阻，电的内阻可以忽略．R为电阻箱，当R取不同阻值时，电压表均对应有不同读数U.多次改变阻箱的阻值．所得到的1U－R图象为下图中的哪一个( )
图2－7－23
图2－7－24
解析：选C.由闭合电路的欧姆定律E＝U＋IR＝U＋URV•R得1U＝1E＋1ERV•R，故选C.
二、计算题
10.如图2－7－25所示的电路中，电阻R＝10 Ω，当开关S断开时，电压表示数为6 V，当开关S闭合时，电压表示数为5.46 V，则电的内阻为多少？
图2－7－25
解析：当开关S断开时，R外→ ∞，所以E＝U外＝6 V.
当开关S闭合时，U外＝IR，
即5.46 V＝I×10 Ω，所以I＝0.546 A，
又由E＝U外＋Ir，即6 V＝5.46 V＋0.546 r，解得r≈1 Ω.
答案：1 Ω
11.如图2－7－26所示，E＝10 V，r＝1 Ω，R1＝R3＝5 Ω，R2＝4 Ω，C＝100 μF.当S断开时，电容器中带电粒子恰好处于静止状态．求：
图2－7－26
(1)S闭合后，带电粒子加速度的大小和方向；
(2)S闭合后流过R3的总电荷量．
解析：(1)开始带电粒子恰好处于静止状态，必有qE＝g且qE 竖直向上．S闭合后，qE＝g的平衡关系被打破．S断开，带电粒子恰好处于静止状态，设电容器两极板间距离为d，有UC＝R2R1＋R2＋rE＝4 V，qUC/d＝g.
S闭合后，U′C＝R2R2＋rE＝8 V
设带电粒子加速度为a，
则qU′C/d－g＝a，解得a＝g，方向竖直向上．
(2)S闭合后，流过R3的总电荷量等于电容器上电荷的增加量，所以ΔQ＝C(U′C－UC)＝4×10－4C.
答案：(1)g 方向向上 (2)4×10－4C
12．(2011年东茌平一中模拟)在图2－7－27甲所示电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100 Ω，R2的阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片从最左端滑至最右端的过程中，测得电的路端电压U随电流I的变化图线如图乙所示，其中图线上的A、B两点是滑片在变阻器上的两个不同端点时分别得到的．求：
甲 乙
图2－7－27
(1)电的电动势和内电阻；
(2)定值电阻R2的阻值；
(3)滑动变阻器R3的最大值．
解析：(1)由闭合电路欧姆定律得：
E＝U＋Ir
将图象中A、B两点的电压和电流代入得：
E＝16＋0.2 r E＝4＋0.8 r
解得E＝20 V，r＝20 Ω.
(2)当R3的滑片滑到最右端时，R3、R1均被短路，此时外电路电阻等于R2，且对应于图线上B点，故由B点的U、I值可求出R2的阻值为：
R2＝UBIB＝40.8 Ω＝5 Ω.
(3)滑动变阻器的滑片置于最左端时，R3阻值最大．设此时外电路总电阻为R，由图象中A点坐标求出：
R＝UAIA＝160.2 Ω＝80 Ω.
又R＝R1R3R1＋R3＋R2，代入数值解得滑动变阻器的最大阻值R3＝300 Ω.
答案：(1)20 V 20 Ω (2)5 Ω (3)300 Ω