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2023人教版带答案高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律微公式版知识点总结全面整理
1
单选题
1、国庆期间小明去逛超市,遇促销打折买了一个电吹风,电吹风的使用说明书上给出了如表所示的参数及图示电路图。下列说法正确的是( )
电吹风铭牌参数
额定电压
220 V 50 Hz
额定功率
热风
1000 W
冷风
250 W
A.该电吹风发热电阻R的阻值约为64.5Ω
B.该电吹风电动机M的内阻为193.6Ω
C.当开关S1断开、S2闭合时,电吹风吹热风
D.当开关S1、S2均闭合时,电动机每秒钟消耗的电能为1000J
答案:A
A.由表格可知发热电阻的功率
PR=P-PM=1000W-250W=750W
发热电阻R与电动机是并联关系,电压都是U=220V,则有
R=U2PR=2202750Ω≈64.5Ω
故A正确;
B.电动机正常工作过程为非纯电阻,则
R≠U2PM=193.6Ω
故B错误;
C.由图可知当开关S1断开、S2闭合时,发热电阻断路,电动机工作,故吹冷风,故C错误;
D.当开关S1、S2均闭合时,电动机正常工作,功率仍然为250 W,故电动机每秒钟消耗的电能为
W=Pt=250×1J=250J
故D错误。
故选A。
2、如图所示,R1、R2为定值电阻,C为电容器,闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中( )
A.电阻R2中有向下的电流B.电阻R1两端的电压减小
C.通过滑动变阻器R的电流变小D.电容器C极板所带电荷量变小
答案:D
BC.闭合开关S,在滑动变阻器R的滑片向下滑动过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路总电流变大,即通过电阻R1的电流变大,电阻R1两端的电压变大,故BC错误;
AD.根据串联分压规律可知滑动变阻器R两端的电压变小,所以电容器C两端电压变小,根据
Q=CU
可知电容器C极板所带电荷量变小,即电容器将放电,根据电路连接方式可知电容器上极板带正电,所以电阻R2中有向上的电流,故D正确,A错误。
故选D。
3、为了测出电源的电动势和内阻,除待测电源和开关、导线以外,配合下列哪组仪器,不能达到实验目的( )
A.一个电流表和一个电阻箱
B.一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器
C.一个电压表和一个电阻箱
D.一个电流表和一个滑动变阻器
答案:D
A.根据E=IR+r,由电流表测出电流,用电阻箱读出外电阻的阻值,可以求出E、r,故A能达到实验目的,不符合题意;
B.根据E=U+Ir,由电流表测出电流,由电压表测出电压,可以求出E、r,故B能达到实验目的,不符合题意;
C.根据E=U+URr,由电压表测出电压,用电阻箱读出外电阻的阻值,可以求出E、r,故C能达到实验目的,不符合题意;
D.因为滑动变阻器不能读出电阻的数值,所以只有一个电流表和一个滑动变阻器,测不出电动势和内阻,D不能达到实验目的,符合题意。
故选D。
4、某一电源的电动势为E,内阻为r,外电路(纯电阻电路)的电阻为R,此电路( )
A.短路电流为ERB.短路电流为Er
C.正常工作时的电流为ErD.正常工作时的电流为ER
答案:B
AB.短路是指外电路电阻为零,则短路电流为
I短=Er
选项A错误,B正确;
CD.根据闭合电路的欧姆定律,知此电路正常工作时的电流为
I=ER+r
选项C、D错误。
故选B。
5、如图所示,在同一坐标系中分别画出某定值电阻和某电源的U-I图像,两图线与横轴夹角分别为α、β,且α=β。若将该定值电阻与该电源串联形成闭合回路,则( )
A.该定值电阻与该电源内阻大小无法比较
B.a表示电源,b表示定值电阻
C.此时电源效率达到最大
D.此时电源输出功率达到最大
答案:D
AB.根据欧姆定律
U=IR
可知直线a是定值电阻的U-I图线;
因为电源具有内阻,所以电源电压满足
U=E-Ir
可知直线b是电源的U-I图线,直线a的斜率代表定值电阻的阻值,直线b的斜率的绝对值代表电源内阻,因为α=β且两图线在同一坐标系中,则直线a的斜率和直线b斜率的绝对值相等,所以该定值电阻与该电源内阻大小相等,故AB错误;
CD.当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,但效率并不是最高,电源的效率为
η=P出P总×100%=I2RI2R+r×100%=RR+r
可知外电阻越大,电源的效率越高,根据选项AB的分析可知,此时外电阻与内电阻相等,所以电源效率并没有达到最大,而电源的输出功率达到最大,故C错误,D正确。
故选D。
6、图示电路中,电源的电动势E=6V、内阻为r,电流表A为理想电表,小灯泡L标有“4V,4W”字样。R1、R2为两根同材料电阻丝,已知R1的长度是R2的两倍,R1的横截面积是R2的一半,当开关S接1时,小灯泡正常发光,开关S接2时,电流表示数为1.5A。则开关S接3时,电流表示数为(不考虑温度对电阻的影响)( )
A.1.5AB.1.2AC.0.6AD.0.2A
答案:C
R1、R2为两根同材料电阻丝,已知R1的长度是R2的两倍,R1的横截面积是R2的一半,根据
R=ρLS
可得
R1=4R2
小灯泡的电阻
RL=424Ω=4Ω
当开关S接1时,小灯泡正常发光,则
I1=PLUL=ERL+r
解得
r=2Ω
开关S接2时,电流表示数为1.5A,则
I2=ER2+r
解得
R2=2Ω
则开关S接3时,电流表示数为
I3=ER1+r=64×2+2A=0.6A
故选C。
7、四盏灯泡接成如图所示的电路。a、c灯泡的规格为“220V,40W”,b、d灯泡的规格为“220V,100W”,各个灯泡的实际功率分别为Pa、Pb、Pc、Pd且都没有超过各自的额定功率,则这四盏灯泡实际消耗的功率大小关系是( )
A.Pa = Pc < Pb = Pd
B.Pa = Pc > Pb > Pd
C.Pa < Pc < Pb < Pd
D.Pa < Pc < Pb = Pd
答案:A
根据R=U2P可知
Ra = Rc > Rb = Rd
ab并联的电阻与cd并联的电阻相同,串联电路,分压相同,故
Uab = Ucd
又因为
Ua = Ub,Uc = Ud
故
Ua = Ub = Uc = Ud
根据P=U2R,得
Pa < Pb,Pc < Pd且Pa = Pc,Pb = Pd
故有
Pa = Pc < Pb = Pd
故选A。
8、利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差。根据实验数据作出U-I图像如图所示,该电池的电动势,内阻分别为( )
A.1.45V,1.30ΩB.1.45V,2.90ΩC.0.45V,2.8ΩD.0.5V 1.45Ω
答案:A
根据闭合电路欧姆定律有
E=U+Ir
则该电池的电动势为图线的纵轴截距
E=1.45V
内阻为图线的斜率绝对值
r=ΔUΔI=1.45-0.800.50-0Ω=1.3Ω
故选A。
9、某研究性学习小组用如图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻,则引起该实验误差的主要原因是( )
A.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
B.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压大
C.由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
D.由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比电源实际输出的电压小
答案:C
由电路图可以看出,由于电压表分流,造成电流表读数小于电源实际输出电流,导致电源电动势和内阻测量值偏小,故ABD错误,C正确。
故选C。
10、如图所示的电路中,左侧电容器的电容大于右侧电容器的电容,图中滑动变阻器R1和R2的滑片都置于中间位置,若要两只电容器所带的电荷量相等,正确的做法是( )
A.滑动变阻器R1滑片向左移动B.滑动变阻器R1滑片向右移动
C.滑动变阻器R2滑片向左移动D.滑动变阻器R2滑片向右移动
答案:A
AB.滑动变阻器R1滑片在中间位置时,两只电容器两端的电压相等,根据
Q=CU
此时左侧电容器上的电荷量大于右侧电容器上的电荷量,若要使两电容器所带的电荷量相等,滑动变阻器R1滑片要向左移动,A正确,B错误;
CD.滑动变阻器R2滑片移动不会改变两只电容器两端的电压比值,由
Q=CU
知,不会改变两电容器所带的电荷量,故CD错误.
故选A。
11、有一款绿色环保冰箱的产品规格如下表,该冰箱每天正常工作的平均功率( )
电源
耗电量
输入功率
净重
220 V,50 Hz
0.9 kW·h/24 h
125 W
72 kg
A.相当于900 W电饭煲的功率
B.接近于90 W电热毯的功率
C.相当于125 W彩电的功率
D.小于40 W白炽灯泡的功率
答案:D
有功率的定义可知,该冰箱每天正常工作的平均功率为
P=Wt=0.9kW⋅h24h=37.5W
可知该冰箱每天正常工作的平均功率小于40 W白炽灯泡的功率。
故选D。
12、一台电动机,线圈电阻为0.8Ω,当它两端所加电压为220V时,通过的电流为5A,关于此电动机,下列说法正确的是( )
A.由于其电压、电流、电阻关系不符合欧姆定律,可以判断电动机已经损坏
B.此电动机的发热功率为10W
C.此电动机的输出功率为(220V)20.8Ω=60500W
D.此电动机的效率约为98%
答案:D
A.电动机不是纯电阻用电器,不满足欧姆定律,不能依据电压、电流、电阻关系不符合欧姆定律判断电动机已经损坏,故A错误。
B.电动机的发热功率为
P热=I2R=52×0.8W=20W
故B错误。
C.此电动机的输入功率
P=UI=1100W
输出功率
P'=UI-I2R=1080W
故C项错误。
D.此电动机的效率
η=UI-I2RUI×100%≈98%
故D正确。
故选D。
13、如图所示为某智能手机电池上的信息,电池支持2 A快充技术。电池充满仅需1.3小时,轻度使用状态可使用一天。下列说法正确的是( )
3.8 V Li-ion BATTERY 9.88 W•h
执行标准:GB/T18287-2013
类型:3.8 V 锂离子
充电限制电压:4.35 V
A.9.88 W·h为该电池的电荷量
B.4.35 V为该电池的电动势
C.轻度使用时的平均功率约为0.1 W
D.根据数据可以计算得到该电池的容量约为2600 mA·h
答案:D
A. 9.88 W·h为该电池存储的电能,A错误;
B.4.35 V为充电限制电压,该电池的电动势为3.8V,B错误;
C.轻度使用时的平均功率约为
P=9.8824W=0.41W
C错误;
D.根据题意得解得
q=It=2000mA⋅1.3h=2600mA⋅h
D正确。
故选D。
14、用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻的实验中,根据某次实验记录数据画出的U-I图像如图所示,下列关于这个图像的说法中正确的是( )
A.纵轴截距表示待测电池的电动势,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=EI短,计算出待测电池内阻为5 Ω
D.根据r=ΔUΔI,计算出待测电池内电阻为0.5 Ω
答案:A
A.U-I图像的纵截距为I=0时的路端电压,其大小等于电动势,故
E=3.0 V
故A正确;
B.横轴截距表示路端电压为2.4 V时的电流,并非短路电流,B错误;
CD.U-I图像的斜率的绝对值表示电池内电阻,故
r=ΔUΔI=2.4-3.00.6-0Ω=1.0Ω
故CD错误。
故选A。
15、额定电压均为110V,额定功率PA=100W,PB=40W的A、B两盏灯泡,若接在电压为220V的电路上,使两盏灯泡均能正常发光,且消耗功率最小的电路是( )
A.B.C.D.
答案:C
判断灯泡能否正常发光,就要判断实际电压是不是额定电压或实际电流是不是额定电流,对灯泡有
P=UI=U2R
可知RA<RB。
对于A电路,由于RA<RB,所以UB>UA,又
UB+UA=220V
则UB>110V,B灯被烧毁,UA<110V,A灯不能正常发光;
对于B电路,由于RB>RA,A灯与滑动变阻器并联,并联电阻小于RB,所以UB>U并,则UB>110V,B灯被烧毁,A灯不能正常发光;
对于C电路,B灯与滑动变阻器并联,并联电阻可能等于RA,所以可能
UA=UB=110V
两灯可以正常发光;
对于D电路,若滑动变阻器的有效电阻等于A灯、B灯的并联电阻,则
UA=UB=110V
两灯可以正常发光。
比较C、D两个电路,当灯A、B均正常发光时,由于C电路中滑动变阻器功率为
PC=(IA-IB)×110V
而D电路中滑动变阻器功率为
PD=(IA+IB)×110V
所以C电路消耗电功率最小。
故选C。
多选题
16、如图所示,曲线C1、C2分别是纯电阻直流电路中内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线,由该图可知下列说法中正确的是( )
A.电源的电动势为4V
B.电源的内电阻为1Ω
C.电源输出功率最大值为8W
D.电源被短路时,电源消耗的功率为16W
答案:ABD
C.根据图象可以知道,曲线C1、C2的交点位置,此时的电路的内外的功率相等,由于此时电路的电流相等的,所以此时的电源的内阻和电路的外电阻的大小是相等的,即此时的电源的输出的功率是最大的,由图可知电源输出功率最大值为4W,C错误;
B.根据
P=I2R=I2r
可知,当输出功率最大时P=4W,I=2A,代入上述公式中可得
R=r=1Ω
B正确;
A.根据闭合电路的欧姆定律有
E=I(R+r)=2×(1+1)V=4V
所以电源的电动势为4V,A正确;
D.当电源被短路时,电源消耗的最大功率
P大=U2r=16W
D正确。
故选ABD。
17、如图所示,在同一坐标纸上画出了灯泡L1和灯泡L2的U-I图象,现将这两个灯泡并联,然后接在电动势E=10 V、内电阻r=2 Ω的电源上,则下列结论正确的是( )
A.此时灯泡L1的电阻较大
B.此时灯泡L2的电阻较大
C.此时灯泡L1的功率约为4 W
D.此时灯泡两端的电压约为6 V
答案:AC
ABD.两个灯泡并联后接在电动势E=10V、内电阻r=2Ω的电源上,由闭合电路欧姆定律,可得
E=U+(I1+I2)r
在题给的灯泡L1和L2的U-I图象上,作出两灯泡并联的U-I图象和电源的U-(I1+I2) 图象,如图所示
由两图象的交点可知此时灯两端电压约为4 V,灯泡L1的电流约为1 A,灯泡L2的电流约为2 A,由欧姆定律
R=UI
可知,此时灯泡L1的电阻较大, BD错误A正确;
C.由功率公式
P=UI
可知,灯泡L1的功率
P1=U1I1=4W
C正确。
故选AC。
18、在电学实验中,电流表的内阻几乎为零,但实验室中有一种小量程电流表,其内阻不为零,在处理这种电流表时,可看成是一个无内阻的电流表A和一个电阻RA串联(如图中虚线框所示).现在我们要测量一只这种电流表的内阻RA的阻值,电路设计如图所示,电源输出电压U不变,当S1闭合、S2断开时,电流表示数I1=0.15A.R1消耗的电功率为P1;当S1断开、S2闭合时,电流表示数为0.1A,RA消耗的电功率为0.1W,R2消耗的电功率为P2;且P1:P2=9:8,则下列说法正确的是( )
A.R1=10ΩB.RA=20Ω
C.P1=0.3WD.U=3V
答案:AD
当S1断开、S2闭合时,由P=I2R可求电流表内阻为
RA=PAI22=10Ω
当S1闭合、S2断开时,由闭合电路欧姆定律及P=UI可得
U=I1RA+P1I1
当S1断开、S2闭合时,由闭合电路欧姆定律及P=UI可得
U=I2RA+P2I2
又有
P1:P2=9:8
综合解得
U=3V,P1=0.225W,P2=0.2W
又由P=I2R可得
R1=P1I12=10Ω
故AD正确,BC错误。
故选AD。
19、如图甲为内阻及损耗均不计的理想直流电动机,电动机线圈与一电阻R连接,将电动机作为发电机使用,电动机牵引一质量为m1的物体,当物体以某速率匀速下落时,这时电路中的电流为I。若将这个电动机与一内阻为R、电动势为E的电源连接,如图乙所示,能够牵引质量为m2的物体以同样的速率匀速上升,这时电路中的电流也为I,关于I及电源的内耗功率P内,下列关系式正确的是( )
A.I=Em1R(m1+m2)B.I=Em2R(m1+m2)
C.P内=E2m12R(m1+m2)2D.P内=E2m22R(m1+m2)2
答案:AC
当电动机作为发电机使用时,有
m1gv=I2R
当电动机与电源连接牵引物体匀速上升时,有
IE=m2gv+I2R
联立上式解得
I=Em1Rm1+m2
P内=E2m12Rm1+m22
故选AC。
20、某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示,图中RT为热敏电阻(其阻值随温度升高而减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近)。当R处温度升高时( )
A.L变亮
B.通过R3的电流减小
C.E2的路端电压增大
D.R消耗的功率减小
答案:AD
当R处温度升高时,RT阻值变小,小灯泡L中的电流变大,L变亮,所以光照强度增大,RG阻值变小,通过R2的电流变大,E2的路端电压变小,R两端电压变小,通过R的电流也变小,R消耗的功率变小,通过R3的电流变大,BC错误,AD正确。
故选AD。
21、煤炭是重要的能源和化工原料,直接燃烧既浪费资源又污染环境。某企业利用“煤粉加压气化制备合成气”新技术,让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%),把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是( )
A.煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化
B.煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化
C.该技术实现了煤的清洁利用
D.该技术实现了煤的高效利用
答案:ACD
AB.煤粉加压气化制备合成气过程中既有物理变化,又有化学变化,故A正确,B错误;
CD.该技术使煤得以良好利用又环保,故CD正确。
故选ACD。
22、如图所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P(5,3.5)、Q(6,5)。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )
A.电源1与电源2的内阻之比是3∶2
B.电源1与电源2的电动势之比是1∶1
C.在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是21∶26
D.在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是7∶10
答案:AB
A.在电源的U-I图像中,图像的斜率的绝对值表示电源的内电阻,根据电源U-I图线,可知电源1、电源2的内阻分别为
r1=ΔU1ΔI1=54Ω
r2=ΔU2ΔI2=56Ω
则有
r1∶r2=3∶2
A正确;
B.U-I图像的纵轴截距表示电动势,所以E1=E2=10 V,B正确;
CD.灯泡伏安特性曲线与电源外特性曲线的交点即为灯泡与这电源连接时的工作状态,则连接电源1时,则有U1=3.5 V,I1=5 A,故灯泡消耗的功率为
P1=U1I1=17.5W
灯泡的电阻为
R1=U1I1=710Ω
连接电源2时,则有U2=5 V,I2=6 A,故灯泡消耗的功率为
P2=U2I2=30W
灯泡的电阻为
R2=U2I2=56Ω
则有
P1∶P2=7∶12
R1∶R2=21∶25
CD错误;
故选AB。
23、一兴趣小组为研究非纯电阻电路的性质,设计了如图所示电路图。图中M是一电动机,额定电压为12V,额定功率为24W,线圈电阻为2Ω,R为定值电阻,阻值是6Ω ,G为灵敏电流计,AB为一段阻值均匀的电阻棒,现在滑动滑片H,闭合开关,G的示数刚好为零,且电动机能够正常工作,则下列说法正确的是( )
A.滑片H位于AB的左侧第一个四等分点上
B.滑片H位于AB的中点上
C.若因外力仅使电动机停转,为保证灵敏电流计示数仍然为零,闭合开关前,应将H 左移
D.若因外力仅使电动机停转,为保证灵敏电流计示数仍然为零,闭合开关前,应将H 右移
答案:BC
AB.由灵敏电流计示数为零可知灵敏电流计两侧电势差为零,可得M与AH段电阻、R与BH段电阻两端电压分别相等;由M正常工作知M两端电压为12V,经过M与R的电流为2A,则根据欧姆定律,R两端电压也为12V,最终推得AH、BH两端电压应相同,故滑片H应在AB中点,故B正确,A错误;
CD.若仅电动机停转,那么M可视为一阻值为2Ω 的纯电阻,根据上述分析,当灵敏电流计示数为零时,电动机与定值电阻两端的电压之比为1:3,所以在闭合开关前,应将H左移至左侧第一个四等分点处,故C正确,D错误。
故选BC。
24、某款新能源汽车铭牌上的部分内容如下,该车充电器的充电效率为90%,从没电充到额定容量的80%,正常充电需要8h,快充状态下仅需0.8h。下列说法正确的是( )
动力电池系统额定电压:350 V
动力电池系统额定容量:192 A·h
驱动电机峰值功率:240/240 kW(前轴/后轴)
乘坐人数:7人
驱动电机额定功率:60/60 kW(前轴/后轴)
最大允许总质量:3 099 kg
A.充80%的电需要消耗约60 kW·h的电能
B.汽车行驶时,电池的化学能全部转化为机械能
C.快充时的电功率为正常充电时电功率的10倍
D.汽车在水平面加速时,若实际功率保持不变,则加速度减小
答案:CD
A.设充80%的电需要消耗的电能为E,则有
E=Uq×80%÷90%=220×192×3 600×80%÷90% J≈1.35×108 J≈637.5kW·h
故A错误;
B.汽车行驶时,电池的化学能大部分转化为机械能,一部分转化为内能,故B错误;
C.从没电充到额定容量的80%,正常充电需要8 h,快充状态下仅需0.8 h,由功率公式
P=Wt
可知,快充时的电功率为正常充电时电功率的10倍,故C正确;
D.由功率公式
P=Fv
可知,汽车在水平面加速时,速度增大,实际功率保持不变,牵引力减小,由牛顿第二定律
F-F阻=ma
可知,汽车的加速度减小,故D正确。
故选CD。
25、如图所示电路中,电源内阻不能忽略,电表均为理想电表。闭合开关后,电路处于稳定状态,下列说法正确的是( )
A.灯泡L2突然变亮,可能因为电阻R发生了短路
B.灯泡L1突然变亮,可能因为电阻R发生了短路
C.电流表的示数突然变大,可能因为电容器被击穿
D.电压表的示数突然变小,可能因为灯泡L2的灯丝烧断
答案:AC
A.若电阻R发生短路,电路左侧三元件并联部分电阻为零,外电阻减小,外电压变大,灯泡L2两端的电压变大,故而突然变亮,A正确;
B.若电阻R发生短路,则电路左侧三元件并联部分分得的电压为零,会导致灯泡L1熄灭,B错误;
C.电容器被击穿短路可使得电路总电阻变小,总电流变大,C正确;
D.若灯泡L2的灯丝烧断,则电压表的示数将接近于电源电动势,故而示数增大,D错误。
故选AC。
填空题
26、如图所示的电路中,电源的电动势为5V、内阻为1Ω,定值电阻的阻值为9Ω,电流表和电压表均是理想电表。则开关S闭合后,电流表的示数为___________A。
答案:0.5
根据闭合电路的欧姆定律可知
I=ER+r=59+1A=0.5A
电流表的示数为0.5A。
27、在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,电容器C所带的电荷量将______,电源的输出功率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)
答案: 增加 变小
[1]滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻增大,电路电流减小,根据闭合电路欧姆定律可知,此时分担在灯泡和电源内阻上的电压变小,总的电源电动势不变,所以可得变阻器上的电压增大,根据公式
Q=CU
可得电容器C所带的电荷量将增加。
[2]根据电路规律,外电阻小于电源内阻时随着外电阻增大电源输出功率增大,当外电阻等于电源内阻时此时电源的输出功率最大,当外电阻大于电源内阻时随着外电阻增大电源输出功率减小;因为灯泡L的电阻大于电源的内阻r,此时外电阻大于电源内阻,随着变阻器接入电路的阻值变大,外电阻增大,可得电源的输出功率将变小。
28、如图所示,电动势为E、内阻为r的电池与定值电阻R0、滑动变阻器R串联,已知R0=r,滑动变阻器的最大阻值为2r。当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动时,定值电阻R0上消耗的功率______(填“变大”、“变小”或“先变大后变小”)。电源的输出功率______(填“变大”、“变小”或“先变大后变小”)。
答案: 变大 变大
[1]当滑动变组器的滑片由a向b滑动过程中,电阻减小,电路中总电阻减小,电流增大,根据P=I2R0,可知R0上消耗的功率变大;
[2]当外电路电阻总阻值与电源内阻相等时,电源的输出功率最大;滑动变阻器的滑片由a向b滑动过程中,外电路的电阻有3r减小到r,刚好滑到b端时,外电路电阻与电源内阻相等,此时电源输出功率最大,故电源输出功率在变大。
29、如图所示为充电式电吹风电路原理图,现只想使用冷风,则应将开关触点C与________(选填“A”或“B”)接触。电源电动势24V,内阻0.3Ω,电热丝电阻3Ω,电动机内阻1Ω。若热风挡工作时,电路总电流为10A,则电动机输出功率P=___________W。
答案: B 54
[1]若只想使用冷风,则只需要电动机工作,应将开关触点C与B接触;
[2]热风挡工作时,电源的路端电压为
U=E-Ir=21V
通过电热丝的电流为
IR=UR=7A
通过电动机的电流为
IM=I-IR=3A
电动机的输出功率为
P=UIM-IM2rM=54W
30、如图所示的电路中,电阻R1为滑动变阻器,R2为定值电阻,其阻值等于R,电压表与电流表均为理想电表。在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,判断下列表中各数据如何变化(选“变大”、“变小”或“不变”)并说明理由。
数据
变化情况
判断依据说明
1 .电压表示数U
___________
_________
2 .电流表A读数I
___________
__________
3 .电流表A1读数I1
___________
__________
4 .电压表示数变化量的绝对值ΔU与电流表A变化量的绝对值ΔI的比值ΔUΔI
______________
____________
答案: 变小 见解析 变大 见解析 变大 见解析 不变 见解析
[1][2][3][4]由图可知,电阻R2与滑动变阻器R1并联,然后与电阻R串联,当滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,滑动变阻器阻值变小,则总电阻变小,所以总电流变大,即电流表A读数I变大,将电阻R等效为电源内阻,则内电压变大,所以路端电压减小,则电压表示数变小。
3 .[5][6]因为电压表示数变小,所以电阻R2支路电流减小,因为总电流增大,所以滑动变阻器所在支路电流增大,即电流表A1读数I1变大。
4 .[7][8]将电阻R等效为电源内阻,则电压表示数变化量的绝对值ΔU与电流表A变化量的绝对值ΔI的比值即为
ΔUΔI=R
所以比值不变。
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