河南省上石桥高中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷
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河南省上石桥高中物理第十二章电能能量守恒定律精选测试卷
一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优(难)
1.某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,
其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S
为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.
①已知灵敏电流计G的满偏电流I g=100μA、内阻r g=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流
为200mA,应并联一只Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;
②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
③某次试验的数据如下表所示:该小组借鉴“研究匀变速直线运动”试验中计算加速度的方
法(逐差法),计算出电池组的内阻r= Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差
法在数据处理方面体现出的主要优点是.
④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影
响,用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值
与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大
的原因是.(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.R0的实际阻值比标称值偏大
测量次数12345678
电压表V读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46改装表A读数I/mA20406080100120140160【答案】(2)①1.0 ②如图所示③ 1.66 充分利用测得的数据④CD
【解析】
解:
1.根据改装后电表的量程
1
g g
g
I r
I I
R
=+,代入解得
1
1.0
R=Ω.
2.实物图如图所示
3.根据闭合电路的欧姆定律()
E U I R r
=++可得
U
R r
I
∆
+=
∆
,故15
51
U U
R r
I I
-
+=
-,
或26
62
U U
I I
-
-或
37
73
U U
I I
-
-或
()()
()
12345678
48
8451
5.66
4
U U U U U U U U
U U
I I I I
+++⋅+++
-
==Ω
--
可得: 1.66
r=Ω.因充分利用测得的数据,故减少一次测量的偶然误差.
4.实验中,电压表为标准电压表,由于电动势的测量值与已知值几乎相同,说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响.电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻r和定值电阻0R之和,当1R的实际阻值比计算值偏小时,电流表的读数比实际值偏小,则测得内阻将偏大,C正确.当0R的实际阻值比标称值偏大时,算得的电源内阻也偏大,D正确.
2.小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。
(1)小王所测电源的内电阻r1较小,因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R0,所用电路如图甲所示。
①请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路_____。
②闭合开关
S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表(可视为理想电压表)相应的示数U,得到了一组U、R数据。
为了比较准确地得出实验结论,小王同学准备用直线图象来处理实验数据,应选择以下哪个图像来处理数据________。
A.U R
- B.
U
U
R
- C.
1
R
U
- D.
U
U
R
-
(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9V,内阻r2为35~55Ω,允许通过的最大电流为50mA。
小李同学所用电路如图丙所示,图中电阻箱R的阻值范围为0~9999Ω。
①电路中R0为保护电阻。
实验室中备有以下几种规格的定值电阻,阻值和允许通过的最大电流如下,本实验中应选用________。
A.20Ω,125mA B.50Ω,20mA C.150Ω,60mA D.1500Ω,5mA
②实验中通过调节电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U,根据测
得的多组数据,作出
11
U R R
-
+图线,图线的纵轴截距为a,图线的斜率绝对值为b,则电源的电动势E2=______,内阻r2=________。
【答案】 B C
1
a
b
a
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①[1]根据电路图,实物图连接如图所示:
②[2]根据欧姆定律可知
101
U
E U R r
R
=++
()
可得
101U
U E R r R
=-+()
故横坐标为U
R
,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
(2)①[3]电路最小总电阻约为
min 9
1800.05
R =
Ω=Ω 为保护电路安全,保护电阻应选C(150Ω,60mA),选项C 正确,ABD 错误。
故选C 。
②[4][5]在闭合电路中,电源电动势为
2220U
E U Ir U r R R
=+=+
+ 则
2202
111r U E R R E =⋅++, 则
011U R R
-+图象是直线。
截距为
2
1a E =
斜率为
2
2
r b E =
解得
21E a =
,2b r a
=
3.如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E 是电池;R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻,R 6是可变电阻;表头G 的满偏电流为250 μA ,内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关,A 端和B 端分别与两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V 挡和5 V 挡,直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡,欧姆×100 Ω挡.
(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接.
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是________(填正确答案标号).
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω.
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________.(结果均保留3位有效数字)
【答案】黑B160880 1.47mA 1.10×103Ω 2.95 V
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,即红进黑出,A端与电池正极相连,电流从A端流出,A端与黑表笔相连;
(2)[2]由电路图可知6R只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流档时也不需要调节6R;
A.与分析不符,故A错误;
B.与分析相符,故B正确;
C.与分析不符,故C错误;
(3)[3]B端与“1”“2”相连时,该多用电表挡位分别为直流2.5 mA挡、直流1 mA挡,如图所示
由电表的改装原理可知B端与“2”相连时,有:
122
G G
G I r R I R I =+
+ 解得:
12160ΩR R +=
[4]B 端与“4”相连时,如图所示
多用电表为直流电压1 V 挡,表头并联部分电阻:
442
880ΩG G
U I r R I -=
= (4)[5]B 端与“1”相连时,电表读数为1.47 mA ;
[6]B 端与“3”相连时,多用电表为欧姆×100Ω挡,读数为:
311.0100Ω 1.1010Ω⨯=⨯
[7]B 端与“5”相连时,多用电表为直流电压5 V 挡,读数为:
147
5V 2.95V 250
⨯=
4.图为某同学组装完成的简易多用电表,图中E 是电池,R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻,R 6是可变电阻;虚线方框内为换挡开关,A 端和B 端分别与两表笔相连.
(1)图(a )中的A 端与 ______________(选填“红”或“黑”)色表笔相连接. (2)关于R 6的使用,下列说法正确的是_____________________. A .在使用多用电表之前,调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
B .使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C .使用电流挡时,调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)用×100档测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确
地进行测量,应换到_____________档(选填“×10”或“×1K”).如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行测量,那么缺少的步骤是__________________________,若补上该步骤后测量,表盘的示数如图b,则该电阻的阻值是___________________________Ω.
【答案】黑 B ×1K 进行欧姆调零 22000
【解析】
【详解】
(1)[1]欧姆表内置电源正极与黑表笔相连,负极与红表笔相连,即红进黑出;由图示电路图可知A端与黑色表笔相连;
(2)[2]由电路图可知6R只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流档时也不需要时行调节;
A.与分析不符,不符合题意;
B.与分析相符,符合题意;
C.与分析不符,不符合题意;
(3)[3]用×100挡测量某电阻时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,说明所选档位太小,为了较准确地进行测量,应换到×1k挡;[4]如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数,那么缺少的步骤是:重新进行欧姆调零;[5]由图示表盘可知该电阻的阻值是221kΩ22000Ω
⨯=.
5.测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图像如下:
(1)闭合开关前为防止电表过载滑动变阻器的滑动头P应放在_____处
(2)现备有以下器材:
A.干电池1个
B.滑动变阻器(0~50Ω)
C.滑动变阻器(0~1750Ω)
D.电压表(0~3V)
E.电压表(0~15V)
F.电流表(0~0.6A)
G.电流表(0~3A)
其中滑动变阻器应选_____,电流表应选____,电压表应选_____.(填字母代号)
(3)由U-I图像.由此可知这个干电池的电动势E=_______V,内电阻r=______Ω.
(4)由于电压表的分流作用使本实验电路存在系统误差,导致E 测___ E 真,,r 测____r 真(填“>”“<”或“=”)
【答案】a B D F 1.5 0.75 < < 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1] 闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P 应放在最大值位置处,即a 处. (2)[2]滑动变阻器起控制电流的作用,而电源电动势大约1.5V ,电路中电流较小,故为了便用调节,滑动变阻器选取B .
[3]电源电动势大约1.5V ,因此电压表选择量程为3V 的比较合适,故电压表选择D , [4]由图可知,电路中的电流较小,因此电流表选择F .
(3)[5]在U -I 图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势,所以由图可以读出电源的电动势为1.5V ;
[6]图象中的斜率表示电源的内阻,则有:
1.5 1.2
0.750.4
r -=
=Ω (4)[7][8]由图所示电路图可知,相对于电源来说,电流表采用外接法,由于电压表分流,电流测量值小于真实值,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U -I 图象如图所示:
电源的U -I 图象与纵轴交点坐标值是电源电动势,图象斜率的绝对值是电源内阻,由图象可知,电源电动势的测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值.
6.小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻
(1)图中电流表的示数为__________A
(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下
请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出U-I图线____________________.
由图线求得:电动势E=_________V,内阻r=_________________Ω.
(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合,其实从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为__________________________________.
【答案】0.44 1. 60 (1. 58 ~ 1. 62 都算对) 1.2(1.18 ~1.26
都算对)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题目表格测量数据知,电流表使用0.6A量程,所以读数为0.44A;
(2)描点画图,如图所示;根据可得:电动势为E=1.6V;图线的斜率等于内阻r=1.2Ω;
(3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.
7.现有一特殊的电池,其电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围,最大允许电流为
50mA.为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲的电路进行实验.图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R0是定值电阻.
⑴实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:
A.10Ω,2.5W B.50Ω,1.0W C.150Ω,1.0W D.1500Ω,5.0W
本实验应选用______________,其作用是_________________.
⑵该同学接入符合要求的R0后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线.则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示_________.
⑶根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为_______V,内电阻r为_______Ω.
【答案】C 保护电阻回路中电流 10V 46~50Ω
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据闭合电路欧姆定律电路中最小电阻为min3
9
180
5010
m
E
R
I-
==Ω=Ω
⨯
,所以R0应选C,其作用是作为保护电阻.
(2)根据闭合电路欧姆定律,应有
U
E U r
R R
=+⋅
+
,所以图乙图象的横坐标与纵坐标之比0
U
R R
+
为回路电流.
(3)将
U
E U r
R R
=+⋅
+
变形为
111
r
U E R R E
=⋅+
+
,所以纵轴截距10.1
E
=,解得E=10V
,斜率0.670.1
121
r
k
E
-
==
⨯
,解得r=4.75Ω(4.6~5都对)
【点睛】
涉及到用图象解得问题,一般思路是首先根据物理规律列出表达式,然后再整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的关系式,然后再根据斜率和截距的概念列式求解即可.
二、第十二章电能能量守恒定律选择题易错题培优(难)
8.如图所示,一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间t0滑至斜面底端。
已知物体在运动过程中所受的摩擦力恒定。
若用v、s、E p和E分别表示该物体的速度大小、位
移大小、重力势能和机械能,设斜面最低点重力势能为零,则下列图像中可能正确的是( )
A .
B .
C .
D .
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .在v -t 图象中,斜率表示加速度大小,由于物体沿斜面做匀加速运动,因此其v -t 图象斜率不变,选项A 错误;
B .物体下滑位移为2
12
x at =,因此由数学知识可知其位移—时间图象为上开口抛物线,故B 错误;
C .设斜面高为h 0,倾角为θ,则物体下落的高度
2
sin 2sin x at h θθ
==
选因为斜面最低点重力势能为零,则物体的重力势能为
2
00()2sin p mga E mg h h mgh t θ
=-=-
所以E P -t 图象明显不是一次函数关系,选项C 错误;
D .根据功能关系,克服摩擦力做功等于机械能减小量,故物体的机械能
2001
2
E E fs E f at =-=-⋅
所以E -t 图象是下开口抛物线,选项D 正确。
故选D 。
9.如图所示,电源内阻较大,当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡L 也能正常发光,现将滑动变阻器滑片由该位置向a 端滑动,则( )
A .灯泡将变暗,电源效率将减小
B .液滴带正电,将向下做加速运动
C .电源的路端电压增大,输出功率也增大
D .滑片滑动瞬间,带电液滴电势能将减小 【答案】D 【解析】 【详解】
A .将滑片由该位置向a 端滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,电路中总电阻增大,电路中电流减小,灯泡消耗的功率减小,则灯泡将变暗.电源的效率
100%100%UI U
EI E
η=
⨯=⨯ 外电路总电阻增大,路端电压增大,则电源效率增大.故A 项错误.
B .液滴受力平衡,因电容器上极板带负电,板间场强向上,则知液滴带正电.滑片由该位置向a 端滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,电路中总电阻增大,电路中电流减小,电容器板间电压()
C L U E I r R =-+增大,板间场强增大,液滴所受的电场力增大,因此液滴将向上做加速运动.故B 项错误.
C .由于电源的内电阻与外电阻关系未知,所以不能判断输出功率如何变化,故C 项错误.
D .因电容器两端的电压增大,板间场强增大,下极板与电荷所在位置间的电势差增大,因下极板接地,电势始终为0,则电荷所在位置的电势减小;粒子带正电,则粒子电势能减小.故D 项正确. 【点睛】
本题是电容器动态变化分析与电路动态变化分析的综合,抓住电容器的电压与电阻电压的关系进行分析;下极板接地且与电源正极相连,板间各点电势均为负值.
10.如图电路中,电源的内电阻为r ,R 1、R 3、R 4均为定值电阻,电表均为理想电表. 闭合电键S ,当滑动变阻器R 2的滑动触头向右滑动时,下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数变小
B.电流表的示数变大
C.电流表的示数变小
D.R1中电流的变化量一定大于R4中电流的变化量
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
设R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4,电压分别为U1、U2、U3、U4.干路电流为I ,路端电压为U,电流表电流为I.
总
A.当滑动变阻器R2的滑动触头P向右滑动时,R2变大,外电路总电阻变大,I总变小,由U=E-Ir可知,U变大,则电压表示数变大.U变大,I3变大,故A错误;
BC.因I4=I总-I3,则I4变小,U4变小,
而U1=U-U4,U变大,U4变小,则U1变大,I1变大.
又I总=I+I1,I总变小,I1变大,则I变小.所以R1两端的电压变大,电流表的示数变小.故B错误,C正确.
D.由I4=I1+I2,I4变小,I1变大,则I2变小,则|△I1|<|△I2|,|△I2|>|△I4|,则不能确定R1中电流的变化量与R4中电流的变化量的大小.故D错误.
【点睛】
本题是电路的动态分析问题;解题时按“局部→整体→局部”的顺序进行分析,采用总量的方法分析电流表示数的变化.
11.如图所示,电源的电动势为6V、内阻为1Ω,R是一个电阻箱,定值电阻R2=4Ω、R3= 10Ω,电容器C的电容为5μF,闭合开关S,调节电阻箱R,电路达到稳定状态后,下列说法正确的是
A.当R1的阻值增大时,电源的路端电压增大,流过R3的电流减小
B.当R1的阻值增大时,电容器的电荷量将增大
C.当R1的电阻为6Ω时,电容器所带电荷量的大小为1×10-5C
D.当S断开后,R2中将出现瞬时电流,方向由a→b
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.当R1的阻值增大时,总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可知,干路电流减小,内电压减小,电源的路端电压增大,则R3两端电压增大,通过的电流增大;故A错误。
B.电容器两端的电压为电阻R2两端电压,干路电流减小,通过R3的电流增大,则流过R2的电流减小,两端电压减小,电容器的电荷量Q=CU减小;故B错误。
C.当R1的电阻为6Ω时,则外电阻为5Ω,则路端电压为5V,电阻R2两端电压为2V,电荷量
Q=CU=5×10-6×2C=1×10-5C
故C正确。
D.当S断开时,电容器放电,左端为正极,R2中将出现瞬时电流,方向由b→a;故D错误。
故选C。
12.如图所示的电路中, R1、R2、R3为阻值相同的电阻,C为电容器,电源的电动势为E,内阻为r。
先将电键S闭合,电路稳定后,流过电源的电流为I1,电源的效率为η1,电容器的带电量为Q1;再将S断开,电路稳定后,流过电源的电流为I2,电源的效率为η2,电容器的带电量为Q2,则下列说法正确的是()
A.I1< I2
B.η1>η2
C.Q1>Q2
D.S断开后,通过电阻R3的电荷量为Q1+Q2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A
.设三个相同的电阻为R ,电键S 闭合,电路如图
通过电源的电流
123
E I r R =
+ S 断开,电路如图
通过电源的电流
22E
I r R
=
+ 所以,12I I >,A 错误; B .电键S 闭合,电源效率
2
12232332
R I R R
I R R r R r
η===++外总
S 断开,电源效率
2222122
I R R R
I R R r R r η===
++外总
所以,12ηη<,B 错误;
C .电键S 闭合,电容器的两端的电压等于电阻1R 两短的电压
11
233
c E U R r R =
⨯+ 电容器的带电量
11123323
c E E
Q CU C
R C R r R r R ==⨯=⨯++ S 断开,电容器的两端的电压等于电阻2R 两端的电压
22c E
U R r R
=
+ 电容器的带电量
222c E
Q CU C
R r R
==+ 分析可得12Q Q <,C 错误;
D .电键S 闭合,给电容器充电,电容器下级板带正电,上级板带负电,电容器充电电量为1Q ,S 断开后,电容器首先放电,通过3R 的电荷量为1Q ,然后在给电容器充电,充电量为2Q ,则流过3R 电荷量为
12Q Q +
D 正确。
故选D 。
13.2019年1月3日,嫦娥四号月球探测器平稳降落在月球背面南极——艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,震惊了全世界。
嫦娥四号展开的太阳能电池帆板在有光照时,可以将光能转化为电能,太阳能电池板作为电源,其路端电压与干路电流的关系如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A .该电池板的电动势为2.80V
B .随着外电路电阻增大,其内阻逐渐增大
C .外电路阻值为1k Ω时电源输出功率约为3.2W
D .外电路阻值为1k Ω时电源效率约为36% 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
A .电源的路端电压与干路电流的关系图像中,图线与纵轴的交点表示电动势,所以由图可知该电池板的电动势为2. 80V , A 正确。
B .随着外电路电阻增大,干路电流不断减小,由闭合电路欧姆定律
E U Ir =+可知内阻
E U
r I
-=
如图所示,
外电路电阻12R R >,阻的伏安特性曲线与原路端电压与干路电流的图线分别交于P 1、P 2, 则
1
11E U r I -=
指的是E 与P 1的斜率,
2
22
E U r I -=
指的是E 与P 2连线的斜率,可知12r r <,B 错误。
C .在原图中作出阻值为1k Ω的电阻的伏安特性曲线,如下图所示
与原图交于(1. 8V ,1.8mA),此交点即表示电阻的实际状态,所以电源输出功率约为
3 1. 78V 1.78mA 3.210W -⨯≈⨯
故C 错误。
D .此时电源的效率
1.7864%
2.8
IU IE =
=≈η 故D 错误。
故选A 。
14.在纯电阻电路中,当用一个固定的电源(设E 、r 是定值)向变化的外电阻供电时,关于
电源的输出功率P随外电阻R变化的规律如图所示.下列判断中正确的是()
A.当R=r时,电源有最大的输出功率
B.电源内阻消耗的功率随外电阻R的增大而增大
C.电源的功率P总随外电阻R的增大而增大
D.电源的效率η随外电阻R的增大而增大
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A、根据电路的输出功率,结果图象可知当R=r时,电源有最大的输出功率为,A正确.
B、电源内阻的功率,外电阻R的增大内阻的功率不断变小,B错误.
C、电源的总功率,则随着外电阻R的增大而减小,C错误.
D、电源的效率,得随
着R增大时,电源的效率增大,D正确.
【点睛】
根据图象可知,电源的输出功率随着外电阻的增大先增大后减小,当R=r时,功率最大.
R=Ω,在滑动变阻器由a 15.小明同学尝试用图甲所示的电路图进行实验,定值电阻18
端向b端移动的过程中,分别用两个电流传感器测量了电流1I与2I关系,并得到的完整图象如图乙所示,其中C点为图线最低点,则由图可知
A.当滑动头P滑到b点时得到图乙中B点
B.图乙中A点纵坐标为 0.375 A
C.滑动变阻器总阻值为16 Ω
D.电源电动势为6 V
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
滑动头P滑到a点时,R和1R并联;滑动头P滑到b点时,1R被短路,只有电阻R接入电路,由闭合电路欧姆定律知,滑到b点时电流小于滑到a点时的电流,所以滑动头滑到b点时得到图乙中的A点,故A错误;由上分析知,滑动头滑到b点时得到图乙中的A 点,电阻1R被短路,电流表1A和2A示数相等,根据图乙知10.375
I A
=,所以
2
0.375
I A
=,即图乙中A点纵坐标为0.375A,故B正确;根据闭合电路欧姆定律,当滑
动头P位于b点时,()
0.375
E R r
=+①,图乙中的C点,
12
0.50.25
I A I A
==
,,并
联部分两支路电流相等,根据并联电路的特点,得18
Pb
R R
==Ω,则并联电阻为1
1
4
Pb
Pb
R R
R
R R
==Ω
+
并
,设滑动变阻器的全值电阻为R,则有:
()
0.5(8)0.584
E r R R r R
=+-+=+-+
并
②,联立①②得:E=6V,16
r R
+=Ω,故C 错误,D正确;故选BD.
【点睛】
滑片P滑到a点时R与1R并联,电阻最小,流过电源的电流最大,对应图象的B点;滑片滑到b点时,1R被短路,电阻比滑到a点时电阻大,电流比滑到a点时小,对应图象的a 点;根据闭合电路的欧姆定律列式结合图象即可求出电源的电动势.
16.如图所示是一个直流电动机提升重物的装置,重物质量m=50kg,电源电压U=100V,不计各处的摩擦,当电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升1m时,电路中的电流I=5A,g取10m/s2,由此可知()
A.电动机线圈的电阻r=2ΩB.电动机线圈的电阻r=1Ω
C.此过程中无用功为50J D.该装置的效率为90%
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB:电动机以v=0.9m/s的恒定速度将重物向上提升500
F mg N
==
5000.9450
P Fv W W 机==⨯=
对电动机2
P UI I r =-机解得2r =Ω
故A 项正确,B 项错误.
C :此过程中无用功2
=W I rt 无 又h
t v =
,解得500=
9
W J 无.故C 项错误. D :该装置的效率=90%P P P
UI
η==
机机 .故D 项正确.
【点睛】
纯电阻元件,欧姆定律适用,电功等于电热,电功率等于热功率;非纯电阻元件,欧姆定律不适用,电功大于电热,电功率大于热功率,其它功率等于电功率减去热功率.
17.如图所示的电路中,电源的电动势E 和内阻()0r r ≠保持不变,下列说法中正确的是( )
A .闭合电路中,电流总是从电势高的地方流向电势低的地方
B .R 越大,路端电压越大
C .R 越大,电源的输出功率越大
D .R 阻值不同,电源的输出功率可能相同 【答案】BD 【解析】 【详解】
闭合电路中,电流在外电路是从电势高的地方流向电势低的地方,内电路是从低电势的地方流向高电势的地方,选项A 错误;根据闭合电路的欧姆定律E
I R r
=+,U =E -Ir 可知,R 越大,I 越小,则路端电压U 越大,选项B 正确;电源的输出功率
2
2
2
2
()2E E P I R R r
R r
R r R
===
+++,可知当2r R R
=时,即R =r 时电源的输出功率最大,可知当电阻R 从R =r 增大或减小时,输出功率均减小,即R 越大,电源的输出功率不一定
越大,选项C 错误;当输出功率相同时满足:22
1212
r r R R R R +=+,化简可得212r R R =,即满足2
12r R R =时,电源的输出功率相同,选项D 正确。
18.如图所示,电源电动势为E ,内阻为r .当滑动变阻器的滑片P 从左端滑到右端时,理想电压表1V 、2V 示数变化的绝对值分别为1U ∆和2U ∆,干路电流为I ,灯泡电阻不变,下列说法中正确的是
A .小灯泡1L 、2L 变暗,3L 变亮
B .1U ∆与I ∆的比值不变
C .12U U ∆<∆
D .12U U ∆=∆
【答案】AB
【解析】
【分析】
当滑动变阻器的触片P 从左端滑到右端时,分析变阻器接入电路的电阻的变化,确定外电路总电阻的变化,分析总电流和路端电压的变化,判断灯2L 亮度的变化。
根据总电流的变化,分析并联部分电压的变化,判断3L 亮度的变化。
根据总电流与通过3L 电流的变化,分析通过1L 电流的变化,判断其亮度变化。
根据路端电压的变化,分析1U ∆和2U ∆的大小。
根据闭合电路欧姆定律列式分析电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值如何变化。
【详解】
A .当滑动变阻器的触片P 从左端滑到右端时,变阻器接入电路的电阻增大,外电路总电阻增大,总电流减小,路端电压增大,则2L 变暗;变阻器的电阻增大,并联部分的电阻增大,则并联部分的电压增大,则3L 变亮。
总电流减小,而3L 的电流增大,则1L 的电流减小,则1L 变暗,故A 正确;
B .根据闭合电路欧姆定律:
21L ()U E I R r =-+
可知:21L U R r I
∆=+∆,不变,故B 正确; CD .由上分析可知,电压表1V 的示数增大,电压表2V 的示数减小,由于路端电压增大,即两电压表示数之和增大,所以12U U ∆>∆,故CD 错误。
【点睛】
本题是电路动态变化分析问题,按“局部→整体→局部”思路进行分析。
运用总量法分。