遵义市高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律试卷检测题
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遵义市高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律试卷检测题
一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优(难)
1.一同学设计了如图甲所示电路来测节干电池的电动势和内阻.该同学选好器材后,进行操作(其中0R 是保护电阻).
(1)该同学测量时记录了6组数据,并根据这些数据面出了U-I 图线如图丙所示,根据图线求出干电池
的电动势E=_________V(结果保留三位有效数字),内阻r=___________Ω.
(2)若保护电阻0R 的阻值未知,该干电池的电动势E 、内电阻r 已经测出,在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出0R 的阻值.该条线是_________,需改接为________(请用接线柱处的字母去表达).改接好后,调节滑动变阻器,读出电压表的示数为U 、电流表示数为I ,电源的电动势用E 表示,内电阻用r 表示,则0R =__________. 【答案】1.48V 0.50Ω(0.48~0.52Ω) dj je 或者jf 0E U
R r I
-=- 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图丙所示,电源U-I 图像可知,图像与纵轴交点坐标值为1.48,则电源电动势E=1.48V ,电源内阻 1.48 1.20
0.500.480.520.56
U r I ∆-=
==ΩΩ∆(~) , (2)将导线jd 改接为je ,此时电源与定值电阻组成等效电源,在闭合电路中,电源电动势:E=U+I (R 0+r ),定值电阻0E U
R r I
-=
-
2.(1)下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法,其中既能减小偶然误差又直观、简便的是_____
A .测出两组I 、U 的数据,代入方程组E=U 1+I 1r 和E=U 2+I 2r
B .多测几组I 、U 的数据,求出几组E 、r ,最后分别求出其平均值
C .测出多组I 、U 的数据,画出U-I 图像,在根据图像求E 、r
D .多测几组I 、U 的数据,分别求出I 和U 的平均值,用电压表测出断路时的路端电压即 为电动势
E ,再利用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
(2)(多选)用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻,根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I 图像,由图像可知_______
A .电池的电动势为1.40V
B .电池内阻值为3.50Ω
C .外电路短路时的电流为0.40A
D .当电压表示数为1.20V 时,电路电流为0.2A
(3)如上(2)中甲图所示,闭合电键前,应使变阻器滑片处在________(填“左”或“右”)端位置上.
(4).(多选)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,才能达到实验目的_______ 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】C ; AD ; 左; ABC 【解析】
(1) A 项中根据两组测量数据可以算出一组E 、r 值,但不能减少偶然误差;B 项中可行,但不符合题目中“直观、简便”的要求,D 选项的做法是错误的,故符合要求的选项为C . (2) A 项:由图示图象可知,电源U-I 图象与纵轴交点坐标值为1.40,则电源的电动势测量值为1.40V ,故A 正确;
B 项:电源内阻等于图象斜率的大小,为1U
r I
∆=
=Ω∆,故B 错误; C 项:由图示图象可知,路端电压为1.00V 时,电路电流为0.4A ,可知外电路发生短路时的电流为=
1.4E
I A r
=短,故C 错误; D 项:当电压表示数为1.20V 时,0.20E U
I A r
='-=
,故D 正确; (3)为了保护用电器,在闭合开关前滑动变阻器应调到最大电阻处,即应使变阻器滑片处在左端位置;
(4) 测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir ,可以一个电压表、一个电
流表分别测量路端电压和电流,用滑动变阻器调节外电阻,改变路端电压和电流,实现多次测量.也可以用电流表和电阻箱组合,可代替电流表和电压表,或用电压表和电阻箱组合,代替电压表和电流表,同样能测量电源的电动势和内阻,故ABC正确.
点晴:由图象的纵坐标可知电源的电动势,由纵坐标的交点可知路端电压为1V时的电流,由闭合电路欧姆定律可得出内电阻;测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律,实验的电路有三种,分别是伏安法、伏阻法和安阻法.
3.(1)如图所示为某多用电表内部简化电路图,作电流表使用时,选择开关S应接
________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大.
(2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙),主要步骤如下:
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;
③把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;
④换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕.
(3)实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为_________Ω,这时电压表读数为
___________V.
(4)请你计算欧姆表内部电源电动势为________V.(保留两位有效数字)
【答案】1 负 ×1k 4.0×104 2.20 3.0
【解析】
(1)当做电流表使用时,电阻应和表头并联分流,故连接1和2时为电流表,根据欧姆定律可知并联支路的电压相等,并联支路的电阻越大,分流越小,故当接1时量程最大;(2)③根据“红进黑出”原理,即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极;
④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转,故欧姆表指针偏转很小,说明被测电阻大,档位应提升一级,即换×1k的测量;
(3)欧姆表的读数为4
40.01000 4.010
V
R=⨯=⨯Ω;电压表分度值为0.1V,故读数为2.20V;
(4)根据(3)采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为4
1.510
r=⨯Ω,根据闭合回路欧姆定律可得
4.0
2.2
4.0 1.5
V
V
R
E E
R r
==
++,解得
3.0V
E≈.
4.⑴某实验小组为了测量某一电阻Rx的阻值,他们先用多用电表进行粗测,测量出Rx的阻值约为18Ω左右.为了进一步精确测量该电阻,实验台上有以下器材:
A.电流表(量程15mA,内阻未知)
B.电流表(量程0.6A,内阻未知)
C.电阻箱(0~99.99Ω)
D.电阻箱(0~999.9Ω)
E.电源(电动势约3V,内阻约1Ω)
F.单刀单掷开关2只
G.导线若干
甲同学设计了如图甲所示的实验原理图并连接好实验器材,按照如下步骤完成实验:
a.先将电阻箱阻值调到最大,闭合S1,断开S2,调节电阻箱阻值,使电阻箱有合适的阻值R1,此时电流表指针有较大的偏转且示数为I;
b.保持开关S1闭合,再闭合开关S2,调节电阻箱的阻值为R2,使电流表的示数仍为I.
①根据实验步骤和实验器材规格可知,电流表应选择_______,电阻箱应选择_______ (选填器材前的字母)
②根据实验步骤可知,待测电阻Rx= ____________________(用步骤中所测得的物理量表示).
⑵同学乙认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻.若已知所选电流表的内阻
R A =2.0Ω,闭合开关S 2,调节电阻箱R ,读出多组电阻值R 和电流I 的数据;由实验数据绘
出的
1
I
-R 图象如图乙所示,由此可求得电源电动势E=________ V ,内阻r= ____ Ω.(计算结果保留两位有效数字)
【答案】A; D; 21R R - ; 3.2; 2.0; 【解析】 【分析】
(1)根据闭合电路欧姆定律求出通过待测电阻的最大电流来选择电流表量程,然后再通过求出电路中需要的最大电阻来选择电阻箱;列出开关S 2断开和闭合时对应的闭合电路欧姆定律表达式,然后求解即可.
(2)根据实验电路应用欧姆定律求出图象的函数表达式,然后根据图示图象求出电源电动势与内阻. 【详解】
(1)电源电动势为3V ,电流表量程为15mA=0.015A ,选A ;由欧姆定律:U
I R
=可知,电路中的最小电阻应为:min 32000.015
A E R I =
==Ω,所以电阻箱应选D ; ②根据闭合电路欧姆定律得:
S 2断开时有:E =I (R x +R 1+R A +r ),S 2闭合时有:E =I (R 2+R A +r ),解得:R x =R 2-R 1; (2)闭合开关S 2,由闭合电路欧姆定律得:E =I (R +R A +r ),整理得:
11
A R r R E E
I +=+由1R I
-图象可知:1k E =,A R r b E +=,而已知R A ,解得1E k =,A b
r R k =-.可得
3.2V, 2.0ΩE r ==
【点睛】
本题考查了测电源电动势与内阻实验、考查了测量电阻的实验,要注意正确根据题意明确
实验原理;然后根据所对应的物理规律分析求解即可;对于图象分析问题,要注意根据物理规律确定公式,结合图象的性质分析斜率以及截距的意义.
5.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表A1 :量程0〜0. 6A,内阻约为0.2
C.电流表A2:量程0〜0.6A,内阻为0.1
D.电压表V1:量程0〜3V,内阻未知
E.电压表V2 :量程0〜15V,内阻未知
F.滑动变阻器R1:0〜10,2A
G.滑动变阻器R2:0〜100,1A
H.开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在系统误差。
在现有器材的条件下,为消除上述系统误差,尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。
(1)在上述器材中请选择适当的器材:电流表___, 电压表_____,滑动变阻器选______。
(填写器材前的序号字母)
(2)实验电路图应选择下图中的______(填“甲”或“乙”)
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象。
由此可知,干电池的电动势E =___V,内电阻r =_____。
(结果保留一位小数)
【答案】C D F 乙 1.5 0.9
【解析】
【详解】
(1)[2]干电池的电动势约为1.5V,故为了读数准确,电压表应选择D;[1]内阻较小,为了准确测量内阻,选择已知内阻的电流表C;[3]滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化,减小误差,故选F;
(2)[4]根据以上分析可知,电流表与电池串联,将电流表内阻等效为电源内阻,故电路图选择乙;
(3)[5][6]根据闭合电路欧姆定律可得:
结合图象可得,。
6.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3V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5Ω),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:
(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ii)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 ; (iii)以U 为纵坐标,I 为横坐标,作U -I 图线(U 、I 都用国际单位); (iv)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)选用k 、a 、R 1和R 2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. 【答案】C ka k -R 2 【解析】 【分析】 【详解】
(1) [1]通过电路的最大电流约为
123
A 0.176A=176mA 1052
E I R R r =
=≈++++
所以电流表选择C 项即可.
(2)[2][3]由图示电路图可知,电源电动势:
2()E U I R r =++
则:
2()U E I R r =-+
U -I 图象的斜率:
k =R 2+r
则内阻
r =k -R 2
令U =0,则有:
2E E
I r R k
=
=+ 由题意可知,图象与横轴截距为a ,则有:
E a I k
==
解得:
E ka =
7.“用DIS 测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图a .所示,其中R 1为定值电阻,R 为滑动变阻器.
(1)下列关于图a .电路的说法中正确的有_____ A .甲为电压传感器,R 的作用是保护电路 B .甲为电压传感器,R 1的作用是保护电路 C .乙为电压传感器,R 的作用是保护电路 D .乙为电压传感器,R 1的作用是保护电路
(2)实验测得电池①的路端电压U 与电流I 的拟合曲线如图b .中①图线所示,由此得到电池①的电源电动势E 1=_______V ,内阻r 1=______Ω;
(3)改用电池②,重复上述实验方法,得到图b .中的图线②.用阻值相同的两个定值电阻分别与电池①及电池②连接,两电池的输出功率相等,则这两个定值电阻的阻值为________Ω,电池①和电池②的效率η1______η2(选填“>”“=”或“<”). 【答案】D 6.0 2.4 1.6 < 【解析】 【详解】
(1)[1]甲串联在电路中,是测量电流的,所以甲是电流传感器;乙接在电源两端,测量电压,所以乙是电压传感器;定值电阻R 1在实验中的作用主要是保护电源,防止短路;故D 正确,ABC 错误.
(2)[2][3]根据U =E −Ir 可知,图象与纵轴的交点表示电源的电动势,故E 1=6.0V ;图象的斜率表示内阻,则r 1=△U/△I =(6.0−1.2)/(2.0-0)Ω=2.4Ω;
(3)[4][5]由图可知,电池②的电动势E 2=4.8V.内阻r 2=1.6Ω,外接电阻R 时,电源的输出功率为:2(
)E P R R r =+,则22
6.0 4.8()()2.4 1.6
R R R R =++,解得:R =1.6Ω.电池的效率:
UI R EI R r
η==+,带入数据得:η1<η2.
二、第十二章 电能 能量守恒定律选择题易错题培优(难)
8.如图甲所示,电源的电动势E =6 V ,内阻为r ,闭合开关S ,滑动变阻器的滑片C 从A 端滑至B 端的过程中,电路中的一些物理量的变化规律如图乙所示:图I 描述电源的输出功率随端电压的变化规律,图II 描述端电压随电流的变化规律、图III 描述电源的效率随外电阻的变化规律,电表、导线对电路的影响不计。
则下列说法不正确的是( )
A .电源的内阻r 为2Ω
B .滑动变阻器最大阻值6Ω
C .I 图上b 点的坐标(3V ,4.5W)
D .II 图上a 点的坐标(0.6A ,4.8V) 【答案】B 【解析】 【详解】
A.由乙图可知短路电流为 I 短=3A ,由 E
I r
=
短得: 6
23
E r I =
=Ω=Ω短 选项A正确,不符合题意;
B .电源效率最高时,滑动变阻器的阻值最大,由丙图知电源的最大效率为 η=80%,由
UI R EI R r
η=
=+ 解得:
R =8Ω
即变阻器最大阻值为8Ω,选项B 错误,符合题意;
C .当输出功率达到最大时:R=r =2Ω,此时路端电压为U =3V ,所以各点的坐标为: I 图b 点:U =3V
2
2
6W 4.5W 424E P r
===⨯
坐标为:(3V ,4.5W );选项C 正确,不符合题意; D .II 图a 点:R =8Ω,
6
A0.6A
82
E
I
R r
===
++
U=E-Ir=6-0.6×2=4.8V
a点的坐标为(0.6A,4.8V);选项D正确,不符合题意;
故选B。
9.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3为光敏电阻,当照射光强度增大时,下列说法正确的是()
A.电压表的示数减小B.灯泡L变暗
C.R1电流变化量比R3电流变化量小D.R1电压变化量比R2电压变化量大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.当照射光强度增大时,电阻减小,外电路总电阻减小,则干路电流增大,根据
11
U IR
=
可知R1两端的电压电压增大,而电压表的示数等于R1两端的电压,所以电压表的示数增大,故A错误;
B.干路电流增大,则全电路的欧姆定律有:
1
2
2
()
R
E I r R
I
R
-+
=
故通过R2中电流减小,则由并联分流关系知通过小灯泡的电流增大,故小灯泡功率增大,灯泡L变亮,故B错误;
C.电路中并联部分电压减小,通过R2中电流减小,灯泡支路的电流增大,而干路电路的电流增大,则干路电流增加量小于电阻R3电流增加量,故C正确;
D.干路电流增大,电源内电压增大,路端电压减小,则电阻R1电压增加量小于并联部分电压减小量,即R1电压变化量比R2电压变化量小,故D错误;
故选C。
10.如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻r,开关K闭合,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表示数变化量的绝对值为ΔI,正确的是
A .V 2的示数增大
B .电源输出功率在增大
C .ΔU 3>ΔU 1>ΔU 2
D .ΔU 3与ΔI 的比值在减小
【答案】BC
【解析】
【详解】
理想电压表内阻无穷大,相当于断路.理想电流表内阻为零,相当短路,所以R 与变阻器串联,电压表123V V V 、、分别测量R 、路端电压和变阻器两端的电压.当滑动变阻器滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,电路中电流增大.
A.根据闭合电路欧姆定律得:2V 的示数
2U E Ir =-
I 增大,2U 减小,故A 错误;
B. 电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻r ,外电阻减小,电源输出功率在增大,故B 正确;
D. 由闭合欧姆定律得:
()3U E I r R =-+ 解得
3U R r I
∆=+∆ 所以
3U I
∆∆不变,故D 错误; C.由闭合欧姆定律得: ()3 U I R r ∆=∆+
2U Ir ∆=∆
1U IR ∆=∆
又定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r ,则312U U U ∆>∆>∆,故C 正确.
11.2019年1月11日1时11分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将“中星2D”卫星发射升空,升空后的卫星能量补给主要靠太阳能电池.硅光电池是一种太阳
能电池,具有低碳环保的优点.如图所示,图线a是该电池在某光照强度下路端电压U和电流I的关系图象,图线b是某纯电阻电器的U- I图象.则在该光照强度下,把该电池和该电器组成一个电路时,电池的()
A.内阻为5.5
B.输出功率为12.5 W
C.内耗功率为0.22 W
D.效率为50%
【答案】AC
【解析】
【详解】
由闭合电路欧姆定律得U=E−Ir,当I=0时,E=U,由a与纵轴的交点读出电动势为E=3.6v.根据两图线交点处的状态可知,将它们组成闭合回路时路端电压为U=2.5V,电流为
I=0.2A。
A. 将它们组成闭合回路时路端电压为U=2V,电流为I=0.2A,则电池的内阻为
故A正确;
B. 电池的输出功率为:
P出=UI=2.5×0.2W=0.5W
故B错误;
C.此时硅光电池的总功率为:
P总=EI=3.6×0.2W=0.72W
内耗功率为
P内= P总-P出=0.22 W
故C正确;
D. 电池的输出效率为:
η=×100%=×100%≈69.4%
故D错误。
12.在如图所示电路中,R1、R2为定值电阻,闭合电键S后,带电粒子恰处于静止状态,现将滑动变阻器的滑片向下滑动,理想电压表V1,V2,V3示数变化量的绝对值分别为
ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )
A .V 1示数减小, V 2和V 3示数增大
B .带电粒子将向上运动
C .ΔU 3>ΔU 1
D .此过程中2I
U ∆∆保持不变 【答案】BCD
【解析】
【详解】
A .将滑动变阻器的滑片向下滑动,滑动变阻器的阻值减小,电路的总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知,总电流增大,则V 1示数U 1增大.内电压增大,路端电压U 减小,而路端电压13U U U =+,可知,V 3示数U 3减小.R 2两端电压增大,所以V 2示数减小,故A 错误;
B .R 2两端电压增大,则电容器板间电压增大,板间场强增大,带电粒子所受的电场力增大,因此带电粒子将向上运动,故B 正确;
C .因为13U U U =+,U 3减小,U 1增大,而U 减小,所以31U U ∆∆> .故C 正确;
D .根据闭合电路欧姆定律知:
212()U E I R R r =-++
得
212U R R r I
∆=++∆ 保持不变,故D 正确.
故选BCD .
13.如图所示,电路中灯泡A 、B 均正常发光.忽然灯泡B 比原来变暗了些,而灯泡A 比原来变亮了些.电路中出现的故障可能是( )
A .R 2发生断路
B .R 3发生断路
C .R 1、R 2同时发生断路
D .R 1、R 3同时发生断路
【答案】AC
【解析】
若R2断路,外电路总电阻增大,路端电压增大,总电流减小,通过R1的电流增大,所以通过B灯和R3的总电流减小,灯B亮度变暗,灯泡A两端电压增大,A亮度变亮,故A正确;同理若R3发生断路,则B灯变亮,A灯变暗,故B错误;若R1、R2同时发生断路,外电路总电阻变大,干路电流变小,内电压变小,外电压变大.导致A灯电压变大,A灯变亮,由于干路电流变小,则B灯分流变小,B灯变暗,故C正确;同理R1、R3同时发生断路时,A灯变暗,B灯变亮.故D错误;综上分析,AC正确.
14.如图,电源内阻为r,两个定值电阻R1、R2阻值均为R,闭合电键,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V3示数变化量的绝对值为ΔU3,理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,则
A.A2示数增大
B.V2示数与A1示数的比值不变
C.ΔU3与ΔI1的比值小于2R
D.ΔI1小于ΔI2
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
闭合电键后,电路如图所示.V1、V2、V3分别测量R1、路端电压和R′的电压.当滑动变阻器滑片向下滑动时,接入电路的电阻减小,电路中电流增大,则A1的示数增大,电源的内电压Ir增大,则V2示数减小,R1的电压增大,V3的示数减小,则通过R2的电流减小,所以通过R′的电流增大,即A2示数增大,A选项正确.V2示数与A1示数之比等于外电路电阻,其值减小,故B选项正确.根据闭合电路欧姆定律得U3=E﹣I1(R1+r),则得
3
1
U
I
∆
∆=R1+r= R+r,不一定小于2R,故C选项错误.A1的示数增大量等于A2示数增大和R2的电流减小量之和,所以ΔI1小于ΔI2,故D选项正确.
15.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/s 2,由此可知( )
A .电动机线圈的电阻r=2Ω
B .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500F mg N ==
5000.9450P Fv W W 机==⨯=
对电动机2P 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.
16.如图所示电路中,电源的电动势、内阻及各电阻的阻值都标记在图中,当滑动变阻器R3的滑片P 向a 端移动时,以下说法中正确的是( )
A .电压表示数变小,电流表示数变小
B .电阻R 1两端的电压减小
C .电源的总功率减少但电源的输出功率增大
D .如果设定流过电阻R2电流变化量的绝对值为2I ∆,流过滑动变阻器R3的电流变化量的绝对值为3I ∆,则23I I ∆<∆
【答案】BD
【解析】
A、将滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向a滑动的过程中,外电路总电阻变大,电路中总电流变小,内电压减小,路端电压变大;电压表示数变大,故A错误;
BD、电路中总电流变小,通过电阻R1的电流变小,R1两端电压变小,R2两端电压增大,通过电阻R2的电流变大,通过电阻R1的电流等于通过电阻R2的电流和通过电阻R3的电流之和,故通过电阻R3的电流变小,故有123
I I I
∆=∆+∆,
23
I I
∆<∆,故BD正确;
C、电路中总电流变小,则电源的总功率减少,因不知道外电阻与内电阻之间的关系,所以无法判断电源的输出功率的变化;故C错误;
故选BD.
17.如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻()0
r 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
22
2
()
2
E E
P I R R
r
R r
R r
R
===
+
++
,可知当
2
r
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
12
12
r r
R R
R R
+=+,化简可得2
12
r R R
=,
即满足2
12
r R R
=时,电源的输出功率相同,选项D正确。
18.在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为E 、内电阻为r ,R 1、R 2为定值电阻,R 3为滑动变阻器,C 为电容器,图中电表为理想电表.在滑动变阻器滑动触头P 自a 端向b 端滑动的过程中( )
A .电压表示数变大
B .电容器
C 所带电荷量减少 C .电流表示数变小
D .a 点的电势降低
【答案】ABD
【解析】
【分析】
考查含容电路的动态分析。
【详解】 A .在滑动变阻器滑动触头P 自a 端向b 端滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流I 增大,电阻R 1两端电压增大,则电压表示数增大,A 正确;
B .电阻R 2两端电压:2
1U E I R r ,I 增大,则U 2减小,电容器板间电压减小,带
电量减小,B 正确;
C .通过R 2的电流I 2减小,通过电流表的电流A 2I I I =-,I 增大,I 2减小,则I A 增大,即电流表示数变大,C 错误;
D .外电路顺着电流方向电势降低,可知a 的电势大于0,a 点电势等于R 2两端电压,U 2减小,则a 点电势降低,D 正确。
故选ABD 。
19.图示电路中,电表均为理想电表,如果滑动变阻器的滑片逐渐向左滑动一段,四个电表的读数分别用1U 、2U 、1I 、2I 表示,四个电表读数的变化量绝对值分别用1U ∆、2U ∆、1I ∆、2I ∆表示,下列表示正确的是( )
A .1U 增大,2U 减小
B .1I 、2I 都增大
C .21U I 减小,22
U I 不变 D .232U R I ∆=∆,211
U r R I ∆=+∆ 【答案】ACD
【解析】
【详解】
由电路图可知,R 2与R P 串联后再与R 3并联、然后它们与R 1串联,电压表V 2测并联部分两端的电压,电压表V 1测R 2两端的电压,电流表A 1测干路电流,电流表A 2测R 3支路的电流。
AB .当滑动变阻器滑片P 向左端移动时,接入电路中的电阻变小,并联部分的总电阻变小,电路的总电阻变小,由
11E I R R r
=++并 可知电路中的总电流增大,即电流表A 1的读数增大,即I 1增大;
由
211()U E I R r =-+
可知电压表V 2的示数2U 变小,
而电流表A 2的示数
223
U I R = 可知I 2变小,中干路电流等于各支路电流之和,有:
1122()U I I R =-
可得R 2的电压1U 增大,故A 正确,B 错误;
CD .因211()U E I R r =-+,体现全电路的欧姆定律,则有:
21U
R I =并 逐渐减小,
211
U R r I ∆=+∆保持不变; 因223U I R =,满足部分电路的欧姆定律,有:
22322
U U R I I ∆==∆不变 故CD 均正确。
故选ACD 。
20.如图甲所示电路中,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器.闭合开关S ,将R 2的滑片P 从最右端滑到最左端的过程中,两个电压表的示数随电路中电流I 的变化关系分别如上图乙中图线a 、b 所示.若电表均为理想化,则以下论断正确的是( )
A .图线a 是电压表V 2的示数变化情况
B .电源内阻的阻值为10Ω
C .电源的最大输出功率为3.6W
D .滑动变阻器R 2消耗的最大电功率为0.9W
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
当滑片左移时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;而R 1两端的电压增大,R 2两端的电压减小,故b 表示是V 1示数的变化;a 表示V 2示数的变化;故A 正确;由图可知,当只有R 1接入电路时,电路中电流为0.6A ,电压为3V ,则由E=U+Ir 可得:E=3+0.6r ;当滑动变阻器全部接入时,两电压表示数
之比为14,故12
14R R =;由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r ,解得r=5Ω,E=6V ,故B 错误;因当电源的内电阻等于外电阻时,电源的输出功率最大,故当外阻等于5Ω时,电源的输出功率最大,故此时电流I=2E r
=0.6A ,故电源的最大输出功率P=UI=1.8W ;故C 错。