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1、46 閉合電路歐姆定律的理解與應用
[方法點撥] (1)可從閉合電路電勢升高、降低角度理解閉合電路歐姆定律.(2)較復雜電路可由各節(jié)點電勢的高低判定各支路中電流方向,判斷電路串并聯(lián)結構.
1.(電路動態(tài)分析)如圖1所示電路,當滑動變阻器R1的滑片向上滑動時,下列說法正確的是( )
圖1
A.電流表的示數(shù)變大 B.R3兩端的電壓減小
C.R2的功率增大 D.R1的電流增大
2.(含容電路)(多選)在如圖2所示的電路中,燈泡L的電阻大于電源的內(nèi)阻r,閉合開關S,將滑動變阻器的滑片P向左移動一段距離后,下列結論正確的是( )
圖2
A.燈泡L變暗,電容器C上電荷量減小
2、
B.電源的總功率變小,效率增大
C.電阻R的電壓增加量等于燈泡電壓的減小量
D.電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)變大
3.(電路中的功率問題)如圖3所示的電路中,S1閉合、S2斷開的情況下,電流表的示數(shù)為10 A,S1、S2均閉合的情況下,電流表的示數(shù)為70 A,電源的電動勢為13 V,內(nèi)阻為0.1 Ω.若電流表的內(nèi)阻不計,且燈絲電阻不變,則S1、S2均閉合時,燈L的功率為( )
圖3
A.30 W B.60 W
C.90 W D.120 W
4.(U-I圖象)(多選)用如圖4甲所示的電路測定電池的電動勢和內(nèi)阻,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的U-I圖象,由圖可知( )
3、
圖4
A.電池電動勢的測量值是1.40 V,短路電流為0.40 A
B.電池內(nèi)阻的測量值是3.50 Ω
C.電源的輸出功率最大為0.49 W
D.電壓表的示數(shù)為1.20 V時,電流表的示數(shù)I′為0.20 A
5.(電源的功率問題)(多選)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中,如圖5中的a、b、c所示.則下列說法正確的是( )
圖5
A.圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關系
B.圖中a線最高點對應的功率為最大輸出功率
C.在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC
D.兩個圖
4、線交點M與N的橫坐標之比一定為1∶2,縱坐標之比一定為1∶4
6.(多選)如圖6甲所示的電路中,不計電表內(nèi)阻的影響,改變滑動變阻器的滑片位置,測得電壓表V1和V2隨電流表A的示數(shù)變化的實驗圖象如圖乙所示,則下列說法正確的是( )
圖6
A.圖線a是電壓表V1的示數(shù)與I的關系圖線
B.圖線b的延長線一定過坐標原點O
C.圖線a、b的交點的橫、縱坐標值的乘積等于電阻R0消耗的瞬時功率
D.圖線a、b的交點的橫、縱坐標值的乘積等于電源的瞬時輸出功率
7.如圖7所示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r.兩電壓表可看成是理想電表,當閉合開關,將滑動變阻器的滑片由右端向左端滑動時,下列說法
5、中正確的是( )
圖7
A.小燈泡L1、L2均變暗 B.小燈泡L1變亮,V1表的讀數(shù)變大
C.小燈泡L2變亮,V2表的讀數(shù)不變 D.小燈泡L1變暗,V1表的讀數(shù)變小
8.如圖8所示,燈泡A和燈泡B原來都是正常發(fā)光的,現(xiàn)在突然燈泡A比原來變暗了些,燈泡B比原來變亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是( )
圖8
A.R3斷路 B.R2斷路
C.R2短路 D.R1短路
9.如圖9所示的電路中,電源內(nèi)阻不計,三個小燈泡完全相同且外電路變化時每個燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓,開始時只有S2閉合,當S1也閉合后,下列說法正確的是( )
圖9
A.燈泡L1變亮
B.
6、燈泡L2變亮
C.電容器C的帶電荷量將增加
D.閉合S1的瞬間流過電流表的電流方向自左向右
10.(多選)電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力.感應線是一個壓電薄膜傳感器,壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓,壓力越大電壓越大.壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖10甲所示的回路,紅燈亮時,如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應線,回路中產(chǎn)生兩個脈沖電流,如圖乙所示,即視為“闖紅燈”,電子眼拍照.則紅燈亮時( )
圖10
A.車輪停在感應線上時電阻R上有恒定電流
B.車輪經(jīng)過感應線的過程中,電容器先充電后放電
C.車輪經(jīng)過感應線的過程中,電阻R上的電流先增加后減小
D.汽車前輪剛
7、越過感應線,又倒回到線內(nèi),仍會被電子眼拍照
答案精析
1.A [當滑動變阻器R1的滑片向上滑動時,其接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,則干路電流I減小,路端電壓U增大,R3兩端的電壓等于路端電壓,則知R3兩端的電壓增大,則通過R3電流I3增大,通過R2電流I2=I-I3,I減小,I3增大,則I2減小,故R2的功率減小,電壓U2也減??;R1、R4并聯(lián)電壓U并=U-U2,U增大,U2減小,則知U并增大,故通過電流表的電流IA增大,電流表的示數(shù)變大.R1的電流I1=I2-IA,I2減小,IA增大,則I1減小,故A正確,B、C、D錯誤.]
2.BD [當滑動變阻器的滑片P向左移動一段距離后,
8、其接入電路的電阻增大,電路的總電阻R總增大,總電流I減小,燈泡的功率P=I2RL,RL不變,P減小,則燈泡變暗,變阻器兩端電壓增大,電容器與變阻器并聯(lián),電容器上電壓也增大,則其電荷量增大,A項錯誤;I減小,由P=EI知,電源的總功率變小,電源的效率η==,U增大,則η增大,B項正確;電阻R的電壓與燈泡電壓之和即路端電壓,路端電壓增大,所以電阻R的電壓增加量大于燈泡電壓的減小量,C項錯誤;電路中電流減小,則電流表讀數(shù)變小,電壓表讀數(shù)U=E-Ir變大,D項正確.]
3.A [S1閉合,S2斷開時,電源內(nèi)電壓U=I1r=10×0.1 V=1 V,燈L兩端的電壓UL=13 V-1 V=12 V,燈的
9、功率為P=ULI1=12×10 W=120 W;S1、S2均閉合時,電源內(nèi)電壓Ur′=I2r=70×0.1 V=7 V,燈L兩端的電壓UL′=13 V-7 V=6 V,因燈L的電阻不變,兩端電壓為原來的,由公式P=知,燈L的功率應為原來的,即為30 W,所以選A.]
4.CD [由圖示圖象可知,電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是1.40 V,則電源的電動勢測量值為1.40 V,0.40 A是路端電壓為1.00 V時的電流,不是短路電流.A項錯誤;電源內(nèi)阻等于圖象斜率的大小,為r== Ω=1 Ω,B項錯誤;當電源的電阻與外電路電阻相等時電源的輸出功率最大,為Pm== W=0.49 W,C項正確;
10、當電壓表示數(shù)為1.20 V時,I′== A=0.20 A,D項正確.]
5.CD [Pr=I2r,電流I越大,Pr越大,且為非線性關系,所以圖線b表示Pr隨電流I變化的關系,選項A錯誤;PE=E·I,PE與I成正比,為圖線a,故圖中a線最高點對應的功率為電源最大總功率,選項B錯誤;電源輸出功率PR=PE-Pr,所以在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC,選項C正確;兩個圖線交點M對應R=r,N對應R=0,兩個圖線交點M與N的橫坐標之比一定為1∶2,M點縱坐標P=,N點的縱坐標P=,兩個圖線交點M與N的縱坐標之比一定為1∶4,選項D正確.]
6.BCD [當電路中電流增大
11、時,電壓表V1的示數(shù)增大,電源的內(nèi)電壓增大,電壓表V2的讀數(shù)減小,則根據(jù)圖象可知,圖線a是電壓表V2的示數(shù)與I的關系圖線,故A錯誤.由上分析知,圖線b是電壓表V1的示數(shù)與I的關系圖線,由于V1測量的是定值電阻的電壓,定值電阻的電壓與電流成正比,則圖線b的延長線一定過坐標原點O,故B正確.圖線a反映電源的特性,圖線b反映定值電阻的特性,兩圖線的交點表示定值電阻接在該電源上的工作狀態(tài),則交點的橫、縱坐標值的乘積等于該狀態(tài)下定值電阻消耗的瞬時功率,也就是電源的瞬時輸出功率.]
7.D [由題圖知:滑動變阻器與燈泡L1并聯(lián),再與燈泡L2串聯(lián).V1表測量路端電壓,V2表測量燈泡L2兩端的電壓.將滑動變
12、阻器的滑片由右端向左端滑動時,滑動變阻器接入電路的電阻變小,滑動變阻器與燈泡L1并聯(lián)的電阻變小,外電路總電阻減小,路端電壓減小,V1表的讀數(shù)變小.由閉合電路歐姆定律可知,流過電源的電流增大,燈泡L2變亮,電壓表V2讀數(shù)變大.燈泡L1的電壓U1=E-I(r+RL2)減小,燈泡L1變暗.故A、B、C錯誤,D正確.]
8.B [若滑動變阻器R3斷路,外電路總電阻增大,路端電壓隨之增大,A、B變亮,故A錯誤.若R2斷路,外電阻增大,路端電壓U增大,干路電流I減小,R3電流I3增大,則通過A的電流IA=I-I3減小,A燈變暗,B燈電壓UB=U-IA(RA+R1)增大,B燈變亮,符合題意,故B正確.若R
13、2短路,B燈不亮,不符合題意,故C錯誤.若R1短路,外電阻減小,路端電壓U減小,干路電流I增大,R3電流I3減小,則通過A的電流IA=I-I3增大,UA增大,A燈變亮;不符合題意,故D錯誤.]
9.A [S1閉合前,L1與L2串聯(lián),其電流I=(R為小燈泡燈絲電阻),電容器兩極板間的電壓等于電源電動勢,S1閉合后,L2與L3并聯(lián)再與L1串聯(lián),UL1=E=E,UL2=,可得L1變亮,L2變暗,A正確,B錯誤;電容器兩極板間的電壓等于L1兩端電壓,即電容器兩極板間的電壓減小,由Q=CU得電容器所帶電荷量減小,C錯誤;S1閉合瞬間電容器放電,通過電流表的電流方向自右向左,D錯.]
10.BD [車輪停在感應線上時,壓力不變,則電壓不變,電容器不充電,也不放電,電阻R上沒有電流,A項錯誤;由乙圖可知,當車輪經(jīng)過時電流先增大后減小,然后再反向增大減?。灰螂妷菏窃谑軌簳r產(chǎn)生的,故說明電容器先充電后放電,B項正確,C項錯誤;若汽車前輪越過感應線,又倒回到線內(nèi),則前輪兩次壓線,仍形成兩個脈沖電流,符合拍照條件,電子眼仍可拍照,D項正確.]