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1、第8单元 恒定电流课时作业(二十二)第22讲部分电路及其规律时间 / 40分钟基础巩固1.2018重庆万州二中月考 下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中不正确的是()A.电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B.W=UIt适用于任何电路,而W=I2Rt=t只适用于纯电阻的电路C.在非纯电阻的电路中,UItI2RtD.焦耳热Q=I2Rt适用于任何电路2.2017安徽黄山模拟 铜的摩尔质量为m,密度为,每摩尔铜原子中有n个自由电子.今有一根横截面积为S的铜导线,当通过的电流为I时,电子平均定向移动的速率为()A.光速c B.C.3.图K22-1的四个图像中,最能正确地表示家庭常用的
2、白炽灯在不同电压下消耗的电功率P与电压二次方U2之间函数关系的是()图K22-14.一个内阻可以忽略的电源给装满绝缘圆管的水银供电,通过水银的电流为0.1 A.若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管),那么通过水银的电流将是()A.0.4 A B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A5.2017河南洛阳统考 如图K22-2所示,电源的电动势为30 V,内阻为1 ,一个标有“6 V12 W”的电灯与一个绕线电阻为2 的电动机串联.开关闭合后,电路中的电灯正常发光,则电动机输出的机械功率为()图K22-2A.36 W B.44 WC.48 W D.60 W6.2017河北
3、保定模拟 如图K22-3所示是饮水机及其工作电路简化图,S是温控开关,当水温升高到一定温度时,它会自动切换,使饮水机处于保温状态;R0是饮水机加热管电阻,R是与加热管串联的电阻.下表是从其说明书中摘录的一些技术数据.不考虑R0、R的电阻受温度变化的影响,表中的功率均指加热管的功率.当S闭合时,饮水机的工作状态和R0的阻值分别是()图K22-3稳定电压220 V频率50 Hz加热功率550 W保温功率22 WA.加热状态,220 B.加热状态,88 C.保温状态,88 D.保温状态,220 技能提升7.(多选)下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数,不计其自身机械损耗.若该车在额定
4、状态下以最大运行速度行驶,则()自重40 kg额定电压48 V载重75 kg额定电流12 A最大行驶速度20 km/h额定输出功率350 WA.电动机的输入功率为576 WB.电动机的内阻为4 C.该车获得的牵引力为104 ND.该车受到的阻力为63 N8.(多选)如图K22-4甲所示电路中,小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图乙所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PM为U轴的垂线,PQ为I轴的垂线.下列说法中正确的是()图K22-4A.随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为RL=C.在电路中灯泡L两端的电压为U1时,电阻R两端的电压为I1RD.
5、对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的“面积”9.2017杭州二中摸底 扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫.如图K22-5所示为某款扫地机器人,已知其工作时额定电压为15 V,额定功率为30 W,充电时额定电压为24 V,额定电流为0.5 A,充电时间约为240 min,电池容量为2000 mAh,则下列说法正确的是()图K22-5A.电池容量是指电池储存电能的大小B.机器人正常工作时的电压为24 VC.机器人正常工作时的电流为0.5 AD.机器人充满电后一次工作时间最多约为1 h10.(多选)2018江苏无锡期末 现用充电器为一手机电池充电,等效
6、电路如图K22-6所示,充电器电源的输出电压为U,输出电流为I,手机电池的内阻为r,下列说法正确的是()图K22-6A.充电器输出的电功率为UI+I2rB.电能转化为化学能的功率为UI-I2rC.电池产生的热功率为I2rD.充电器的充电效率为100%11.如图K22-7所示电路中,电源电动势为3.0 V,内阻不计,L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图K22-8所示.当开关闭合后,下列说法中正确的是()图K22-7图K22-8A.L3的电流为L1的电流的2倍B.L3的电阻约为0.17 C.L1的电功率约为0.60 WD.L2的电功率约为1.5 W12.有一个用半导体材
7、料制成的电阻器D,其电流I随它两端电压U变化的关系图像如图K22-9甲所示.若将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端,3个用电器消耗的电功率均为P;现将它们连接成如图乙所示的电路,接在该电源的两端,设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别是PD、P1、P2,它们之间的关系为()图K22-9A.P2=C.PD=P2 D.P1I2Rt,故C正确;任何电路中求焦耳热都要用Q=I2Rt,故D正确.2.D解析 由电流表达式I=neSv可得v=,其中n=,故v=,选项D正确.3.C解析 白炽灯为纯电阻,其功率表达式为P=,而U越大,电阻越大,图像上对应点与原点连线的斜率越小,C正确.
8、4.C解析 大圆管内径大一倍,即横截面积为原来的4倍,由于水银体积不变,故水银柱长度变为原来的,则电阻变为原来的,因所加电压不变,由欧姆定律知电流变为原来的16倍,C正确.5.A解析 电路中电灯正常发光,所以UL=6 V,电路中电流为I= A=2 A,则电动机两端的电压UM=E-Ir-UL=22 V,故电动机输出的机械功率P出=P电-P热=UMI-I2RM=36 W.6.B解析 当S闭合时,由于电路中的有效电阻只有R0,故此时电路中的总电阻最小,对应的加热管电阻功率最大,所以为加热状态.由R0=可得其电阻为88 ,选项B正确.7.AD解析 电动机的输入功率为P入=UI=4812 W=576 W
9、,A正确;电动机的发热功率为Q=I2r=P入-P出,解得r=1.6 ,B错误;由v大=20 km/h= m/s,根据P出=Fv大,解得F=63 N,且当该车速度最大时,F=f=63 N,故C错误,D正确.8.ABD解析 由欧姆定律知,U-I图中任意一点与坐标原点O连线的斜率表示该点对应的电阻,故由图像可知,随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大,选项A正确;对应P点,小灯泡的电阻为O、P连线的斜率,即RL=,选项B正确;对应P点,小灯泡的功率为PL=U1I2,即图中矩形PQOM所围的“面积”,选项D正确;在电路中灯泡L两端的电压为U1时,通过电阻R的电流为I2,其两端的电压为I2R,选项C错误.
10、9.D解析 电池容量2000 mAh的单位为电荷量的单位,所以电池容量是指电池储存电荷量的大小,选项A错误.机器人正常工作时的电压为15 V,选项B错误.根据扫地机器人工作时的额定电压为15 V,额定功率为30 W,可知扫地机器人正常工作时的电流为2 A,选项C错误.机器人充满电后一次工作时间最多为t=1 h,选项D正确.10.BC解析 充电器输出的电功率为UI,A错误;电池产生的热功率为I2r,电能转化为化学能和热量,根据能量守恒定律,有UI=I2r+P,故电能转化为化学能的功率P=UI-I2r,B、C正确;充电器的充电效率=100%,D错误.11.C解析 灯泡L1、L2串联,电压U2=U1
11、=1.5 V,由图读出其电流I2=I1=0.40 A,灯泡L3的电压U3=3 V,电流I3=0.50 A,故A错误;灯泡L3的电阻R3=6.0 ,故B错误;L1消耗的功率P1=I1U1=0.401.5 W=0.60 W,与L2的电功率相等,故C正确,D错误.12.D解析 由于电阻器D与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源两端时,三者功率相同,则此时三者电阻相同.当三者按照图乙所示电路连接时,电阻器D两端的电压小于U,由图甲可知,电阻器D的电阻增大,则有RDR1=R2,而RD与R2并联,电压相等,根据P=,可知PDP2,选项C错误;由欧姆定律可知,电流IDI2,又I1=I2+ID,根
12、据P=I2R可知P14P2,选项D正确;由于电阻器D与电阻R2的并联电阻RR1,所以D及R2两端的电压小于,且D的阻值变大,则PD,P2,选项A、B错误.13.40 m解析 由图乙可求得电解液的电阻为R= =2000 由图甲可知电解液长为l=a=1 m截面积为S=bc=0.02 m2结合电阻定律R=,解得= m=40 m.14.(1)8106 m(2)4 cm2 cm解析 (1)由电阻定律得R=解得= m=8106 m.(2)由部分电路欧姆定律得R=由圆柱体体积公式得r2h=V由电阻定律得R=联立解得r=4 cm,h=2 cm.课时作业(二十三)1.B解析 并联电路中电阻之比等于电流的反比,故
13、R1R2=21;由串联电路的规律可知,电压之比等于电阻之比,故U1U2=21,选项B正确.2.D解析 若两开关都闭合,则电阻R1和R2并联,再和R串联,UBB为并联电路两端电压,UBB=UAA=6 V;若S1闭合、S2断开,则R1和R串联,UBB=UAA=12 V;若S2闭合、S1断开,则R2和R串联,UBB=UAA=8 V;若两开关都断开,则电路断路,UBB=24 V,故D不可能.3.A解析 当开关闭合时,电容器C两端的电压为U1=;当开关断开时,电容器C两端的电压为U2=E,则Q1Q2=E=13,选项A正确.4.AD解析 两电流表并联接在电路中,电流表A1的量程大于电流表A2的量程,则电流
14、表A1的电阻小于电流表A2的电阻,并联电路中,电阻小的支路电流大,故电流表A1的读数大于电流表A2的读数,A正确;两个电流表的表头是并联关系,因电压相同,故指针偏转角度相等,B错误;两电压表串联接在电路中,电压表V1的量程大于电压表V2的量程,则电压表V1的电阻大于电压表V2的电阻,串联电路中,电阻大的分压大,故电压表V1的读数大于电压表V2的读数,C错误;两个电压表的表头是串联关系,因电流相等,故指针偏转角度相等,D正确.5.BC解析 甲电路中,当电路的外电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大,则R1=r-R0=3 -1 =2 ,此时电流I1=2 A,则甲电路的最大输出功率为P=(R0+R1)
15、=12 W;对于乙电路,输出功率也为12 W,电流I2=2 A,由能量守恒定律得(R2+R0)+2 W=12 W,解得R2=1.5 ,故B、C正确,A、D错误.6.BD解析 调节可变电阻R的阻值,电压表示数增大量为U,则可变电阻R的阻值增大,流过它的电流减小,选项A错误.电阻R2两端的电压减小,电源内电压减小,二者减小量之和等于U,所以电阻R2两端的电压的减小量小于U,选项B正确.通过电阻R2的电流减小,减小量为,小于,选项C错误.路端电压等于并联部分电路电压与R2两端电压之和,并联部分电路电压增大量为U,R2两端电压减小,故路端电压增大量小于U,选项D正确.7.AD解析 电源的总功率PE=E
16、I,故直线a表示PE-I图线,选项A正确.电源的输出功率PR=UI=(E-Ir)I=EI-I2r,故曲线b表示PR-I图线,曲线c表示Pr-I图线,选项B错误.由直线a的斜率可得电源的电动势E=4 V,选项C错误.当I=1 A时,电源的输出功率最大,为Pm=2 W,选项D正确.8.BD解析 表示电源内阻和R1之和,是不变的,A错误,B正确;电容器带的电荷量Q=CUR1=CIR1,C错误,D正确.9.D解析 由电路图知,电压表V2测量路端电压,电流增大时,内电压增大,路端电压减小,所以上面的图线表示V2的读数与电流的关系,此图线的斜率的绝对值等于电源的内阻,故r= =2 .当电流I=0.1 A时
17、,U=3.4 V,则电源的电动势E=U+Ir=3.4 V+0.12 V=3.6 V,故A错误;变阻器的滑片向右滑动时,R接入电路的阻值变大,总电流减小,内电压减小,路端电压即V2读数逐渐增大,故B错误;由图可知,电动机的电阻rM= =4 ,当I=0.3 A时,U=3 V,电动机的输入功率最大,最大输入功率为P=UI=0.9 W,则最大的输出功率一定小于0.9 W,故C错误;当I=0.1 A时,电路中电流最小,变阻器的电阻为最大值,所以R= -2 -4 =30 ,故D正确.10.C解析 当P左移时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中总电流增大,R1两
18、端的电压增大,故图线乙表示V1示数的变化,图线甲表示V2示数的变化,故A错误.由图可知,当只有R1接入电路时,电路中电流为0.6 A,路端电压为3 V,则由E=U+Ir可得E=3+0.6r,当滑动变阻器全部接入电路时,由闭合电路欧姆定律可得E=5+0.2r,解得r=5 ,E=6 V,故B、D错误.由图可知,R1的阻值为5 ,R2总电阻为20 ,将R1等效为内阻的一部分,则当滑动变阻器的阻值等于R1+r时,滑动变阻器消耗的功率最大,故当滑动变阻器阻值为R=10 时,滑动变阻器消耗的功率最大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流I= A=0.3 A,则滑动变阻器消耗的功率P=I2R=0.9 W,故
19、C正确.11.B解析 当电位器的触片滑向a端时,其接入电路的电阻增大,电路总电阻增大,总电流减小,电源的内电压减小,则路端电压增大,通过R1的电流增大,可知通过L1的电流减小,L1变暗,由于路端电压增大,而L1两端的电压减小,所以R2两端的电压增大,通过R2的电流增大,则通过L2的电流减小,L2变暗,故B正确.12.ACD解析 电源的路端电压和电流的关系为U=E-Ir,显然直线的斜率的绝对值表示电源的内阻r,纵轴的截距表示电源的电动势E,从图像中看出E=50 V,r= =5 ,A正确,B错误;当电流为I1=2.5 A时,由I1=,解得外电路的电阻R外=15 ,C正确;当输出功率为120 W时,
20、由P-I图线看出对应电流为4 A,再从U-I图线读取对应的输出电压为30 V,D正确.13.BCD解析 电路稳定时,电容器两极板间的电压等于可变电阻R1两端的电压,增大R1的阻值,路端电压增大,所以电容器两端的电压增大,故两极板间的电场强度增大,油滴向上运动,A错误;只增大R2的阻值,对电路的电压、电流没有影响,所以油滴仍保持静止状态,B正确;只增大两板间的距离,根据公式C=可知电容减小,电荷量要减小,但是由于二极管的存在,电容器不能放电,故电荷量仍保持不变,而E=,则两极板间的电场强度不变,所以油滴仍能保持静止,C正确;只断开开关,电容器不能放电,故电容器两极板间的电压恒定不变,电场强度也不
21、变,所以油滴仍保持静止,D正确.14.AD解析 当开关闭合时,ab段只有电阻R1工作,消耗的电功率为P=R1,当开关断开时,ab段中电阻R1和R2都工作,消耗的电功率为P=(R1+R2),联立可得R1(R1+R2)=36 2,故A正确,B错误;将R3和电源内阻看作一整体,则此时电压表测量路端电压,开关断开时等效外电路总电阻大于开关闭合时的,所以开关断开时电压表示数大,C错误;根据闭合电路欧姆定律得U=E-(R3+r)I,则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为=R3+r=6 ,D正确.专题训练(七)1.1.2156.860解析 游标卡尺的主尺读数为1.2 cm,游标尺读数为30.
22、05 mm=0.15 mm=0.015 cm,所以最终读数为1.2 cm+0.015 cm=1.215 cm.螺旋测微器的固定刻度为6.5 mm,可动刻度为36.00.1 mm=0.360 mm,所以最终读数为6.5 mm+0.360 mm=6.860 mm.2.1.15(1.141.16均可)5.7(5.65.8均可)84 580.2解析 03 V量程最小刻度是0.1 V,要向下估读一位,读数为1.15 V.015 V量程最小刻度为0.5 V,只要求读到0.1 V这一位,所以读数为5.7 V.图乙中的电阻箱有6个旋钮,每个旋钮上方都标有倍率,将每个旋钮上指针所指的数值(都为整数)乘以各自的倍
23、率,从最高位依次往下读,即可得到电阻箱的读数为84 580.2 .3.(1)BC(2)电流表采用外接法滑动变阻器采用限流式接法解析 (1)直流电源的电压为20 V,为了提高读数准确度应该选择电压表C,因此待测电阻两端电压不得超过15 V,则通过的电流不超过I=600 A,电流表应该选B.(2)为了减小误差,电流表应采用内接法,因为滑动变阻器的阻值远小于待测电阻的阻值,若采用限流接法,限流效果不明显,应该采用分压接法接入电路.4.(1)如图所示(2)a略(3)如图所示(4)0.88(0.850.92均可)(5)20(1922均可)解析 (1)连线如图所示;(2)电路开关S闭合前,滑动变阻器的滑片
24、P应滑动到a处,其理由是开关S闭合后,流过电流表的电流不会超过电流表的量程;(3)图像如图所示;(4)由图像可知,当U=0时即为恒流源输出电流,I0=0.88 A;当I=0时,电流全部通过Rx,则I0Rx=18.0 V,解得Rx=20 .5.(1)1.600.5003.0(2)小于(3)如图所示或解析 (1)电流表量程为0.6 A,故读数为0.500 A;电压表的量程为3 V,故读数为1.60 V;当开关接b时,电流表内接,电阻Rx=-RA=3.2 -0.2 =3.0 .(2)当开关接a时,电流表外接,由于电压表分流,所以此时电流表读数为电压表中电流与电阻中电流之和,故通过电阻的电流小于电流表
25、的读数.(3)当外电路电阻和内电路电阻相等时,电源输出功率最大,化霜最快,即外电路电阻需为2.0 ,设计连接如图所示.6.(1)如图所示(2)B(3)左(4)3.0103解析 (1)电路连线如图所示.(2)因为电压表阻值较大,故当滑动变阻器阻值越小时,电压表与滑动变阻器中a、P两点间的电阻并联后越接近a、P两点间空载时的电阻,可使得无论电阻箱的阻值如何增减,a、P两点间的电压保持不变,但选择变阻器C时,通过变阻器的电流会超过其允许通过的最大电流,故滑动变阻器选择B.(3)连接好线路后,先将变阻器滑片P调到最左端,并将电阻箱阻值调到0,然后闭合开关S,调节P,使电压表满偏,此后滑片P保持不动.(4)由于电压表满偏电压为3 V,则当滑片P保持不动时,电压表及电阻箱两端的电压之和为3 V,即U+R=3 V,整理可得R,则RV=3.0103 .7.(1)E(或R1)(2)乙(3)(4)20.0解析 (1)滑动变阻器要用分压接法,故应该选择阻值较小的E(或R1).(2)R0和A1串联代替电压表,其电阻为80 +20 =100 ,为尽量准确地测量电阻Rx,在甲、乙两图中,应选择图乙.(3)由欧姆定律可知(I2-I1)Rx=I1(R0+r1),即Rx=.(4)电流表读数为20.0 mA.18