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1、第八单元恒 定 电 流 课时 2 闭合电路的欧姆定律 见自学听讲P138 1.电动势 (1)非静电力 定义:非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力,这种 非静电力做的功,使电荷的电势能增加。 非静电力实质:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能。 (2)电动势 定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫作电源的电动势。 公式:E=。 电动势是电池的重要参数,电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质,跟电池的大小无 关。 2.串联电路和并联电路的特点 电路 内容 串联电路并联电路 电路连接 把几个导体
2、元件 依次首尾相连的 方式 把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式 电路图 电压U=U1+U2+U3U=U1=U2=U3两个基 本特点 电流I=I1=I2=I3I=I1+I2+I3 电阻R=R1+R2+R3=+ 1 R 1 R1 1 R2 1 R3 电压= U R U1 R1 U2 R2 U3 R3 IR=I1R1=I2R2=I3R3 三个重 要性质 功率= P R P1 R1 P2 R2 P3 R3 PR=P1R1=P2R2=P3R3 3.电流表、电压表的改装 (1)小量程电流表(表头) 主要部分:永久磁铁和可转动线圈。 (2)改装原理:小量程的电流表改装成大量程
3、的电流表应并联一小电阻;小量程的电流表改装成大量程 的电压表应串联一大电阻。 (3)改装方法:如果改装后电流表量程扩大n倍,则并联一个阻值为的电阻;如果改装后电压表量程 g - 1 扩大n倍,则串联一个阻值为(n-1)Rg的电阻。 4.闭合电路欧姆定律 (1)描述闭合电路的基本物理量 内阻:内电路的电阻,也叫电源的内阻。 内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U内表示。 外电阻:外电路的总电阻。 外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示。 (2)闭合电路的欧姆定律 内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。 表达式:I=,其
4、中R为整个外电路的等效电阻。 + 适用条件:外电路为纯电阻的闭合回路。 (3)路端电压与负载的关系:U=E-Ir。 1.(2018 宁夏西吉一中期末)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。图示为“iRobot”扫地机器人,已知其电池容量为 2000 mAh,额定工作电压为 15 V,额定功率为 30 W,则下列说法正确的是( )。 A.扫地机器人的电阻是 10 B.题中“mAh”是能量的单位 C.扫地机器人正常工作时的电流是 2 A D.扫地机器人充满电后一次工作的时间约为 4 h 答案 C 2.(2019 衡水中学开学考试)如图所示的电路中,R0为定值电
5、阻,R为滑动变阻器,移动滑片C时,电路的总电 阻发生变化,以下情况正确的是( )。 A.C向左滑动,总电阻变小 B.C向右滑动,总电阻变小 C.C滑动到最左端时,总电阻为R0 D.C滑动到最右端时,总电阻为零 答案 A 3.(2018 山西大同联考)(多选)如图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是( )。 A.B. 1 1 1 C.D. 2 2 1 1+ 2 答案 BC 4.(2018 河北唐山 10 月模拟)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由 于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头,内阻Rg=30 , 满偏电流Ig=
6、5 mA,要将它改装为量程 03 A 的电流表,所做的操作是( )。 A.串联一个 570 的电阻 B.并联一个 570 的电阻 C.串联一个 0.05 的电阻 D.并联一个 0.05 的电阻 答案 D 5.(2018 吉林市一中期末)如图所示的U-I图象中,直线为某电源的路端电压与电流的关系,直线为某一 电阻R的伏安特性曲线,用该电源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知( )。 A.R的阻值为 1.5 B.电源电动势为 3 V,内阻为 0.5 C.电源的输出功率为 3.0 W D.电源内部消耗的功率为 0.5 W 答案 A 1.(2016 全国卷,17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E
7、(内阻可忽略)连接成如图甲所示电路。开关 S 断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关 S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的 比值为( )。 甲 A. B. C. D. 2 5 1 2 3 5 2 3 解析 当开关 S 断开时,等效电路如图乙所示,电容器C两端的电压U= E,所带的电荷量Q1=CU= CE;当开 1 5 1 5 关 S 闭合时,等效电路如图丙所示,电容器C两端的电压U= E,所带的电荷量Q2= CE,所以=,C 项正确。 1 3 1 3 1 2 3 5 答案 C 2.(2016 江苏卷,8)(多选)图甲所示的电路中,电源电动势为 12 V,内阻为 2
8、,四个电阻的阻值已在图中标 出。闭合开关 S,下列说法正确的有( )。 甲 A.路端电压为 10 V B.电源的总功率为 10 W C.a、b间电压的大小为 5 V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为 1 A 解析 设四个电阻的等效电阻为R路,由=+得R路=10 ,由闭合电路欧姆定律知,I= 1 路 1 15 + 5 1 5 + 15 =1 A,设路端电压为U,则U=IR路=10 V,A 项正确;电源的总功率P=EI=12 W,B 项错误;设电源负极电势为 路+ r 0 V,则a点电势a=0.55 V-0=2.5 V,b点电势b=0.515 V-0=7.5 V,则a、b两点的电势差Uab
9、=a- b=2.5 V-7.5 V=-5 V,所以a、b间电压的大小为 5 V,C 项正确;当将a、b两点用导线连接后,由于导线没 有电阻,此时a、b两点电势相等,其等效电路图如图乙所示,其中一个并联电路的等效电阻为 3.75 ,显然 总电阻为 9.5 ,电流I=1.26 A,故 D 项错误。 总 乙 答案 AC 见自学听讲P140 一公式E=的理解和应用 W q 1.公式E=是电动势的定义式,是比值法定义的量,E的大小与W、q无关。 2.由公式E=变形可知W=qE,因此若已知电源的电动势和移动电荷的电荷量,就可以计 算非静电力做功的大小,即把其他形式的能转化为电能的多少。 例 1 由某种金属
10、材料制成的圆柱体导体,将其两端与电源连接,会在导体内部形成匀强电场,金属中 的自由电子会在电场力的作用下发生定向移动形成电流。已知自由电子的电荷量为e,电源电动势为E,且 内阻不计,求: (1)求电源从正极每搬运一个自由电子到达负极的过程中非静电力所做的功W非。 (2)从能量转化与守恒的角度推导:导体两端的电压U等于电源的电动势E。 解析 (1)由E=可知,W非=eE。 非 (2)由能量转化与守恒定律可知,电场力做功等于非静电力做功,即W电=W非。设电路中的电流为I,则在 t时间内W电=UIt,W非=EIt,所以有UIt=EIt,即U=E。 答案 (1)eE (2)见解析 电动势和电势差的比较
11、 电势差电动势 意义 表示电场力做功将 电势能转化为其他 形式的能的本领大 小 表示非静电力做功 将其他形式的能转 化为电能的本领大 小 定义 UAB=,数值上等于 WAB q 将单位电荷量的正 电荷从导体一端移 动另一端电场力所 做的功 E=,数值上等于将 W q 单位电荷量的正电 荷从电源负极移动 到正极非静电力所 做的功 单位伏特(V)伏特(V) 决定 因素 由电源及导体的电 阻和连接方式决定 仅由电源本身决定 测量 方法 将电压表并联在被 测电路两端 将内阻很大的电压 表并联于电源两端, 且外电路断开 二串、并联电路的规律及应用 1.串、并联电路的特点 (1)串联电路的总电阻大于其中任
12、一部分电路的总电阻。 (2)并联电路的总电阻小于其中最小的电阻。 (3)若n个相同电阻并联,总电阻等于一个电阻的 。 1 (4)当并联的支路增多时,总电阻将会减小。 (5)无论是串联还是并联,若其中一个电阻增大(或减小),则总电阻随之增大(或减小)。 (6)两个电阻并联,总电阻R=,如果R1+R2=恒量,则当R1=R2时,并联电阻最大;R1与R2 12 1+ 2 的差值越大,总电阻越小。 例 2 (多选)一个 T 形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 ,R2=120 ,R3=40 ,另有一测试电 源,电动势为 100 V,内阻忽略不计,则( )。 A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是 4
13、0 B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是 40 C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为 80 V D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为 80 V 解析 当cd端短路时,R2与R3并联后再与R1串联,ab之间的等效电阻R=R1+=40 ,A 项正确;当 23 2+ 3 ab端短路时,R1与R3并联后再与R2串联,cd之间的等效电阻R=R2+=128 ,B 项错误;当ab两端接通 13 1+ 3 测试电源,cd两端断开,R1与R3串联,cd两端的电压为R3的电压,则U3=U=80 V,C 项正确;当cd两端接通 3 1+ 3 测试电源时,ab两端断开,R2与R3串联,ab两端
14、的电压为R3的电压,则U3=U=25 V,D 项错误。 3 2+ 3 答案 AC 2.电路的简化 (1)基本原则:电势相等的点可合并可拆分;导线可任意长短;无电流的支路可去除;理想电流表可视为 短路,理想电压表可视为断路;电路稳定时电容器可视为断路。 (2)基本方法:等电势法。首先找出各等势点,并用同一字母标注,不同电势点用不同字母标注,并按 电势高低排列各点,最后将所有元件画在相应的位置。 独立分支法。先将各结点用字母标上,判定各支路元件的电流方向,按电流流向确定各独立支路,然 后加工整理即可。 例 3 在图示的电路中,电阻R1=R2=R,电流表、的示数分别为I、2I,则R3等于( )。 A
15、.2RB.RC.D. 2 4 解析 由电路图可知,三电阻并联,电流表测R2和R1支路的电流之和,电流表测干路电流,电流表 、的示数分别为I、2I,则通过R3的电流I3=2I-I=I,因为并联电路中各支路两端的电压相等,则通过R2 的电流I2=,根据欧姆定律可知,= = =,则R3=,C 项正确。 2 3 2 2 3 2 1 2 2 答案 C 明确电路的简化原则以及电路简化的方法,突破电路简化中的几种障碍,如: (1)“分断法”突破滑动变阻器的障碍 (2)“滑移法”突破电压表的障碍 (3)“替代法”突破电流表的障碍 3.电流表、电压表的改装 项目 小量程电流表改 装成大量程电压表小量程电流表改装
16、成大量程电流表 电路结 构 R的作用串联电阻R,分压并联电阻R,分流 扩大量 程的计 算 U=Ig(R+Rg) R= -Rg=(n-1)Rg U I 其中n= U IR IgRg=(I-Ig)R R=Rg= I I - I R n - 1 其中n= I I 电表的 总内阻 RV=Rg+RRA= RR R + R 使用 并联在被测电路 中,“+”接线柱接 电势较高的一端 串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入 例 4 将满偏电流Ig=300 A、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对。 (1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=4 V ):先闭合 S1,调节R,使电流 表指
17、针偏转到满刻度;再闭合 S2,保持R不变,调节R,使电流表指针偏转到满刻度的 ,读出此时R的阻值 2 3 为 200 ,则电流表内阻的测量值Rg= 。 (2)将该表改装成量程为 3 V 的电压表,需 (选填“串联”或“并联”)阻值R0= 的电阻。 解析 (1)S2闭合,Rg和R并联,电压相等,各支路电流之和等于总电流 由欧姆定律可知IgRg=IgR,解得Rg= =100 。 2 3 (1 - 2 3) 2 (2)把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,分压电阻阻值R0= -Rg=9900 。 g 答案 (1)100 (2)串联 9900 变式 1 如图所示,其中电流表的量程为 0.6 A,表
18、盘均匀划分为 30 个小格,每一小格表示 0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的 ;R2的阻值等于电流表内阻的 2 倍。若用电流表的表盘刻度表示流过接 1 2 线柱 1 的电流值,则下列分析正确的是( )。 A.将接线柱 1、2 接入电路时,每一小格表示 0.04 A B.将接线柱 1、2 接入电路时,每一小格表示 0.02 A C.将接线柱 1、3 接入电路时,每一小格表示 0.06 A D.将接线柱 1、3 接入电路时,每一小格表示 0.01 A 解析 电流表和电阻R1并联,R1的阻值为电流表内阻的 ,则由并联电路特点可知,通过电流表的电流IA 1 2 是通过R1的电流的 ,则IA= I
19、总,其中I总为干路电流,所以可以用电流表上的 0.02 A 的一个小格表示总电流 1 2 1 3 0.06 A,C 项正确。 答案 C 解电流表改装问题,跟解电路问题是一样的,理解供电状态是解题的关键,改装成某一量程,就相当于加在总电 路上某一数值的电流,而这时通过表头的电流数值上等于满偏电流,然后由并联电路的电流和电压特点求解 即可;解电压表改装问题也是如此,改装成某一量程就相当于加在总电路两端某一数值的电压,而这时通过表 头的电流数值上等于满偏电流,然后由串联电路的电流和电压特点求解即可。 三闭合电路的欧姆定律及效率问题 1.任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内。 2.纯电阻电路
20、:P出=I2R=R=。( + ) 2 2 ( - )2 + 4r 3.纯电阻电路中电源的输出功率随R的变化关系 (1)当R=r时,电源的输出功率最大,为Pm=。 2 4 (2)当Rr时,随着R的增大输出功率越来越小;当R时P出0。 (3)当Rr2,故 A 项正确;小灯泡的U-I图线与电源的U-I 图线的交点即小灯泡的工作状态,由题图知,小灯泡与电源 1 连接时消耗的功率P1=U1I1小于小灯泡与电源 2 连接时消耗的功率P2=U2I2,故 C 项正确,D 项错误。 答案 ABC 闭合电路中的各种图象以及它们的物理意义 类型表达式图象物理意义 I-R 图象 I= + 纵截距为短路电流,I随R增大
21、而减小 U-R 图象 U= + = 1 + U随R的增大而增大,但为非线性关系 U-I 图象 U=E-Ir纵轴截距为E,横轴截距为I短,斜率的绝对值等于r P出-R 图象 P出= 2 ( + )2 R 当R=r时,电源的输出功率最大,Pmax=;当Rr时,电源的输出功率随R 2 4 2 4 增大而减小;当R时,电源的输出功率随I增大而减小 2 -R 图象 = = + 1 1 + 电源的效率随外电路电阻的增大而增大 例 11 (多选)如图所示,直线a、抛物线b和曲线c分别为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率 PE、电源内部发热功率Pr、输出功率PR随电流I变化的图象,根据图象可知( )。 A
22、.电源的电动势为 9 V,内阻为 3 B.电源的电动势为 3 V,内阻为 1 C.图象中任意电流值对应的PE、Pr、PR间的关系为PEPr+PR D.电路中总电阻为 2 时,外电阻上消耗的功率最大且为 2.25 W 解析 直流电源的总功率PE=EI,故图线a的斜率等于电源的电动势,由图象得到E= =3 V。由图线b, 当I=3 A 时,Pr=9 W,由公式Pr=I2r得,r=1 ,A 项错误,B 项正确;在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点,这三点的纵坐标分别是PA、PB、PC,则这三点的纵坐标PA、PB、PC分别是电源的总功率、电 源内部的发热功率和输出功率,根据能量关
23、系可知,PA=PB+PC,即PE=Pr+PR,C 项错误;由图线c可知,当电流为 1.5 A 时外电阻消耗的功率最大,此时电路中的总电阻为R+r= =2 ,外电阻上消耗的功率最大,为PR=EI- I2r=2.25 W,D 项正确。 答案 BD 变式 4 (多选)如图所示,甲、乙为两个独立电源(外电路为纯电阻电路)的路端电压与通过它们的电 流I的关系图线,下列说法中正确的是( )。 A.电源甲的电动势大于电源乙的电动势 B.电源甲的内阻小于电源乙的内阻 C.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等 D.电流都是I0时,两电源的输出功率相等 解析 图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小,由图线可知,甲
24、与U轴交点的坐标值比乙的大,表明 甲的电动势大于乙的电动势,A 项正确;图线的斜率的绝对值表示电源内阻(电动势与短路电流的比值),图线甲 的斜率大于图线乙的斜率,表明电源甲的内阻大于电源乙的内阻,B 项错误;甲、乙两图线的交点坐标为 (I0,U0),外电路是纯电阻电路说明两电源的外电阻相等,C 项正确;根据两电源的输出功率都为P=U0I0,知 D 项 正确。 答案 ACD 见高效训练P83 1.(2018 长春实验中学模拟)下列关于电源电动势的说法中,正确的是( )。 A.在某电源的电路中,每通过 2 C 的电荷量,电源提供的电能是 4 J,那么这个电源的电动势是 0.5 V B.电源的路端电
25、压增大时,其电源的电动势一定也增大 C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变 D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多 答案 C 2.(2018 山东省实验中学期末)一电池外电路断开时的路端电压为 3 V,接上 8 的负载后路端电压降为 2.4 V,则可以判定电池的电动势E和内阻r为( )。 A.E=2.4 V,r=1 B.E=3 V,r=2 C.E=2.4 V,r=2 D.E=3 V,r=1 答案 B 3.(2018 宁德质量检测)电阻R1和R2分别标有“2 1.0 A”和“4 0.5 A”,将它们串联后接入电 路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( )。 A.
26、1.5 WB.3.0 W C.5.0 WD.6.0 W 解析 由题意可知,两电阻串联后能通过的最大电流I=0.5 A,则电路允许消耗的最大电功率 P=I2(R1+R2)=1.5 W,A 项正确。 答案 A 4.(2019 江西高安中学模拟)如图所示,电源电动势为 4 V,内阻为 1 ,电阻R1=3 ,R2=R3=4 ,电流表的 内阻不计,闭合 S,电路达稳定状态后,电容器两极间电压为( )。 A.0 B.2.3 V C.3 V D.3.2 V 答案 C 5.(2018 新昌中学考前模拟)如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象,其中a、b分别表示路端电 压、负载电阻上电压随电流变化的情况,下
27、列说法正确的是( )。 A.阴影部分的面积表示电源的输出功率 B.阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率 C.当满足=时,电源的效率最高 D.当满足=时,电源的效率小于 50% 解析 交点坐标为(U,I),U为外电压,I是电路中电流,题图阴影部分面积为输出功率,P=UI,A 项正确,B 项 错误;效率=100%=100%,故U越大,即越大,效率越高,C、D 两项错误。 答案 A 6.(2018 安徽淮北第一次模拟)在如图甲所示电路中,闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程 中,四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情 况,以下说法错误
28、的是( )。 A.图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况 B.图线c表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况 C.此过程中电压表示数的变化量 U1和电流表示数变化量 I的比值变大 D.此过程中电压表示数的变化量 U2和电流表示数变化量 I的比值不变 解析 滑片P向上滑动,R2减小,总电阻减小,总电流增大,电源内电压增大,路端电压减小,R1两端电压增 大,R2两端电压减小,根据这些变化关系可知,图线a是电压表的示数随电流表示数变化的图线,图线b是 电压表的示数随电流表示数变化的图线,图线c是电压表的示数随电流表示数变化的图线,A、B 两项 正确;=r,而=R1,C 项错误,D 项正确
29、。 1 2 答案 C 7.(2019 浙江温州中学月考)(多选)如图所示,RT为热敏电阻(温度升高,阻值变小),R1、R2为定值电阻。闭 合开关 S,电压表的示数为U,电流表的示数为I,现RT所处环境温度降低,电压表的示数改变量的大小为 U,电流表的示数改变大小为 I,则下列说法正确的是( )。 A.变大 B.变大 C.电阻R1的功率变大D.电源的总功率变大 解析 RT所处环境温度降低,阻值增大,R1与RT并联阻值增大,A 项正确;电压表的示数的增加量等于R2 和r电压的减小量,=r+R2,不变,B 项错误;RT阻值增大,总电流减小,R2和R的电压减小,电压表的示数U增大, 电阻R1的功率变大
30、,C 项正确;电源的总功率P=EI减小,D 项错误。 答案 AC 8.(2018 江西九江十校第二次联考)(多选)某电路如图所示,电源电动势为E、内阻为r,定值电阻分别为 R1、R2,电位器(滑动变阻器)为R,L1是小灯泡,电压表和电流表都为理想电表。闭合开关,当电位器的触片 滑向b端时,则下列说法正确的是( )。 A.小灯泡 L1将变亮 B.电压表的示数与电流表示数的比值将变大 C.电流表的示数将变大 D.电源的电功率将变大 解析 当电位器的触片滑向b端时,电位器接入电路的电阻变小,外电路总电阻变小,由闭合电路欧姆定 律可知,总电流变大,电流表的示数将变大,路端电压变小,通过R1、R2的电流
31、变小,通过小灯泡 L1所在支路 电流变大,小灯泡 L1将变亮,A、C 两项正确。电压表的示数与电流表示数的比值等于外电路总电阻,可知 该比值变小,B 项错误。总电流变大,由P=EI可知,电源的电功率将变大,故 D 项正确。 答案 ACD 9.(2018 河北五校联考)(多选)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成 如图乙所示的电路,四个电表均为理想电表。现闭合开关 S,电压表的示数为 4.0 V,以下说法正确的是 ( )。 A.电压表的示数为 1.0 V B.电源的输出功率为 3.0 W C.电流表的示数为 0.60 A D.电源的电动势可能为 8 V,内阻为 5
32、解析 电压表的示数为 4 V,由U-I图象得到其电流为 0.6 A,而另外两个相同的灯泡并联,其电流均 为 0.3 A,再根据U-I图象得到电压为 1 V,故电压表的示数为 1.0 V,电流表的示数为 0.30 A,A 项正 确,C 项错误;路端电压为 4 V+1 V=5 V,干路电流为 0.6 A,故输出功率P=3 W,B 项正确;由闭合电路的欧姆定 律知U=E-Ir,根据甲图有 4 V=E-0.6r,电动势可能为 8 V,内阻为 5 ,故 D 项正确。 答案 ABD 10.(2018 黑龙江双鸭山一中月考)(多选)如图所示,电源的电动势E=12 V,内阻不计,电阻R1=R2=R3=6 ,R
33、4=12 ,电容器的电容C=10 F,闭合开关,电容器中有一带电微粒恰好处于静止状态。若在工作的过 程中,电阻R2突然发生断路,电流表可看成是理想电表。则下列判断正确的是( )。 A.R2发生断路前UAB=2 V B.变化过程中流过电流表的电流方向由下往上 C.R2发生断路后原来静止的带电微粒向下加速的加速度为 3g D.从电阻R2断路到电路稳定的过程中,流经电流表的电荷量为 610-5 C 解析 R2发生断路前,U1=U2=6 V,U4=8 V,UAB=A-B=-2 V,A 项错误。R2发生断路前,UAB=-2 V,电容器上 极板带负电,下极板带正电,R2发生断路后,UAB=U3=4 V,电
34、容器上极板带正电,下极板带负电,故在变化过程 中,通过电流表的电流由上向下,B 项错误。R2发生断路前,带电微粒静止,受到向下的重力与向上的电场力作 用,且电场力大小等于重力,F=mg;R2发生断路后,带电微粒受到的电场力向下,由于R2发生断路后两极板间的 电压是R2发生断路前电压的两倍,故R2发生断路后微粒受到的电场力是原来电场力的两倍,即R2发生断路 后,微粒受到的合力为 3mg,方向向下,由牛顿第二定律可知,微粒的加速度为 3g,方向向下,C 项正确。从电阻 R2断路到电路稳定的过程中,流经电流表的电荷量 Q=Q+Q=|CUAB |+|CUAB|=610-5 C,D 项正确。 答案 CD
35、 11.(2018 浙江温州五校联考)如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100 ,R2阻值未知,R3为 一滑动变阻器。当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图 乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。求: (1)电源的电动势和内阻。 (2)定值电阻R2的阻值。 (3)滑动变阻器的最大阻值。 解析 (1)由U-I图象可得E=20 V,r=20 。 (2)图线上的A、B两点是滑片分别位于最左端和最右端时所得到的。当滑片位于最右端时,R3=0,R1被短 路,外电路总电阻为R2,故由B点的U、I值可求出R2=5 。 (3)当滑
36、片在最左端时,对应着图线上的A点,故由A点的U、I值可求出此时外电路总电阻R=80 因为R=+R2 13 1+ 3 所以滑动变阻器的最大值R3=300 。 答案 (1)20 V 20 (2)5 (3)300 12.(2018 江西南昌开学检测)图示电路中的各元件值为:R1=R2=10 ,R3=R4=20 ,C=300 F,电源电动势 E=6 V,内阻不计,单刀双掷开关 S 开始时接通触点 2,求: (1)当开关 S 从触点 2 改接触点 1,且电路稳定后,电容器C所带电荷量。 (2)若开关 S 从触点 1 改接触点 2 后,直至电流为零止,通过电阻R1的电荷量。 解析 (1)接通 1 后,电阻
37、R1、R2、R3、R4串联,根据闭合电路的欧姆定律有 I=0.1 A 1+ 2+ 3+ 4 电容两端的电压UC=U3+U4=4 V,所以电容所带电荷量Q=CUC=1.210-3 C。 (2)开关再接通 2,电容器放电,外电路分别为R1、R2和R3、R4两个支路,通过两支路的电荷量分别为Q12= t和Q34=t;I1与I2的分配与两支路电阻成反比,通过两支路的电荷量Q则与电流成正比,故流经两支路的 - 1 - I2 电荷量与两支路的电阻成反比,即 =2 12 34 3+ 4 1+ 2 Q12+Q34=Q=1.210-3 C 所以Q12=810-4 C。 2 3 答案 (1)1.210-3 C (2)810-4 C