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1、第 1 页 共 8 页 1 第 2 讲 闭合电路欧姆定律第 2 讲 闭合电路欧姆定律 A 组 基础巩固A 组 基础巩固 1.关于电动势下列说法中正确的是( ) A.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大 B.电动势大,说明非静电力在电源内部从负极向正极移动单位电荷量做功多 C.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同 D.在电源内部把正电荷从负极移动到正极,非静电力做功,电能增加 答案 D 由电动势公式 E=知,E 等于非静电力将单位正电荷在电源内部从负极移动到正极所做功的值, W非 q 所以 A、B 错,电压与电动势的物理意义不同,C 错。 2.(20
2、18 西城二模)电动汽车由于节能环保的重要优势,越来越被大家认可。电动汽车储能部件是由多个 蓄电池串联叠置组成的电池组,如图所示。某品牌电动小轿车蓄电池的数据如表所示。下列说法正确的 是( ) 电池只数输入电压充电参数放电时平均电压/只电池容量/只 100 只交流 220 V420 V,20 A3.3 V120 Ah A.将电池组的两极直接接在交流电上进行充电 B.电池容量的单位 Ah 就是能量单位 C.该电池组充电时的功率为 4.4 kW D.该电池组充满电所储存的能量为 1.4108J 第 2 页 共 8 页 2 答案 D 由充电参数“420 V,20 A”知,电池组不是直接接在交流电上进
3、行充电的,A 错误。120 Ah=120 A3 600 s=4.32105 C,可知 Ah 是电荷量单位,B 错误。电池组充电时的功率 P=UI=42020 W=8.4 kW, C 错 误。该电池组充满电储存的能量为 qU,即 1203 6003.3100 J1.4108 J,D 正确。 3.(2017 朝阳期末)已知干电池的电动势为 1.5 V,下列说法正确的是( ) A.当外电路闭合时,干电池两极间的电压等于 1.5 V B.当外电路断开时,干电池两极间的电压等于零 C.当外电路闭合时,在 1 s 内有 1.5 C 的电荷通过电池 D.当 1 C 的电荷通过干电池时,干电池能把 1.5 J
4、 的化学能转化为电能 答案 D 由于干电池有内阻,所以当外电路闭合时,干电池两端的电压应视为路端电压,小于 1.5 V,A 错 误;当外电路断开时,干电池两极间的电压等于电池电动势 1.5 V,而不是零,B 错误;当外电路闭合时,由 q=It 可知,若在 1 s 内有 1.5 C 的电荷流过电池,此时电流大小为 1.5 A,而题中电阻未知,电流无法确定,C 错误;根据电动势的定义式 E= 得 W=Eq,当外电路闭合时,每有 1 C 的电荷通过干电池,非静电力做功就为 W q 1.5 J,就有 1.5 J 的化学能转化为电能,D 正确。 4.(2017 西城期末)某同学把电流表、 干电池和一个定
5、值电阻串联后,两端连接两支测量表笔,做成了一个 测量电阻的装置,如图所示。 两支表笔直接接触时,电流表的读数为 5.0 mA;两支表笔与 300 的电阻相 连时,电流表的读数为 2.0 mA。由此可知,这个测量电阻装置的内阻是( ) A.200 B.300 C.500 D.800 第 3 页 共 8 页 3 答案 A 两表笔直接接触时,E=I1r 两表笔外接电阻 R外时,E=I2(R外+r) 联立两式解得 r=R外= 300=200 。 I2 I1- I2 2 3 5.如图所示的电路中,A是电容器两极板之间的一点,在A点有一个带负电荷的质点,质点在重力和电场力 的共同作用下处于静止状态,当滑动
6、变阻器连入电路的阻值减小时,带电质点的运动情况是( ) A.向上加速B.向下加速 C.保持静止D.向上匀速 答案 A 滑动变阻器连入电路的阻值减小时,总电阻减小,则电流增大,电容器两端的电压增大,电场强 度增大,质点所受电场力增大,电场力大于重力,带电质点向上加速,故 A 正确,B、C、D 错误。 6.(多选)(2018 海淀期末)如图所示的电路中,闭合开关 S,当滑动变阻器 R 的滑片 P 向上移动时,下列说 法中正确的是( ) A.电流表示数变大 B.电压表示数变小 C.电阻 R0的电功率变大 D.电源的总功率变小 第 4 页 共 8 页 4 答案 CD 解法一 当滑片 P 向上移动时,滑
7、动变阻器接入电路中的阻值变大,电路的总阻值也变大,由 闭合电路欧姆定律知干路电流 I=变小,电源内阻分担电压 U内=Ir 变小,外电压 U外=E-U内变大,电压 E r + R外 表示数变大,B 项错。 通过 R0的电流 I0=变大,通过电流表的电流 IA=I-I0变小,电流表示数变小,A 项错。 U外 R0 电阻 R0的电功率 P0=R0变大,C 项正确。电源的总功率 P总=EI 变小,D 项正确。I20 解法二 由“串反并同”规律分析知,当滑片 P 向上移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,则与 之串联的电流表示数变小,干路电流变小,电源总功率 P总=EI 变小;与之并联的电压表示数变大,
8、电阻 R0 的电流、电压、电功率均变大,因此选 C、D。 7.(2018朝阳期末)某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表,该电表有1、 2两个量程。 关于该电表,下列说法中正确的是( ) A.测电压时,量程 1 一定小于量程 2,与 R1、R2和 R3的阻值无关 B.测电流时,量程 1 一定大于量程 2,与 R1、R2和 R3的阻值无关 C.测电压时,量程 1 与量程 2 间的大小关系与 R1、R2和 R3的阻值有关 D.测电流时,量程 1 与量程 2 间的大小关系与 R1、R2和 R3的阻值有关 答案 B 当利用这块电表测量电压时,该表量程为当电流计满偏时电流计所在支路的总电压
9、,即 U=IgR, 其中R为支路总电阻,因量程2的支路总电阻小于量程1的支路总电阻,所以量程2小于量程1,故选项A、 C 均错误;当利用此电表测电流时,电表量程等于电流计满偏时两支路电流之和,由并联电路的支路电流 关系可以知道,量程 1 一定大于量程 2,所以选项 D 错误,选项 B 正确。 8.如图所示,已知电源电动势 E=5 V,内阻 r=2 ,定值电阻 R1=0.5 ,滑动变阻器 R2的阻值范围为 010 。求: 第 5 页 共 8 页 5 (1)当滑动变阻器 R2接入电路的阻值为多大时,电阻 R1消耗的功率最大,最大功率是多少。 (2)当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,滑动变阻器消耗
10、的功率最大,最大功率是多少。 (3)当滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,电源的输出功率最大,最大功率是多少。 答案 见解析 解析 (1)定值电阻R1消耗的电功率为P1=I2R1=,可见当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,R1 E2R1 (R1+ R2+ r)2 消耗的功率最大,最大功率为 P1m=2 W。 E2R1 (R1+ r)2 (2)将定值电阻 R1看做电源内阻的一部分,则电源的等效内阻 r=R1+r=2.5 ,故当滑动变阻器接入 电路的阻值 R2=r=2.5 时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为 P2m=2.5 W。 E2 4r (3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知,当 R1+R
11、2=r,即 R2=r-R1=(2-0.5) =1.5 时,电源有 最大输出功率,最大输出功率为 P出 m= =3.125 W。 E2 4r B 组 综合提能B 组 综合提能 1.(2017 西城二模)智能手机电池“快速充电技术”可以使用户在短时间内完成充电。比如对一块额定电 压 3.7 V、容量 1 430 毫安时的电池充电,可以在半小时内将电池充到满容量的 75%。结合本段文字和你 所学知识,关于“快速充电技术”,你认为下列叙述中比较合理的是( ) A.这里所提到的“毫安时”指的是一种能量单位 B.这里所提到的“满容量的 75%”是指将电池电压充到 3.7 V 的 75% 第 6 页 共 8
12、 页 6 C.快速充电技术提高了锂电池的原有容量 D.对额定电压 3.7 V 的锂电池充电,其充电电压应高于 3.7 V 答案 D 根据 q=It 可知,毫安时(mAh)是电荷量的单位,不是能量的单位,故 A 错误;这里所提到的“满 容量的 75%”是将电量充到满容量的 75%,故 B 错误;快速充电技术提高了锂电池的充电速度,不会提高原 有容量,故 C 错误;为了能为电池充电,对额定电压 3.7 V 的锂电池充电,其充电电压应高于 3.7 V,故 D 正 确。 2.(2017 海淀二模)电源的两个重要参数分别是电动势 E 和内电阻 r。对一个电路有两种特殊情况:当外 电路断开时,电源两端的电
13、压等于电源电动势;当外电路短路时,短路电流等于电动势和内电阻的比值。 现有一个电动势为 E、 内电阻为 r 的电源和一阻值为 R 的定值电阻,将它们串联或并联组成的系统视为一 个新的等效电源,这两种连接方式构成的等效电源分别如图甲和图乙中虚线框所示。设新的等效电源的 电动势为 E,内电阻为 r。试根据以上信息,判断下列说法中正确的是( ) A.图甲中的 E=E, r=R+r r R + r B.图甲中的 E=E, r=R+r R R + r C.图乙中的 E=E,r= Rr R + r D.图乙中的 E=E,r= R R + r Rr R + r 答案 D 当外电路断开时,电源两端的电压等于电
14、源电动势,图甲中的等效电源外电路断开时,I=0,R 相 当于导线,则等效电源的电动势仍为 E,R 与 r 串联形成新电源的内电阻,所以内电阻为 R+r。乙的等效电 源外电路断开时,新电源两端电压即 R 两端电压为,则等效电源的电动势为E,R 与 r 并联形成新 ER R + r R R + r 的电源内电阻,所以内电阻为。综上选择 D。 Rr R + r 第 7 页 共 8 页 7 3.(2015 北京理综,24)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示。光照前两板都不带 电。以光照射 A 板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出。假设所有逸出的电子都垂直于 A 板向 B 板 运动,
15、忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变。a 和 b 为接线柱。 已知单位时间内从 A 板逸出的电子数为 N,电子逸出时的最大动能为 Ekm。元电荷为 e。 (1)求 A 板和 B 板之间的最大电势差 Um,以及将 a、b 短接时回路中的电流 I短。 (2)图示装置可看做直流电源,求其电动势 E 和内阻 r。 (3)在 a 和 b 之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为 U。外电阻上消耗的电功率设为 P;单位时 间内到达 B 板的电子在从 A 板运动到 B 板的过程中损失的动能之和设为 Ek。请推导证明:P=Ek。 (注意:解题过程中需要用到但题目没有给出的物理量,要在解题中作必要的说明)
16、答案 (1) Ne Ekm e (2) Ekm e Ekm Ne2 (3)见解析 解析 (1)由动能定理,Ekm=eUm,可得 Um= Ekm e 短路时所有逸出电子都到达 B 板,故短路电流 I短=Ne (2)电源的电动势等于断路时的路端电压,即上面求出的 Um,所以 第 8 页 共 8 页 8 E=Um= Ekm e 电源内阻 r= E I短 Ekm Ne2 (3)外电阻两端的电压为 U,则电源两端的电压也是 U。 由动能定理,一个电子经电源内部电场后损失的动能 Eke=eU 设单位时间内有 N个电子到达 B 板,则损失的动能之和 Ek=NEke=NeU 根据电流的定义,此时电源内部的电流 I=Ne 此时流过外电阻的电流也是 I=Ne,外电阻上消耗的电功率 P=IU=NeU 所以 P=Ek