浙江高考一轮 第7章 第2节 电路 闭合电路欧姆定律Word格式文档下载.docx
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当两电阻串联时,有相同的电流,由U=IR可知,U1∶U2=2∶1,选项B正确.]
2.三个电阻的阻值之比R1∶R2∶R3=1∶2∶5,若将这三个电阻并联,则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3为( )
A.1∶2∶5 B.5∶2∶1
C.10∶5∶2D.1∶1∶1
C [并联电路电压相等,设为U,因为R1∶R2∶R3=1∶2∶5,设R1=R,则R2=2R,R3=5R,所以并联后,通过它们的电流之比为∶∶=10∶5∶2,选项C正确.]
3.(2017·
台州模拟)如图721所示,电源和电压表都是好的,在滑片由a滑到b的过程中,电压表的示数始终为U,下列判断正确的是
( )【导学号:
81370269】
图721
A.a处接线断开
B.滑片P开路
C.a、b间电阻丝开路
D.b处接线开路
D [因电压表示数始终为U,则滑片P不会开路,B错;
若a处接线断开,则电压表示数为零;
若a、b间电阻丝开路,则P移动到某位置时示数为零;
若b处接线开路,则由于电阻上无电压降,P点的电势始终为a点电势,电压表示数始终为U,故A、B、C均错,D正确.]
4.如图722所示为某一电路的一部分,其中R1=20Ω,R2=R3=40Ω,下列关于R1、R2、R3消耗电功率P1、P2、P3,以及R1、R2两端的电压U1、U2的关系正确的是( )
图722
A.U1=U2,P1=P2=P3
B.U1>U2,P1∶P2∶P3=1∶2∶2
C.U1=U2,P1∶P2∶P3=2∶1∶1
D.U1<U2,P1<P2=P3
C [由于R2、R3并联,其总电阻为20Ω,与R1串联后,R1与R2、R3并联电路两端的电压相同,所以R1、R2两端的电压U1、U2相等;
R2、R3阻值相同,由P=知,消耗功率相同;
通过R2、R3的电流均为总电流的一半,由P=I2R可得P1∶P2∶P3=2∶1∶1.选项C正确.]
考点二|闭合电路欧姆定律
1.闭合电路
(1)组成
(2)内、外电压的关系:
E=U内+U外.
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:
在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.
(2)公式:
①I=(只适用于纯电阻电路).
②E=U外+Ir(适用于所有电路).
3.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:
U=E-Ir.
(2)UI图象如图723所示.
图723
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.
②当外电路短路即U=0时,横坐标的截距为短路电流.
③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.
1.某电路如图724所示,已知电池组的总内阻r=1Ω,外电路电阻R=5Ω,理想电压表的示数U=3.0V,则电池组的电动势E等于( )
图724
A.3.0V B.3.6V
C.4.0V D.4.2V
B [由于电压表的示数为路端电压,而U=IR,则I==0.6A,由闭合电路欧姆定律可得E=I(R+r)=0.6×
(5+1)V=3.6V,故选项B正确.]
2.第二届世界互联网大会于2015年12月16日至18日在桐乡乌镇举行,为迎接大会召开,桐乡市对部分道路亮化工程进行了改造,如图725所示是乌镇某行政村使用的太阳能路灯的电池板铭牌,则该电池板的内阻约为( )
太阳能电池板的参数
开路电压 43V
短路电流 5.85A
工作电压 35.3V
工作电流 5.67A
额定功率 200W
工作温度 4085℃
图725
A.7.58Ω B.6.03Ω
C.6.23Ω D.7.35Ω
D [开路电压即为电动势,所以内阻r==Ω≈7.35Ω,D正确.]
3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA.若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻连成一闭合电路,则它的路端电压是( )
A.0.10V B.0.20V
C.0.30V D.0.40V
D [由已知条件得:
E=800mV.又因I短=,所以r==Ω=20Ω,所以U=IR=R=×
20mV=400mV=0.4V,选项D正确.]
4.(2015·
浙江学业水平考试)小吴同学设计了一种烟雾报警装置,其设计原理如图726所示.M为烟雾传感器,其阻值RM随着烟雾浓度的变化而变化,R为定值电阻.当装置所在区域出现烟雾且浓度增大时,将导致a、b两端电压减小,触发警报装置发出警报.当烟雾浓度增大时( )【导学号:
81370264】
图726
A.RM增大,电流表示数增大
B.RM增大,电流表示数减小
C.RM减小,电流表示数增大
D.RM减小,电流表示数减小
C [根据烟雾浓度增大时,a、b两端电压减小,可知a、b之间电阻减小,故RM减小.根据闭合电路欧姆定律知电路中电流增大,所以电流表示数增大.故C选项正确.]
5.图727所示电路中,电容器与电阻R2并联后,经电阻R1与电源和开关相连,电源电动势E=24V,内电阻r=1Ω,电阻R1=15Ω,R2=8Ω,电容器的电容C=2×
10-9F,闭合开关S,待电路稳定后,下列说法正确的是
81370268】
图727
A.电源两端的电压为1V
B.电容器两端的电压为24V
C.通过电阻R1的电流为1.5A
D.电容器所带电荷量为1.6×
10-8C
D [闭合开关S,稳定后电容器相当于开关断开,根据闭合电路欧姆定律得:
I==A=1A,电源两端的电压是路端电压,即:
U=I(R1+R2)=1×
(15+8)V=23V.电容器两端的电压即R2两端的电压:
U2=IR2=1×
8V=8V
则电容器所带电荷量为
Q=CU2=2×
10-9×
8C=1.6×
10-8C,故D项正确.]
考点三|电源的功率及UI图象
1.电源的总功率
(1)任意电路:
P总=IE=IU外+IU内=P出+P内.
(2)纯电阻电路:
P总=I2(R+r)=.
2.电源内部消耗的功率
P内=I2r=IU内=P总-P出.
3.电源的输出功率
P出=IU=IE-I2r=P总-P内.
P出=I2R==.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小.
③当R<r时,随着R的增大输出功率越来越大.
④当P出<Pm时,每个输出功率对应两个外电阻R1和R2,且R1R2=r2.
⑤P出与R的关系如图728所示.
图728
4.电源的效率
η=×
100%=×
100%.
100%
因此在纯电阻电路中R越大,η越大.
5.电源与电阻UI图象的比较
图象上的特征
物理意义
电源UI图象
电阻UI图象
图形
图象表述的物理量变化关系
电源的路端电压随电路电流的变化关系
电阻两端电压随电阻中的电流的变化关系
图线与坐标轴交点
与纵轴交点表示电源电动势E,与横轴交点表示短路电流
过坐标轴原点,表示没有电压时电流为零
图线上每一点坐标的乘积UI
表示电源的输出功率
表示电阻消耗的功率
图线上每一点对应U、I比值
表示外电阻的大小,不同点对应的外电阻大小不同
每一点对应的比值均等大,表示此电阻的大小不变
图线斜率的绝对值大小
内阻r
电阻大小
(2016·
浙江4月学考)图729所示中的路灯为太阳能路灯,每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2.晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为3×
106J.如果每天等效日照时间约为6h,光电池一天产生的电能可供30W的路灯工作8h.光电池的光电转换效率约为( )
图729
A.4.8% B.9.6% C.16% D.44%
C [光电池的光电转换效率是转化得到的电能与接收到的光能的比值,即:
100%=16%,故选C.]
1.如图7210所示是某电源的路端电压与电流的关系图象,下列结论正确的是( )【导学号:
81370265】
图7210
A.电源的电动势为5.0V
B.电源的内阻为12Ω
C.电源的短路电流为0.5A
D.电流为0.3A时的外电阻是18Ω
D [当电流为零时,路端电压等于电源电动势,由此可知电源的电动势为6.0V,选项A错误;
图线的斜率表示电源内阻r=Ω=2Ω,选项B错误;
只有当路端电压为零时的电流才是短路电流,由于图线没有从原点开始,因此图线与横轴交点不是短路电流,选项C错误;
当电流为0.3A时,由闭合电路欧姆定律I=知R=-r=Ω-2Ω=18Ω,选项D正确.]
2.如图7211所示,直线A为某电源的UI图线,曲线B为某小灯泡的UI图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是( )
图7211
A.4W,8W B.2W,4W
C.2W,3WD.4W,6W
D [电源的UI图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为3V,图线A、B的交点表示电路工作点,对应的工作电压为U=2V,工作电流为I=2A.用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率P出=UI=2×
2W=4W,电源的总功率P总=EI=3×
2W=6W.选项D正确.]
3.电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图7212所示,图中U为路端电压,I为干路电流,a、b为图线上的两点,相应状态下电源的效率分别为ηa、ηb.由图可知ηa、ηb的值分别为( )
图7212
A.ηa=80% ηb=50%
B.ηa=40% ηb=80%
C.ηa=50% ηb=80%
D.ηa=66.7% ηb=33.3%
D [根据效率的定义可做以下推导:
η==,从UI图象中可知电压电动势对应为6个单位长度,a点路端电压对应为4个单位长度,b点路端电压对应为2个单位长度,综上所述D正确,A、B、C错误.]
4.如图7213所示,R1为定值电阻,R2为变阻器,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是( )【导学号:
81370266】
图7213
A.当R2=r时,R2获得最大功率
B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率
C.当R2=0时,R1上获得最大功率
D.当R2=0时,电源的输出功率最大
C [将R1等效为电源内阻,R2上的功率为电源的输出功率,当外电阻变化时,电源的输出功率随外电阻的变化而变化,当外电阻等于内阻,即R2=R1+r时,输出功率最大,即R2上的功率最大,故选项A错误.对电路中的定值电阻R1,电流最大时其功