百度文库 - 让每个人平等地提升自我
恒定电流
(限时:40分钟)
对点强化1 函数极值在物理中的应用
1.如图1所示,已知电源电动势E=5 V,内阻r=2 Ω,定值电阻R1= Ω,滑动变阻器R2的阻值范围为0~10 Ω.
图1
(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻R1消耗的功率最大?最大功率是多少? (2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?最大功率是多少? (3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?最大输出功率是多少?
E2R1【解析】 (1)定值电阻R1消耗的电功率为P1=IR1=
R1+R2+r2
2
,可见当滑动变阻
E2R1
器的阻值R2=0时,R1消耗的功率最大,最大功率为P1m=
R1+r2
=2 W.
(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= Ω,故当
E2
滑动变阻器的阻值R2=r′= Ω时,滑动变阻器消耗的功率最大,最大功率为P2m==
4r′
W.
(3)由电源的输出功率与外电阻的关系可知,当R1+R2=r,即R2=r-R1=(2-Ω= Ω
E2
时,电源有最大输出功率,为P出m== W.
4r【答案】 (1)0 2 W (2) Ω W (3) Ω W
2.如图2所示,已知电源电动势为6 V,内阻为1 Ω,保护电阻R0= Ω,求:当电阻箱R读数为多少时,保护电阻R0消耗的电功率最大,并求这个最大值.【导学号:】
图2
E2R0【解析】 保护电阻消耗的功率为P0=r+R+R0
2
,因R0和r是常量,而R是变量,
1
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E2R0
所以R最小时,P0最大,即R=0时,P0max=
r+R0
【答案】 0 8 W
对点强化2 电桥模型的分析应用
2
=错误! W=8 W.
3.如图3所示的电路中,电容C=2μF,电源电动势E=12 V,内阻不计.R1∶R2∶R3∶
R4=1∶2∶6∶3,则电容器极板a所带的电荷量为( )
图3
A.-8×10 C C.-4×10 C
-6-6
-6
B.4×10 C D.8×10 C
-6
D 由电路规律知,电容器电压为P、Q两点间电压.设各电阻分别为R1=R、R2=2R、
E12 V4 VR3=6R、R4=支路电流I1===,R1两端电压为U1=I1R1=4 V①
R1+R2R+2RRE12 V4 V
AQB支路电流I3===,R3两端电压为U3=I3R3=8 V②
R3+R46R+3R3R又有U1=φA-φP③
U3=φA-φQ④
解①②③④式得φP-φQ=UPQ=4 V.
电容器极板a带正电荷,电荷量为Q=CUPQ=8×10 C,应选D.
4.(多选)(2016·江苏高考)如图4所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 Ω,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( ) 【导学号:】
-6
图4
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
AC 根据串并联电路的特点可得,外电路总电阻为10 Ω,根据闭合电路欧姆定律得通
2
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过电源的电流为I=
12
A=1 A,则路端电压为U=IR外=10 V,选项A正确;电源的总功2+10
率P=EI=12 W,选项B错误;若取电源负极的电势为0,则a点电势为φA= V,b点电势为φB= V,a、b间电压的大小为5 V,选项C正确;若a、b间用导线连接起来,根据串并联电路的特点可得,外电路总电阻为 Ω,根据闭合电路欧姆定律得电路的总电流为I=错误!A≈1.26 A,选项D错误.
对点强化3 直流电路的动态分析
5.如图5所示,电源电动势为E,内阻为r.当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时,理想电压表
、
示数变化的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,干路电流为I,下列说法中正确
的是(灯泡电阻相同且不变)( )
图5
A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮 B.ΔU1与ΔI的比值不变 C.ΔU1<ΔU2 D.ΔU1=ΔU2
B 当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端,其电阻值变大,导致电路的总电阻变大,根据“串反并同”规律,可知:L1、L2变暗,L3变亮,选项A错误;根据部分电路欧姆定律ΔU1可知:=R2+r,其比值不变,选项B正确;理想电压表
ΔI理想电压表
的示数变化绝对值ΔU2,选项CD错误.
的示数变化绝对值ΔU1大于
6.(多选)在如图6所示电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.下列判断正确的是( ) 【导学号:】
图6
A.|ΔU1|<|ΔU2|,|ΔU2|>|ΔU3| 3
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U1|ΔU1|B.||不变,变小
I|ΔI|U2|ΔU2|C.||变大,变大
I|ΔI|U3|ΔU3|D.||变大,不变
I|ΔI|
AD 触头P向下滑动,R2阻值增大,U2增大,U1及电源内阻r上分得的电压减小,得|ΔU1|
?U1?|ΔU1|
<|ΔU2|,路端电压U3增大,U1减小而U2增大,可得|ΔU2|>|ΔU3|,A正确;??=
?I?|ΔI|
|ΔU2|?U2?=R1,阻值不变,B错误;??即为R2,阻值变大,即为R1+r,阻值不变,C错误;|ΔI|?I?
?U3??ΔU3?=r,不变,故D正确.
U3=I(R1+R2),U3+Ir=E,R2增大,则??增大,又??
?I??ΔI?
7.(多选)如图7所示,在滑动变阻器的滑片向左滑动的过程中,理想电压表、电流表的示数将发生变化,电压表于电源内阻r,则 ( )
、
示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,已知电阻R大
图7
A.电流表B.电压表C.电压表
的示数增大 的示数增大 的示数增大
D.ΔU1大于ΔU2
ACD 滑片向左滑动时,电路总电阻减小,根据I=
E,知总电流I增大,故选项A正R总
测R两端电压,故
示数增
确;又知路端电压U=E-Ir,所以U减小,选项B错误;因
大,选项C正确;因改变滑片位置前U1=I1·R,向左移动后U′1=I2·R,ΔU1=(I2-I1)R=ΔI·R,同理U2=E-I1r,U′2=E-I2r,ΔU2=(I2-I1)r=ΔI·r,已知R>r,所以ΔU1大于ΔU2,故选项D正确.
对点强化4 测量电阻的创新实验
8.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的直径和电阻.试回答下列问题:【导学号:】
4
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甲 乙
丙 丁
图8
(1)用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,测量结果如图8甲所示,则该圆柱体的直径为
d=________mm.
(2)某同学利用多用电表粗测出该金属圆柱体的电阻为15 Ω,为了更精确地测量其电阻,他设计了如图乙所示的电路图,实验步骤如下,请将下列内容填写完整.
①闭合开关S1,将开关S2接a处,调整滑动变阻器的触头到适当位置,待电流表示数稳定后读出电流表的示数.某次实验中电流表的示数如图丙所示,则此次电流表的示数I=________A;(电流表选用量程)
②然后又将开关S2接b处,保持滑动变阻器的触头位置不变,调节电阻箱,使电流表示数与①相同,电阻箱此时的示数如图丁所示,则电阻箱此时的阻值为R1=________Ω;
③被测电阻R2的阻值R2=________Ω.
【解析】 (1)螺旋测微器的读数为:d=5 mm+×0.01 mm=5.310 mm~均可). (2)①电流表的量程是0.6 A,由于每小格的读数为0.02 A,应进行估读,即应估读到0.01 A,所以读数为I=0.30 A.
②电阻箱的读数为R=(0×100+1×10+6×1+0× Ω= Ω.
③根据欧姆定律可知,当电流表示数不变时,说明待测电阻与电阻箱的阻值相等,所以
R2=R= Ω.
【答案】 (1)~均可) (2)① ② ③
9.(2016·全国甲卷)某同学利用图9(a)所示电路测量量程为 V的电压表
的内阻(内
阻为数千欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 Ω),滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干.
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高三物理一轮复习必考部分第7章恒定电流专题突破练
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