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
