选修3-1第7章恒定电流强化训练2

恒定电流强化训练2

1. (2011·高考海南单科卷)如图7－2－12所示, E为内阻不能忽略的电池, R1、R2、R3为定值电阻, S0、S为开关, V与A分别为电压表与电流表. 初始时S0与S均闭合, 现将S断开, 则( )

图7－2－12

A. V的读数变大, A读数变小 B. V的读数变大, A的读数变大 C. V的读数变小, A的读数变小 D. V的读数变小, A的读数变大 解析: 选 B.

故B正确. 2.

图7－2－13

(2012·潍坊模拟)如图7－2－13所示, 直线A是电源的路端电压和电流的关系图线, 直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线, 若将这两个电阻分别接到该电源上, 则( )

A. R1接在电源上时, 电源的效率高 B. R2接在电源上时, 电源的效率高 C. R1接在电源上时, 电源的输出功率大 D. 电源的输出功率一样大

P出UIU

解析: 选A.电源的效率η＝＝＝, 由于UB＞UC, 故R1接在电源上时, 电源的效率高, A

P总EIE项正确, B项错误; 将电阻接在电源上, 电阻的U－I图像与电源两端电压与电流关系图像的交点, 表示将这个电阻接到此电源上的输出电压和电流, 从图像中只可看出电流的数值, 由于图线的斜率等于电阻的阻值, 由图像可知, R2与电源的内阻相等, 所以接在电源上时, R2比R1输出功率大, 故C、D错.

3. 如图7－2－14所示的电路中, 由于某一电阻发生短路或断路, 使A灯变暗, B灯变亮, 则故障可能是( )

图7－2－14

A. R1短路 B. R2断路 C. R3断路 D. R4短路

解析: 选BC.由于A灯串联于干路中, 且故障发生后A灯变暗, 可知电路中总电流变小, 即电路总电阻变大, 由此推知, 故障应为某一电阻断路, 排除选项A、 D.若R2断路, R1和B灯所在支路的电压增大, 而R2的断路又使B灯分配的电压增大, 故B灯变亮, 推理结果与现象相符, 故选项B对; 若R3断路, 也必引起与之并联的支路(即R1所在支路)中电流增大, 灯B中分得电流也变大, B灯变亮, 故选项C也对.

图7－2－15

4. (2012·安徽皖南八校高三联考)如图7－2－15所示, 电源的电动势为E、内阻为r、R1、R2、R3为定值电阻, R为滑动变阻器, A为电流表、V为电压表. 当滑动变阻器的滑动触头向右滑动时, 下列说法中正确的是( ) A. 电流表和电压表示数都变大 B. 电流表和电压表示数都变小

C. 电流表示数减小, 电压表示数变大 D. 电流表示数变大, 电压表示数减小

解析: 选A.滑动变阻器的滑动触头向右滑动, 连入电路的电阻变小, 则外电路的总电阻变小, 干路电流变大, 所以电流表示数变大, 而电压表测的是R1两端电压, 所以电压表示数变大, A正确, B、C、D错误. 5.

图7－2－16

如图7－2－16所示, RB＝4 Ω, A、C、D是额定电压和额定功率相同的3个用电器, 电源内阻是1 Ω, S闭合后, 当变阻器的电阻调为5 Ω时, 各用电器均正常工作. (1)S断开后, 若仍要各用电器正常工作, 变阻器电阻R应调为多少？

(2)S闭合和断开时, RB上的电功率之比为多少？变阻器上消耗的功率之比为多少？

解析: (1)在题图所示电路中, A、C、D三个用电器是并联的, 且正常工作, 其额定功率相等,

说明三个用电器的电流均相等, 设每个用电器的额定电流为I, 若S闭合, 有

E－U3I＝①

RB＋R＋rE－U

若S断开, 则有2I＝②

RB＋r＋Rx由①②解得Rx＝10 Ω.

PB(2)在S闭合和断开两种情况下, 电阻RB上消耗的电功率之比应为其通过电流的平方比

PB′

3I?29P?3I?2·R?＝?2I?＝, 变阻器上消耗的功率之比应等于通过的电流平方与电阻乘积之比＝24P′?2I?·Rx

9＝. 8答案: (1)10 Ω (2)9∶4 9∶8

一、选择题

1. 下列关于电源的说法, 正确的是( )

A. 电源向外提供的电能越多, 表示电动势越大 B. 电动势就是电源两端的电压

C. 电源的电动势与外电路有关, 外电路电阻越大, 电动势就越大 D. 电动势越大的电源, 将其他形式的能转化为电能的本领越大

解析: 选 D.电源向外提供的电能除与电动势有关之外, 还与输出的电流、通电时间有关, 故A错误; 只有当外电路断路时, 电动势才等于电源两端的电压, 故B错误; 电源的电动势由电源自身的性质决定, 与有无外电路无关, 故选项C错误; 电动势是反映电源把其他形式能转化为电能本领的物理量, 故选项D正确.

2. 如图7－2－17所示, 一只玩具电动机用一节干电池供电, 闭合开关S后, 发现电动机转速较慢, 经检测, 电动机性能完好; 用电压表测a与b间电压, 只有0.6 V; 断开开关S, 测得a与b间电压接近1.5 V, 电动机转速较慢的原因是( )

图7－2－17

A. 开关S接触不良 B. 电动机接线接触不良 C. 电动机两端接线短路 D. 电池过旧, 内阻过大 解析: 选 D.开关S接触不良、电动机接线接触不良、电动机两端接线短路, 电动机就不会旋转了, 而不是转得慢. 电动机转得慢的原因是电池过旧, 内阻过大, 电动机两端的电压过低造成的, D对. 3.

图7－2－18

(2012·宿州调研)如图7－2－18所示电路中, 电源电动势E＝9 V、内阻r＝3 Ω, R＝15 Ω.下列说法中正确的是( ) A. 当S断开时, UAC＝0 B. 当S闭合时, UAC＝9 V

C. 当S闭合时, UAB＝7.5 V, UBC＝0 D. 当S断开时, UAB＝0, UBC＝0

解析: 选C.当S断开时, 电路中电流为0, UAC的大小等于电动势的大小为9 V; 当S闭合时,

E

UBC＝0, UAB＝R＝7.5 V, C项正确.

R＋r

4.

图7－2－19

(2010·高考课标全国卷)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7－2－19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、η B.由图可知ηa、ηb的值分别为( ) 3112A.、 B.、 44331121C.、 D.、 2233P外U外II2R解析: 选 D.在闭合电路中, 电源的效率η＝×100%＝×100%＝2×100%, 得η

EIP总I?R＋r?＝

P外U外R

×100%＝×100%＝×100%, 可见电源的效率既是输出功率与总功率之比, 也

EP总R＋r

是外电压与电动势之比, 也等于外电阻与总电阻之比. 图中每一小格数值为k, 由图像知,

电源的电动势为6k V, a和b对应的外电压分别是4k V和2k V, 由此知D项正确. 5. (2011·高考北京理综卷)如图7－2－20所示电路, 电源内阻不可忽略. 开关S闭合后, 在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )

图7－2－20

A. 电压表与电流表的示数都减小 B. 电压表与电流表的示数都增大

C. 电压表的示数增大, 电流表的示数减小 D. 电压表的示数减小, 电流表的示数增大

解析: 选A.由变阻器R0的滑动端向下滑可知R0连入电路的有效电阻减小, 则R总减小, 由I

E＝可知I增大, 由U内＝Ir可知U内增大, 由E＝U内＋U外可知U外减小, 故电压表示数R总＋r

U2减小. 由U1＝IR1可知U1增大, 由U外＝U1＋U2可知U2减小, 由I2＝可知电流表示数变小,

R2故A正确.

6. 如图7－2－21所示的电路中, 三电阻均为R, 将电池与C电阻的位置交换后, 发现通过B电阻的电流减小一半, 则电池内电阻r为( )

7－2－21

A. 2R B. R/2 C. R D. 2R/3

解析: 选C.由闭合电路欧姆定律, 换位置前, 通过B的电流为I1＝E/(1.5R＋r), 换位置后, 通过B的电流为I2＝E/[3(2R/3＋r)], I2＝0.5I1, 解方程组可得答案为选项C.

7. 如图7－2－22所示, 现有甲、乙、丙三个电动势E相同而内阻r不同的电源, 由这三个电源分别给定值电阻R供电, 已知它的阻值大小关系为R＞r甲＞r乙＞r丙, 如果将R先后接在三个电源上时的情况相比较, 下列说法正确的是( )

图7－2－22

A. 接在甲电源上时, 电源内阻消耗的功率最大 B. 接在乙电源上时, 电源的总功率最大 C. 接在丙电源上时, 电源的输出功率最大 D. 接在甲电源上时, 电源的输出功率最大

E

解析: 选AC.根据闭合电路欧姆定律, 将电阻R与电源相接后有I＝, 因为阻值关系满足

R＋rr甲＞r乙＞r丙, 所以I甲＜I乙＜I丙, 电源的总功率P＝IE, P甲＜P乙＜P丙; 电源的输出功率即电

E222

阻R消耗的功率P出＝IR, 所以P甲出＜P乙出＜P丙出; 电源内阻消耗的功率P′＝Ir＝r

?R＋r?22RE2?＝2, 可见, 内阻r越接近外阻R, ??r＋r?越小, 内阻的功率P′越大, 应该有P甲内R

＋r＋2Rr＞P乙内＞P丙内. 正确选项是AC.

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