- 闭合电路的欧姆定律
- 共302题
如图所示,直线a是某电源两端的端电压U与输出电流I的图线,直线b是电阻R的U-I图线.用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的内阻分别是( )
正确答案
解析
解:由a图线纵截距知:电源的电动势为 E=3V
由横截距知电源短路电流为 I0=3A
电源的内阻 r==
Ω=1Ω
由交点坐标知工作电压为 U=2V,工作电流为 I=1A
则输出功率为 P出=UI=2×1=2W
故选:C.
(2015秋•佛山校级期中)如图所示是某种材料制成电阻的U-I特性曲线,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图象的斜率的变大,可明确电阻的也变大,因此B点对应的电阻比A点对应的电阻小.故A正确.
B、由欧姆定律知,导体的电阻R=,因此A点对应的阻值为3Ω,故B正确;
C、在物理图象上,图象的倾角决定于标度的选取,不能用倾角的正切求斜率.且弯曲的伏安特性曲线本身误差较大,故不能用正切值来表示电阻;只能用坐标的比值和欧姆定律求解;故C错误;
D、该材料的电阻率随温度的增加而增加,D错误.
故选:AB.
研究闭合电路欧姆定律时得到了一条U-I图线(如图).如果用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成闭合电路,测得路端电压为4.8V.则该电路可能为( )
正确答案
解析
解:由电源的U-I图象得,电源的电动势为E=6V,内阻为r==
Ω=0.5Ω.
当路端电压为4.8V时,则有U=E,代入解得,外电路总电阻R=2Ω
A、外电路总电阻为1Ω,与R不符合.故A错误.
B、外电路总电阻为Ω=2Ω,与R相符.故B正确.
C、外电路总电阻为9Ω,与R不符.故C错误.
D、外电路总电阻为3Ω+1.5Ω=4.5Ω,与R不符.故D错误.
故选:B.
如图所示,实验得到甲、乙两闭合电路的路端电压U与干路电流强度I的图象,由图象可知( )
正确答案
解析
解:根据闭合电路欧姆定律得:U=E-Ir,当I=0时,U=E,所以图象与纵轴的交点等于电源的电动势,其斜率大小等于电源的内阻.
根据数学知识可知:E甲=E乙,r甲<r乙.故AD正确,BC错误;
故选:AD.
小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线.则下列说法中正确是 ( )
正确答案
解析
解:A、根据电阻的定义式可知,对应P点,小灯泡的电阻为R=.故A正确.
B、此电阻是非线性元件,其电阻不等于图象切线斜率的倒数,所以小灯泡的电阻为R≠.故B错误.
C、由恒定电流的功率公式P=UI,可知,对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积.故C错误.
D、若将与灯丝相同的电阻丝放在恒温容器内,电阻丝的电阻不变,其I-U图象是过原点的直线,与灯泡的图象不同,故D错误.
故选:A
【多选】电源电动势为E,内阻为r,向可变电阻R供电.关于路端电压,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、电源电动势不变,而路端电压随外电阻的增大而增大,减小而减小.故A错误.
B、当R增大时,I减小,不能根据U=IR判断路端电压的变化,而应由U=E-Ir分析,E,r不变,I减小,得到U增大.故B正确.
C、当I增大时,说明R减小,不能根据U=IR判断路端电压的变化,而由U=E-Ir分析,E,r不变,I增大,得到U减小.故C错误.
D、根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,I增大时,路端电压U减小.故D正确.
故选:BD.
为研究问题方便,有时我们会把路端电压与干路电流的变化关系图象中I轴向上平移,使得图线“很快”便与I轴出现交点,如图所示.则由该图象可知( )
正确答案
解析
解:A、B、根据闭合电路欧姆定律可知U=E-Ir=-rI+E,可见U-I图象的纵轴截距即为电动势,图象斜率的绝对值即为电源的内电阻r,
由图象可得E=2V,r==0.2Ω,所以A正确,B错误;
C、显然短路电流:I短==
=10A,所以C错误;
D、由E=U+Ir可得,电路路端电压为1V时,电路中的电流I==
=5A,所以D正确.
故选:AD.
如图所示的电路中,若ab为输入端,AB为输出端,并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央,则下列说法的是( )
正确答案
解析
解:A、空载时,变阻器上下两部分电阻串联,根据串联电路电压与电阻成正比得出输出电压UAB=.故A正确;
B、当AB间接上负载R时,负载R与变阻器下部分电阻并联,电阻减小,AB间的电压减小,输出电压UAB<,故B正确;
CD、AB间的负载R越大,下部分并联的电阻越大,分担的电压越大,越接近.故C正确,D错误.
题目要求选错误的,故选:D.
测两个电池a、b的电动势得到如图所示的U-I图线,设电池a的电动势为Ea电池b的电动势为Eb,电池a的内阻为ra电池b的内阻为rb,由此可知( )
正确答案
解析
解:由图可知,a与纵轴交点大于b与纵轴的交点,故a的电动势大于b的电动势;故Ea>Eb;
图象的斜率表示电源的内电阻,由图可知,图象的斜率a的最大,故内电阻ra>rb;
故选:AC.
滑线变阻器常用来限流和分压,其原理电路分别如图1和图2所示.已知电源两端电压为U(内阻不计),负载电阻为R0,滑线变阻器的全电阻为R,总匝数为N,A、C两端的电阻为RAC.
(1)在图1中,当滑动端C移动时,电流I的最小改变量△I为多少(设变阻器每匝阻值<<R0)?
(2)在图1中,为使在整个调节范围内电流I的最小改变量△I不大于I的0.1%,滑线变阻器的匝数N不得小于多少匝?
(3)在图2中,滑线变阻器的额定电流Ie不得小于多少?
(4)在图2中,设R0>>R,证明:负载端电压U′与RAC有简单的正比关系.
正确答案
解析
解:(1)由欧姆定律可得=
上式中△RAC的最小值为移动一匝,即,故上式可写为
显然,当RAC取极大值R时,电流的改变量最小,为
故最小改变量为
(2)由步骤1结论及题意可知
显然,要使上式恒成立,要求RAC取极小值时N仍满足条件(N的最小值的极大值),即
故N不得小于
(3)由电路图可知,BC段的电流要大于AC段的电流,故只需研究BC段的电流即可
=
即IBC的极大值对应函数f(RAC)的极大值,由此函数可知,当RAC=R时,函数取极大值,
故;
(4)由步骤3可知
式中用到R0≥R≥RAC(即分母的高阶小量可以忽略),即U′与RAC成正比关系,比例系数为常数.
故二者有简单的正比关系.
答:(1)当RAC取极大值R时,电流的改变量最小,为
(2)N不得小于
(3)
(4)比例系数为常数.故二者有简单的正比关系.
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