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- 2021-05-24 发布
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2019届一轮复习人教版 闭合电路欧姆定律 学案
考点精讲
一、电源的电动势和内阻
1.电动势
(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.
(2)表达式:E=.
(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量.
2.内阻
电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数.
二、闭合电路欧姆定律
1.内容
闭合电路的电流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
(1)I=(只适用于纯电阻电路)
(2)E=U内+U外(适用于任何电路)
3.路端电压U与电流I的关系
(1)关系式:U=E-Ir.
(2)UI图象(如图所示)
①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.
②当外电路电压为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.
三、电源功率、效率
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=EI=U外I+U内I=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=U内I=P总-P出.
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=UI=EI-I2r=P总-P内.
(2)纯电阻电路
P出=I2R==.
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RP2 B.P1η2 D.η1<η2
【答案】:C
【解析】:A与B,A与C图线的交点所示电压、电流值分别为电阻R1、R2分别与电源组成闭合电路时的路端电压和电流,则P1=4×2 W=8 W,P2=2×4 W=8 W,由图象可知电源的电动势为E=6 V,η1==,η2==,故η1>η2,选项C正确。
2.如图所示,有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则 ( )
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
【答案】:C
3.如图所示电路中,定值电阻R2=r(r为电源内阻),滑动变阻器的最大阻值为R1且R1≫R2+r,在滑动变阻器的滑片P由左端a向右滑动的过程中,以下说法正确的是( )
A.电源的输出功率变小
B.R2消耗的功率先变大后变小
C.滑动变阻器消耗的功率先变大后变小
D.以上说法都不对
【答案】:C
【解析】:滑片向右移动,滑动变阻器接入电路部分电阻变小,电路中的电流变大。R2是定值电阻,由P2=I2R2可判断P2增大,B项错误;由于R1减小,R外=R1+R2减小,故不能根据P=I2R来判断其功率的变化。利用电源的输出功率随外电阻变化的关系曲线,如图所示,
因为外电阻始终不小于内阻,故可判断电源输出功率增大,A项错;考虑滑动变阻器上的功率消耗时可以把R2看成电源的一部分。当滑动变阻器的阻值等于2r时,消耗的功率最大。
4. (多选)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U,额定电流为I,线圈电阻为R
,将它接在电动势为E、内阻为r的直流电源的两极间,电动机恰好能正常工作,则( )
A.电动机消耗的总功率为UI
B.电动机消耗的热功率为
C.电源的输出功率为EI
D.电源的效率为1-
【答案】AD
5.如图所示为汽车的蓄电池、车灯(电阻不变)与启动电动机组成的电路,蓄电池的内阻为0.05Ω。电流表和电压表均为理想电表,只接通S1时,电流表的示数为10 A,电压表的示数为12 V。再接通S2,启动电动机工作时,电流表的示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是( )
A.2 A B.8 A C.50 A D.58 A
【答案】:C
【解析】:只接通S1时,由闭合电路的欧姆定律得E=U+Ir=12 V+10×0.05 V=12.5 V,R灯== Ω=1.2Ω。再接通S2后,通过启动电动机的电流为I电动机=-I′=A-8 A=50 A,选项C正确。学
6.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率随电流I变化的图线,曲线OBC表示同一直流电源内部的热功率随电流I变化的图线.若A、B点的横坐标均为1 A,那么AB线段表示的功率为( )
A.1 W B.6 W
C.2 W D.2.5 W
【答案】:C
7. 将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示,由此可知( )
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻一定等于5 Ω
C.电源电动势为45 V
D.电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率大于50
【答案】B
【解析】由题可知将一电源与一电阻箱连接成闭合回路,电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率.由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知,电阻箱所消耗功率P最大为45 W,所以电源最大输出功率为45 W,选项A错误;由电源输出功率最大的条件可知,电源输出功率最大时,外电路电阻等于电源内阻,所以电源内阻一定等于5 Ω,选项B正确;由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知,此时电阻箱读数为R=5 Ω,电流I==3 A,电源电动势E=I(R+r)=30 V,选项C错误;电阻箱所消耗功率P最大时,电源效率为50 ,选项D错误.