《 备考指南 物理 》课件-第8章 第2讲

第八章第2讲知识巩固练习1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此()A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压【答案】C【解析】电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的本领的物理量．电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故A、B错误，C正确．闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故D错误．2．(多选)(2022年成都模拟)如图，将一额定电压约1.5V、额定电流约10mA的LED灯接在总电动势约2.5V的自制柠檬电池组两端，LED灯正常发光．则()A．柠檬电池组的内电阻约为100ΩB．柠檬电池组的内电阻约为1000ΩC．若在电路中给LED灯串联一只“1V,0.5W”的小电珠，两灯都不发光D．若在电路中给LED灯串联一只“1V,0.5W”的小电珠，LED灯亮度几乎不变【答案】AD【解析】根据欧姆定律有E＝U1＋I1r，代入数据解得r＝eq\f(E－U1,I1)＝100Ω，故A正确，B错误；LED灯的电阻R1＝eq\f(U1,I1)＝150Ω，小电珠的电阻R2＝eq\f(U\o\al(2,2),P)＝2Ω，额定电流I2＝eq\f(P,U2)＝0.5A＝500mA，则电路的电流I＝eq\f(E,r＋R1＋R2)＝9.92mA≈I1.可见此时电流接近于LED灯的额定电流，故在电路中给LED灯串联一只“1V,0.5W”的小电珠，LED灯亮度几乎不变，故C错误，D正确．3．(多选)(2021年海南模拟)直流电源E、定值电阻R1、R2以及电容器C和开关S构成的电路如图所示．电源的电动势E＝5V，内阻忽略不计，R1＝2Ω，R2＝3Ω，C＝5μF，开关S处于闭合状态．下面说法正确的是()A．电容器C上的电荷量为1.0×10－5CB．电容器C上的电荷量为1.5×10－5CC．断开开关S，电容器C增加的电荷量为1.5×10－5CD．断开开关S，电容器C增加的电荷量为1.0×10－5C【答案】BD【解析】开关S闭合，电容器两极板间电压等于R2两端电压，由闭合电路欧姆定律U1＝eq\f(E,R1＋R2)R2＝3V，由电荷量表达式可知Q1＝U1C＝1.5×10－5C，故A错误，B正确；开关S断开，电容器两极板间电压等于电源电动势U2＝E＝5V，由电荷量表达式可知Q2＝U2C＝2.5×10－5C，ΔQ＝Q2－Q1＝1.0×10－5C，C错误，D正确．4．(多选)在如图甲所示的电路中，电源的U－I图像如图乙中的图线a所示，定值电阻R0的U－I图像如图乙中的图线b所示，滑动变阻器Rx的总电阻为1Ω.下列说法正确的是()A．定值电阻R0的阻值为4ΩB．电源的内阻为0.5ΩC．当Rx＝0时电源输出的功率最大D．在Rx＝0.25Ω时电源输出的功率最大【答案】BD【解析】由定值电阻R0的U－I图像知其阻值R0＝eq\f(ΔU,ΔI)＝0.25Ω，A错误；由电源的U－I图像知电源的电动势E＝3V，内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝0.5Ω，B正确；当Rx＋R0＝r，即Rx＝0.25Ω时，电源输出的功率最大，C错误，D正确．5．(2021年龙岩质检)如图所示，电源内阻为r，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，滑动变阻器最大阻值为R0.假设灯的电阻不变，某同学合上开关后，将变阻器滑片P由a端向b端移动时，则()A．若R2>R0，L2亮度一定先变亮后变暗B．若R2>R0，电源的输出功率一定逐渐变大C．若R2<R0，L1亮度一定先变暗后变亮D．若R2<R0，电源的效率一定逐渐变大【答案】C【解析】当R2＞R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻．当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻增大，所以总电流减小，通过灯L1的电流减小，L1变暗；通过L2的电流变大，L2变亮．因不知道电源内阻与外电阻的大小关系，所以电源的输出功率无法判断，故A、B错误．当R2＜R0时，灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻先大于后小于右部分的电阻，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，总电阻先增大后减小，所以总电流先减小后增大，所以通过灯L1的电流先减小后增大，L1先变暗后变亮，故C正确；外电阻先增大后减小，所以电源的效率先增大后减小，故D错误．6．(2021年南通月考)如图所示的电路中，闭合开关S后，灯L1、L2都能发光．后来由于某种故障使灯L2突然变亮(未烧坏)，电压表的读数增大．由此可推断，这一故障的原因可能是()A．电阻R1断路 B．电阻R2短路C．灯L1两接线柱间短路 D．电阻R2断路【答案】D【解析】因为电压表的读数增大，所以路端电压增大，电源内阻上的电压减小，说明总电流减小，电路总电阻增大．若电阻R1断路，会导致总电阻增大，总电流减小，而此时灯L2两端电压会减小，致使灯L2变暗，A错误．若电阻R2短路，灯L2将不亮，B错误．若灯L1两接线柱间短路，电路的总电阻减小，总电流增大，电压表的读数减小，C错误．若电阻R2断路，电路的总电阻增大，总电流减小，电压表的读数增大，符合题意，而总电流减小，导致内电压和灯L1、R1并联部分电压减小，灯L2两端电压增大，灯L2变亮，D正确．7．(2022年济宁检测)如图，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()A．V的读数变大，A的读数变小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【答案】B【解析】S断开，相当于电阻变大，则由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流减小，故路端电压增大，V的读数变大．把R1归为内阻，内电压减小，故R3中的电压增大，由欧姆定律可知R3中的电流也增大，电流表示数增大，故B正确．8．一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I2RB．电动机消耗的热功率为eq\f(U2,R)C．电源的输出功率为EID．电源的效率为1－eq\f(Ir,E)【答案】D【解析】电动机不是纯电阻，电动机消耗的总功率为UI，A错误．电动机消耗的热功率为I2R，B错误．电源的输出功率为UI，C错误．电源的效率为eq\f(U,E)＝eq\f(E－Ir,E)，D正确．9．(多选)如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线；曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线，曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交的坐标分别为P(5.2,3.5)、Q(6,5)．如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法正确的是()A．电源1与电源2的内阻之比是3∶2B．电源1与电源2的电动势之比是1∶1C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是1∶2D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7∶10【答案】AB【解析】根据图像可知，E1＝E2＝10V，r1＝eq\f(5,4)Ω，r2＝eq\f(5,6)Ω，所以r1∶r2＝3∶2，E1∶E2＝1∶1，A、B正确；曲线Ⅲ与其他两条直线的交点坐标表示该小灯泡在这两种连接状态下的工作电压和工作电流，根据坐标值可求出此时小灯泡消耗的功率分别为P1＝18.2W和P2＝30W，小灯泡的电阻分别为R1＝eq\f(35,52)Ω，R2＝eq\f(5,6)Ω，故C、D错误．10．(多选)(2022年信阳质检)如图所示，电源电动势为E，内阻为r.闭合开关S，在滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，电压表示数的变化量为ΔU，电流表示数的变化量为ΔI.电流表的示数为I时，电容器的带电量为Q.则在这个过程中，下列图像正确的是()ABCD【答案】BD【解析】电压表测量滑动变阻器的电压，电流表测量干路电流，根据闭合电路欧姆定律U＝E－I(R1＋r)得ΔU＝ΔI(R1＋r)，解得eq\f(ΔU,ΔI)＝R1＋r不变，故A错误，B正确．在滑动变阻器R的滑片缓慢地从最左端向右移动一段距离的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I增大，电阻R1两端电压增大．根据Q＝U′C＝CR1I可知，Q－I图像是过原点的倾斜直线．故C错误，D正确．综合提升练习11．(2021年长沙市长郡中学高三月考)如图甲所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝2Ω，定值电阻R＝4Ω，已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示．则下列说法正确的是()A．图乙中滑动变阻器的最大功率P2＝2WB．图乙中R1＝6Ω，R2＝12ΩC．滑动变阻器消耗功率P最大时，定值电阻R也消耗功率最大D．调整滑动变阻器RP的阻值可以使电源的输出电流达到2A【答案】B【解析】由闭合电路欧姆定律的推论可知，当电源外电阻R等于内阻r时，输出功率最大，最大值为Pm＝eq\f(E2,4r).把定值电阻看成电源内阻，由图乙可知，当RP＝R1＝R＋r＝6Ω，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率为P2＝eq\f(E2,4R＋r)＝1.5W，A错误；滑动变阻器的阻值为3Ω时与阻值为R2时消耗的功率相等，有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,RP＋R＋r)))2RP＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R2＋R＋r)))2R2，解得R2＝12Ω，B正确；当回路中电流最大时，即RP＝0时定值电阻R消耗的功率最大，C错误；当滑动变阻器RP的阻值为0时，电路中电流最大，最大值为Im＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(6,4＋2)A＝1A，则调整滑动变阻器RP的阻值不可能使电源的输出电流达到2A，D错误．12．某地要把河水抽高20m使之进入蓄水池．用一台电动机通过传动效率为80%的皮带带动效率为60%的离心水泵工作，工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2.求：(1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的