闭合电路欧姆定律及其应用

由串联电路的规律 = ②

联立①②,得 RV= 代入数据,得RV=4.8 kΩ

(2)电压表接入前,电容器上的电压UC等于电阻R2上的电压,R1两端的电压为UR1,则

= 又E=UC+UR1

接入电压表后,电容器上的电压为UC′=E-U1

由于电压表的接入,电容器带电量增加了ΔQ=C(UC′-UC)

由以上各式解得 ΔQ=C[答案] 见解析

代入数据,可得ΔQ=2.35×10 C

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[例3] (2006·上海)在如图所示电路中,闭合电键 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.下列比值正确的是( )

(A)U1/I 不变,ΔU1/ΔI 不变. (B)U2/I 变大,ΔU2/ΔI 变大. (C)U2/I 变大,ΔU2/ΔI 不变. (D)U3/I 变大,ΔU3/ΔI 不变.

[答案] ACD

[名师指引]本题求解的关键是确定ΔU1、ΔU2、ΔU 内的关系,由于 E=U1+U2+U 内,其中U1变小、U2 变大、U 内变小,故有ΔU2=ΔU1+ΔU 内。很多同学由于无法确定这个关系,而得出 ABD 的错误结论。

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[例4] (2006·天津) 如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,电路中的电阻R1、R2和R3的阻值都相同。在电键S处于闭合状态下,若将电键S1由位置1切换到位置2,则

A 电压表的示数变大

B 电池内部消耗的功率变大 C 电阻R2两端的电压变大 D 电池的效率变大

[解析]:设电阻R1=R2=R3=R,当电键S1接1时,电路中总电阻为

当电键S1接2时,电路中总电阻为大,路端电压

,电源的

,总电阻变小,由,变小,变

不变,则路端电压减小,即伏特表读数减小,选,

变大,

增大,B选项正确,当电键S1

项A错误,电源内部消耗的功率

接1时,两端电压

,当电键S1接2时,

两端电压

,两端电压变小,C选项错误,电池的效率

,则当电键S1由接1改为接

2时,总电阻变小,电池的效率减小,D选项错误,所以B选项正确。

[答案] B

[例5] (2007·北京)环保汽车将为2008年奥运会场馆服务。某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m?3?10kg。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50A,电压U=300V。在此行驶状态下

(1)求驱动电机的输入功率P; 电(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2);

(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。结合计算结果,简述你对该设想的思考。

26已知太阳辐射的总功率P0?4?10W,太阳到地球的距离r?1.5?1011m,太阳光传

3播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。

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[解析](1)驱动电机的输入功率:P电?IU?15?103W。

(2)在匀速行驶时,P机=0.9P电,P机=Fv=fv 所以:f= 0.9P电/v 汽车所受阻力与车重之比:

fmg?0.045。

(3)当阳光垂直电池板入射时,所需板面积最小,设其为S,距太阳中心为r的球面积:

S0?4?r2,若没有能量损耗,太阳能电池板接收到的太阳能功率为P?,则

P?P?PSS0。

?SS0设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P,则有P??1?30%?P?,所以

PS00.7P04?r2P电0.15?0.7P0P0?1?30%?2

由于P电=15%P,所以电池板的最小面积为:S???101m。

分析可行性并提出合理的改进建议。 [答案] 见解析

[名师指引] 此题结合力学、电学与光学三部分内容,要求考生熟练电功率与机械功率的计算,理解太阳辐射能量的球形模型。

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◇限时基础训练(20分钟) 班级 姓名 成绩 1.(2007·深圳市最后冲刺模拟试题) 如图所示电路中,电源电动势ε恒定,内阻r=1Ω,定值电阻R3=5Ω。当电键K断开与闭合时,ab段电路消耗的电功率相等。则以下说法中正确的是( ) A.电阻R1、R2可能分别为4Ω、5Ω B.电阻R1、R2可能分别为3Ω、6Ω

C.电键K断开时电压表的示数一定大于K闭合时的示数

D.电键K断开与闭合时,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等于6Ω 1.答案:ACD

解析:根据闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律可得到答案。

第1题

2.(2007·深圳市南头中学)如图,电源的内阻不可忽略.已知定值电阻R1=10Ω,R2=8Ω.当电键S接位置1时,电流表的示数为0.20A.那么当电键S接位置2时,电流表的示数可能是下列的哪些值

A.0.28A B.0.25A C.0.22A D.0.19A 2.答案:C

S 1 2 R1 R2 A 解析:电键接2后,电路的总电阻减小,总电流一定增大,所以不可能是0.19A.电源的路端电压一定减小,原来路端电压为2V,所以电键接2后路端电压低于2V,因此电流一定小于0.25A.所以只能选C。

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3.(2008·深圳市南头中学)某居民家中的电路如图6所示,开始时各部分工作正常,将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热壶突然不能工作,但电灯仍正常发光.拔出电饭煲的插头,把试电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,则:

A.仅电热壶所在的C、D两点间发生了断路故障 B.仅电热壶所在的C、D两点间发生了短路故障 C.仅导线AB间断路

D.因为插座用导线接地,所以发生了上述故障 3.答案:C

解析:由于电灯仍正常发光,说明电源是好的,电热壶所在的C、D两点间没有发生短路故障。把试电笔分别插入插座的左、右插孔,氖管均能发光,说明插座的左、右插孔都与火线相通,说明电热壶所在的C、D两点间没有发生断路故障。综合分析可知,故障为导线AB间断路,即C选项正确。

4.(2008·广州市六校联考)如图所示的电路中,闭合电键S后,灯L1和L2都正常发光,后来由于某种故障使灯L2突然变亮,电压表读数增加,由此推断,这故障可能是 A.L1灯灯丝烧断 C.电阻R2短路 4.答案:B

解析:由动态电路的分析规律:串反并同.可以知道L2突然变亮只能是电阻R2断路,即相当于R2]增大到无穷大。

5.(2008·汕头)如图所示,电源E的电动势为3.2 V,电阻R的阻值为30 Ω,小灯泡L的额定电压为3.0 V,额定功率为4.5 W,当电键S接位置1时,电压表的读数为3 V,那么当电键S接到位置2时,小灯泡L的发光情况是

A.很暗,甚至不亮 B.正常发光 C.比正常发光略亮 5. 答案:A

解析:S接1时,由E=U+Ir得r=2 Ω.RL=U额2/P额=2 Ω,故S接2时,UL=

D.有可能被烧坏

B.电阻R2断路 D.电容器被击穿短路

ERL?r· RL=

1.6 V<3.0 V,故灯很暗,此时电路中电流I′=0.8 A,有可能超过电源的额定电流,使电源烧毁导致灯不亮。

◇基础提升训练

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