小初高试卷教案类
(1)求此车所装电动机的线圈电阻;
(2)求此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率;
(3)一个60 kg的人骑着此车,如果电动自行车所受阻力为人和车重的0.02倍,求电动自行车在平直公路上行驶的最大速度。
解析:(1)由表格可知:电机输出功率为P出=175 W,电源的输出电压为U=36 V,电流为I=5 A,设内阻为R,
则根据能量守恒定律得:UI-IR=P出, 代入数据解得:R=0.2 Ω。
(2)电动机的总功率为:P总=UI=36×5 W=180 W, 电机输出功率为:P出=175 W, 所以电动机的效率为:η=2
P出175
×100%=×100%=97.2%。 P总180
(3)一个60 kg的人骑着此车,车和人的总的质量为100 kg,此时电动自行车所受阻力为:f=0.02mg=0.02×100×10 N=20 N,
PP175
行驶的最大速度是:vm=== m/s=8.75 m/s。
Ff20
答案:(1)0.2 Ω (2)97.2% (3)8.75 m/s
第2节闭合电路欧姆定律及其应用
(1)电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。(√) (2)电动势就等于电源两极间的电压。(×) (3)闭合电路中外电阻越大,路端电压越小。(×)
(4)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大。(×) K12小学初中高中
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(5)电源的输出功率越大,电源的效率越高。(×)
突破点(一) 电阻的串、并联
1.串、并联电路的特点
电流 串联电路 并联电路 I=I1=I2=…=In U1U2Un==…= R1R2RnR总=R1+R2+…+Rn P1P2Pn==…= R1R2RnI=I1+I2+…+In I1R1=I2R2=…=InRn U1=U2=…=Un 1111=++…+ 电压 总电阻 功率分配 2.三个有用的结论
R总R1R2RnP1R1=P2R2=…=PnRn (1)串联电路的总电阻大于电路中任意一个电阻,电路中任意一个电阻变大时,总电阻变大。
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意一个电阻,任意一个电阻变大时,总电阻变大。 (3)某电路中无论电阻怎样连接,该电路消耗的电功率P总等于各个电阻消耗的电功率之和。
[题点全练]
1.[多选](2018·盐城模拟)如图所示,图线1表示导体A的电阻,设为R1,图线2表示导体B的电阻,设为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1∶R2=1∶3
B.把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻R2
C.将A与B串联后接在电源上,二者消耗的功率之比P1∶P2=1∶3 D.将A与B并联后接于电源上,通过二者的电流之比I1∶I2=1∶3
解析:选AC 根据I-U图像知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以R1∶R2=1∶3,A正
l1
确;根据公式R=ρ可得,把A拉长为原来的3倍后,横截面积减小为原来的,所以电阻
S3
变为原来的9倍,B错误;串联电路电流相等,将A与B串联后接于电源上,根据公式P=IR可得,消耗的功率之比P1∶P2=1∶3,C正确;并联电路电压相等,电流之比等于电阻之反比,所以将A与B并联后接在电源上,通过二者的电流之比I1∶I2=3∶1,D错误。
2.(2018·宁德质检)电阻R1和R2分别标有“2 Ω 1.0 A”和“4 K12小学初中高中
2
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Ω 0.5 A”,将它们串联后接入电路中,如图所示,则此电路中允许消耗的最大功率为( )
A.1.5 W C.5.0 W
B.3.0 W D.6.0 W
解析:选A 由题意可知,两电阻串联后能通过的最大电流为I=0.5 A,则电路允许消耗的最大电功率为P=I(R1+R2)=1.5 W,A正确。
3.[多选]一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2
=120 Ω,R3=40 Ω。另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计。则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
解析:选AC 当cd端短路时,R2与R3并联再与R1串联,ab之间的等效电阻为40 Ω,A正确;同理可得B错误;当ab两端接通测试电源时,R1、R3串联,R2无效,cd两端的电压就等于R3分得的电压,可以求得为80 V,C正确;同理可得D错误。
突破点(二) 闭合电路的动态分析
1.程序法
2
2.“串反并同”结论法
(1)所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大。
(2)所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小。
即:
U串↓I串P串
U???
↓?←R↑→?I?↓??P并并并
↑↑↑
3.极限法
因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑片分别滑至两个极端,让电阻最大或电阻为零去讨论。
[典例] [多选](2018·大连模拟)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为K12小学初中高中
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E、内电阻为r,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器,C为电容器,为理想电流表
和电压表。在滑动变阻器滑片P自a端向b端滑动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.电压表示数减小 C.电容器C所带电荷量增多
B.电流表示数增大 D.a点的电势降低 [方法应用]
(一)由题明3法
基础解法(程序法):P由a端向b端滑动,其阻值减小,则总电阻减小,总电流增大,电阻R1两端电压增大,
示数变大,A错误;电阻R2两端的电压U2=E-I总(R1+r),I总
增大,则U2减小,I2=,I2减小,
U2R2
的示数IA=I总-I2增大,B正确;由于电容器的电压
UC=U2减小,由Q=CUC知Q减小,C错误;Uab=φa-φb=φa=U2,故φa降低,D正确。
能力解法一(结论法):由于R3减小,R2与R3并联,则U2、I2均减小,而UC=U2,Q=CUC知Q减小,C错误;Uab=U2=φa-φb=φa减小,D正确;因为R1间接与R3串联,故I1、U1均增大,故
示数增大,A错误;根据IA=I1-I2知IA增大,B正确。
能力解法二(极限法):设滑片P滑至b点,则R3=0,φa=φb=0,D正确;R2上电压为零,则C上电压也为零,Q=0,C错误;当R3=0时,总电阻最小,总电流最大,R1上电压最大,故A错误;由于IA=I1-I2,此时I1最大,I2=0最小,故IA最大,B正确。
(二)3法比较
(1)“程序法”:较繁琐,准确度高,学生易掌握。
(2)“结论法”:较简单,要求学生要准确判断电路中各元件的串、并联关系。 (3)“极限法”:较简单,仅适用于物理量单调变化的情况,如果电阻先增大后减小或先减小后增大,则不宜用该方法。
[集训冲关]
1.(2018·苏州期末)如图所示,电源内阻不能忽略,电流表、电压表均可视为理想电表,在滑动变阻器R的触头从a端滑到b端的过程中( )
A.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数增大 B.电压表V的示数先增大后减小,电流表A的示数减小 C.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数增大 D.电压表V的示数先减小后增大,电流表A的示数减小 K12小学初中高中
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解析:选A 当滑动头从a端滑到中点时,变阻器左右并联的电阻增大,分担的电压增大,变阻器右边电阻减小,则通过电流表的电流增大。外电路总电阻增大,干路电流减小,电源的内电压减小,路端电压增大,则电压表的示数增大;
当滑动头从中点滑到b端时,变阻器左右并联的电阻减小,分担的电压减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,而通过变阻器左侧的电流减小,则通过电流表的电流增大。电源的内电压增大,路端电压减小。所以电压表的示数先增大后减小,电流表示数一直增大,故A正确。
2.[多选](2018·湖北省公安县期末)如图所示电路中,电源内阻不能忽略,两个电压表均为理想电表。当滑动变阻器R2的滑动触头P移动时,关于两个电压表V1与V2的示数,下列判断正确的是( )
A.P向a移动,V1示数增大、V2的示数减小 B.P向b移动,V1示数增大、V2的示数减小
C.P向a移动,V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值 D.P向b移动,V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
解析:选AC P向a移动,R2连入电路的电阻减小,根据“并同串反”可知V2示数减小,V1示数增大,U内增大,A正确;同理,B错误;由E=U内+U外=U内+UV1+UV2,电源电动势不变可得:U内示数改变量绝对值与V1示数改变量绝对值之和等于V2示数改变量绝对值,C正确;同理,D错误。
3.[多选](2017·黄山二模)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光照强度增大阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻。当R处温度降低时( )
A.L变亮 C.E2的路端电压增大
B.通过R3的电流减小 D.R消耗的功率减小
解析:选BC 当R处温度降低时,热敏电阻RT阻值变大,由闭合电路欧姆定律可知,左侧电路中的电流减小,通过小灯泡L的电流减小,小灯泡L的光照强度减小,光敏电阻RG的阻值变大,对右侧电路,由闭合电路欧姆定律可知,通过R2的电流变小,右侧电路中的电源
E2的路端电压变大,R两端电压变大,通过R的电流也变大,R消耗的功率变大,通过R3的
电流变小,选项B、C正确。
突破点(三) 闭合电路的功率及效率问题
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