全国版2021高考物理一轮复习专题九恒定电流考点1电路的分析与计算精练含解析
电路的分析与计算
1.[2020四川成都摸底]如图所示的电路中,电阻箱的最大阻值大于电源的内阻.调节电阻箱的阻值使其由大到小,发现理想电流表A的示数为1.5 A时,电源的输出功率达到最大值9 W.由此可知( )
A.电源的内阻为4 Ω
B.电源的电动势为6 V
C.电源输出功率最大时,闭合电路的总电阻为4 Ω
D.该电路中,电源效率的最大值为50%
2.
[新素材]如图所示是某款定位电话包装盒上的部分参数,则下列说法正确的是( )
A.该定位电话的最大充电电压为4.35 V
B.以最大电流给完全没电的定位电话充满电需要38 min
C.充满电后,电池储存的电荷量为0.76 C
D.充满电后,电池储存的能量约为1.2×104 J
3.[2020吉林长春检测,多选]如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻r
r,故外电阻越小,电源的输出功率越大,选项C正确;电路中并联部分阻值减小,故电路总阻值减小,总电流增大,电源内阻消耗的功率变大,选项D正确;电路中并联部分阻值减小,根据串联分压规律,并联部分的电压减小,滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时,右侧并联部分电阻增大,电流减小,R3消耗的功率变小,选项B错误;电路总电流增大,右侧部分电流减小,故左侧部分电流增大, R2消耗的功率变大,选项A错误.
【思路点拨】 滑动变阻器的滑片在中点时,电路对称,回路电阻最大.外电路阻值一定大于电源内阻,故滑动变阻器的滑片由c点向a端滑动时,电源输出功率单调变化.
【方法点拨】 对于求电源输出功率极值的问题,可以采用数学中求极值的方法,也可以采用电源的输出功率随外电路电阻阻值的变化规律来求解.但应当注意的是,如果待求的最大功率对应的电阻值不能等于等效电源的内阻,那么当外电路电阻阻值最接近等效电源的内阻时,电源的输出功率最大.
4.C 快充模式时充电头输出的电功率为P快=U1I1,A错误;快充模式时电能转化为化学能储存在手机电池中,根据能量守恒定律,P化= P快-I12r1,B错误;慢充模式时手机由于充电而产生的热功率为P热= I22r2,C正确,D错误.
5.BC 当滑动变阻器的滑动触头P向左端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,电路中的总电阻增大,由闭合电路欧姆定律可知,干路中的电流减小,电源内阻及R1分担的电压减小,电压表V1的读数增大,电流表A1的读数减小,选项A错误,B正确;由于电压表V1的读数增大,由部分电路欧姆定律可得通过R3的电流增大,则电流表A2的读数增大,由I1=IR3+IR2可知通过R2的电流减小,则电压表V2的读数减小,选项C正确,D错误.
6.C 由题图中直线b的斜率比直线c的大,可知R1的阻值大于R2的阻值,选项A错误;过电阻R1、R2的U-I图线与电源的U-I图线的交点分别作两坐标轴的垂线,由P出=UI可知,两对垂线与坐标轴所围的面积等于用该电源分别与R1、R2组成闭合电路时电源的输出功率,由于图象中没有标出具体坐标值,所以不能判断出两电路电源输出功率的大小,选项B错误;电源内阻消耗的功率P内=I2r,由题图可知,I甲η乙,选项D错误.
- 4 -
7.解析:(1)把三个这样的电灯串联后,每个电灯得到的实际电压为
U=123 V=4 V(1分)
由题图甲可知,每个电灯加上4 V的实际电压时的工作电流为I=0.4 A(1分)
由此可以求出此时每个电灯的实际电阻R=UI=40.4 Ω=10 Ω.(1分)
(2)在题图乙的混联电路中,设每个电灯上的实际电压和实际电流分别为U'和I',在这个闭合电路中,E=U'+2I'(R0+r)(1分)
代入数值并整理得方程U'=8-20I'
这是一个反映电路的直线方程,把该直线在题图甲的坐标中画出,如图所示(1分)
这两条图线的交点U0=2 V,I0=0.3 A(1分)
同时满足了电路结构和元件的要求,此时通过电流表的电流值IA=2I0=0.6 A(1分)
每个电灯的实际功率P=U0I0=2×0.3 W=0.6 W.(1分)
- 4 -