注意:本套习题较难,题目可挑选完成
欧姆定律图像专题
1.两电阻R1和R2的电流I电压U的关系图线如图所示,可知两电阻的大小之比
R1∶R2等于( )
A.1∶3
B.3∶1
C.1∶√3
D.1∶4
2.如图所示,直线A为电源的U—I图线,直线B为电阻R的U—I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和电路的总功率分别是( )
A.4W,8W B.2W,4W
C.4W,6W D.2W,3W
3.某一电源的路端电压与电流的关系和电阻R1、R2的电压与电流的关系如图所示.用此电源和电阻R1、R2组成电路.R1、R2可以同时接入电路,也可以单独接入电路.为使电源输出功率最大,可采用的接法是( )
A.将R1、R2串联后接到电源两端
B.将R1、R2并联后接到电源两端
C.将R1单独接到电源两端
D.将R2单独接到电源两端
4.如图所示,直线OAC为某一直流电源的总功率P总随着电流I变化的图线,抛物线OBC为同一直流电源内部的热功率Pr随着电流I变化的图线,若A、B对应的横坐标为2A,则下面说法中正确的是( )
A.电源电动势为3V,内电阻为1Ω
B.线段AB表示的功率为2W
C.电流为2A时,外电路电阻为0.5Ω
D.电流为3A时,外电路电阻为2Ω
5.某闭合电路的路端电压U随外电阻R变化的图线如图所示,则电源的电动势为________,内电阻为________,当U=2V时,电源的输出功率为________.
6.(1)某电源的路端电压随外电路电阻R的变化如图,求此电源的电动势和内电阻.
(2)某电源的输出功率随外电路电阻R的变化如右图,求此电源的电动势和内电阻.
7.如图所示的电路中,电池的电动势E=9.0V,内电阻r=2.0Ω,固定电阻R1=1.0Ω,R2为可变电阻,其阻值在0~10Ω范围内调节,问:取R2=________时,R1消耗的电功率最大.取R2=________时,R2消耗的电功率最大.
8.如果考虑电阻随温度的变化,图中的三根图线中,________较准确地表示了金属导体中电流与其两端所加电压间的关系.
9.如图所示,直线A为电源的UI图像,直线B为电阻R的U-I图像,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率为______W,电源的效率为________.
10.如图所示的电路中,电池的电动势E=9.0V,内电阻r=2.0Ω,固定电阻R1=1.0Ω,R2为可变电阻,其阻值在0~10Ω范围内调节,问:取R2=________时,R1消耗的电功率最大.取R2=________时,R2消耗的电功率最大.
11.两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的UI特性曲线如图所示.L2的额定功率约为________W;现将L1和L2串联后接到220V的电源上,电源内阻忽略不计,此时L2的实际功率约为________W.
12.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别为小灯泡上的电流和电压):
I(A) | 0.12 | 0.21 | 0.29 | 0.34 | 0.38 | 0.42 | 0.45 | 0.47 | 0.49 | 0.50 |
U(V) | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.40 | 1.60 | 1.80 | 2.00 |
(1)在左下框中画出实验电路图.可用的器材有:电压表、电流表、滑线变阻器(变化范围0-10Ω)、电源、小灯泡、电键、导线若干.
(2)在右图中画出小灯泡的U-I曲线.
(3)如果电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω,问:将本题中的小灯泡接在该电池的两端,小灯泡的实际功率是多少?
精讲解析
1.a
2.C【解析】从图中可知E=3V,图线A和图线B的交点是电源和电阻R构成电路的工作点,因此P出=UI=4W,P源=EI=6W.
3.C【解析】 这是直流电中的电路问题,由图像容易判断电源的电动势为3V,内阻为0.5Ω,R1单独接到电源两端输出功率为1.5V×3A=4.5W,R2单独接到电源两端输出功率则为2V×2A=4W,且计算得R1、R2的电阻分别为0.5Ω、1Ω,当将R1、R2串联后接到电源两端利用欧姆定律可得电路电流1.5A,此时路端电压为1.5A×1.5Ω=2.25V,输出功率为2.25V×1.5A=3.375W;而将R1、R2并联后接到电源两端同理可求得输出功率为4.32W,因此将R1单独接到电源两端电源输出功率最大.实际上,本题还有更为简单的解法,因为电源的内阻为0.5Ω,所以外电路的电阻等于0.5Ω电源输出功率最大,答案显而易见.
4.C【解析】PAB=PA-PB.表示电源的输出功率.C点表示电源处于短路状态,P源=P内.
5.3.0V 1Ω 2.0W
6.(1)r=2.4ΩE=14.4V(2)r=2Ω, E=11.3V【解析】(1)带入公式U=E-R(U)r,得12=E-r,9=E-9r/4联立解得r=2.4ΩE=14.4V(2)由顶点坐标得r=2Ω,4r(E2)=16,E=11.3V.
7.530
8.a【解析】实际电阻随温度升高而增大.
9.4W 67%【解析】由图中A可知E=3V,r=0.5Ω由图中B可知R=1Ω 电源的输出功率
10.0 3.0Ω【解析】 当R2=0时,电路中电流最大,R1消耗的电功率最大;电源进行等效变换,保持电源电动势E不变,将固定电阻R1归并到内电路,等效内电阻r′=r+R1,当R2=R1+r时,电源输出功率最大.
11.99 17.5
12.【解析】(1)如图(1)所示. (2)如图(2)所示. (3)作出U=ε-Ir图线,可得小灯泡工作电流为0.35A,工作电压为0.80V,因此小灯泡实际功率为P=UI=0.35×0.80=0.28W
(1)
(2)
注意:第(3)问中小灯泡的实际功率即为电源的输出功率,小灯泡的电压即为端压,小灯的电流即为总电流,所以小灯泡的实际电压和电流就是两条图线的交点坐标.此问易犯的错误是不清楚这点的意义,而去根据实验数据计算小灯泡的电阻,与实际情况不符.