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第4章　閉合電路歐姆定律與科學用電
專題強化練4　閉合電路歐姆定律
1.(多選)某型號脂肪測量儀(如圖甲所示)可以測量脂肪積累程度,其原理是根據人體電阻的大小來判斷脂肪所占比例(體液中含有鈉離子、鉀離子等,而脂肪不容易導電),模擬電路如圖乙所示。測量時,閉合開關,測試者分握兩手柄,體型相近的兩人相比,脂肪含量高者 (　　)
　　
A.電流表示數小
B.電壓表示數大
C.電源內阻的電壓大
D.路端電壓大
2.(多選)在如圖所示電路中,電源內阻不可忽略,導線電阻不計,電流表、電壓表均為理想電表。開關S閉合后,在滑動變阻器R2的滑動端由a向b緩慢滑動的過程中,下列說法正確的是 (　　)
A.電流表的示數增大
B.電壓表的示數增大
C.電源的內阻消耗的熱功率減小
D.電容器C貯存的電荷量減小
3.(多選)如圖所示,直線A是電源的路端電壓和干路電流的關系圖像,直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關系圖像,若將這兩個電阻分別接到該電源上,下列說法正確的是 (　　)
A.兩電阻阻值R1>R2
B.R1接在電源上時,電源的內阻消耗功率大
C.R2接在電源上時,電源的效率高
D.R2接在電源上時,電源的輸出功率最大
4.如圖所示的電路中,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,其最大阻值為15 Ω。閉合開關S1、S2,當R3滑片P從一端滑到另一端時,電壓表示數的最大值和最小值分別為10.8 V和9.6 V,電流表示數的最大值和最小值分別為2.4 A和1.2 A。
(1)求R1、R2的阻值;
(2)求電源的電動勢E和內阻r;
(3)斷開S2,調節R3使其功率最大,求R3接入電路的阻值及其最大功率。
答案與分層梯度式解析
第4章　閉合電路歐姆定律與科學用電
專題強化練4　閉合電路歐姆定律
1.ABD 2.AD 3.AD
1.ABD　體液中含有鈉離子、鉀離子等,因此容易導電,而脂肪不容易導電,體型相近的兩人相比,肥胖人體的脂肪比較瘦人體的脂肪所占比例較大,肥胖人體比較瘦人體電阻較大,測試時,肥胖人體接在電路中的電阻R3阻值較大,由閉合電路的歐姆定律可知I=,電路中的電流較小,因此電流表示數小,A正確;由路端電壓U=E-Ir可知,電流I較小,電源內阻的電壓Ir較小,路端電壓U較大,R1、R2電壓較小,電壓表的示數較大,B、D正確,C錯誤。故選A、B、D。
2.AD　根據電路圖,由閉合電路的歐姆定律有I=,當滑動變阻器的滑動觸頭由a向b緩慢滑動的過程中,滑動變阻器接入電路中的電阻減小,從而使總電阻減小,電路中電流增大,電流表示數變大,因此內電壓U內=Ir增大,而由U外=E-U內可知,外電壓減小,定值電阻R1兩端的電壓=IR1,隨著電流的增大而增大,而U外=+,可知R2兩端的電壓減小,故電壓表的示數減小,故A正確,B錯誤;電源內阻消耗的熱功率P熱=I2r,由于電流增大,則電源內阻消耗的熱功率增大,故C錯誤;根據電路圖可知,電容器兩端的電壓等于電壓表所測電壓,即等于滑動變阻器兩端的電壓,而滑動變阻器兩端的電壓減小,則電容器兩端的電壓減小,根據C=可知,電容器所帶電荷量減小,故D正確。故選A、D。
3.AD　根據R=,結合圖像可知,兩電阻阻值R1>R2,選項A正確;根據電阻的U-I圖像與電源的U-I圖像的交點為電阻接到電源上時的工作點,可知R1接在電源上時,電路的電流較小,則根據Pr=I2r,可知電源的內阻消耗功率小,選項B錯誤;電源的效率為η===×100%,則外電阻越大,電源效率越高,則R1接在電源上時,電源的效率高,選項C錯誤;電源內阻r=,R1==,R2==,因當外電阻等于電源內阻時電源輸出功率最大,則當R2接在電源上時,電源的輸出功率最大,選項D正確。故選A、D。
4.答案　(1)R1=4 Ω,R2=7.5 Ω　(2)12 V　1 Ω　
(3)5 Ω　7.2 W
解析　(1)當R3滑片P滑到R3接入的阻值最小時,根據歐姆定律可得
R1===4 Ω
當R3滑片P滑到R3接入的阻值最大時,R2、R3并聯后與R1串聯,可得
R'=+R1
根據歐姆定律有R'===9 Ω
解得R2=7.5 Ω
(2)根據閉合電路歐姆定律有
E=U1+I1r
E=U2+I2r
聯立解得r=1 Ω,E=12 V
(3)斷開S2,調節R3使其功率最大,最大功率
P=·R3
此時R3=R1+r=5 Ω
解得最大功率P=7.2 W
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