答案解析
1.【解析】选D。电源的电动势是个定值,由闭合电路欧姆定律知:E=U+Ur=U+Ir,内电压和外电压之和等于电源电动势是不变的,故D正确,A、B、C错误。
2.【解析】选B。电动机正常工作时P=UI,则I=,但由于此时电能一部分转化为电动机的机械能,电路不再是纯电阻电路,此时电流要小于由欧姆定律得出的电流值,B正确。
3.【解析】选D。在U -I图像中,图线的斜率k==R,故斜率越小,电阻越小,因而d的电阻最小,故选D。
4.【解析】选B。电池外电路断开时的路端电压等于电源电动势,所以E=3V;当电源接上8Ω的负载电阻后,由U=IR得I=0.3A,再由闭合电路欧姆定律E=I(R+r)可得r=2Ω,故B正确。
5.【解析】选B。甲、乙保险丝等长,由电阻定律R=ρ可知R=,所以R1∶R2=
4∶1,把R1、R2并联接入电路,由分流关系知==,因熔断电流I2=6A,故I1只能是1.5A,总电流I=I1+I2=7.5A。若I1=2A,则I2=8A>6 A,保险丝会熔断,故B正确。
6.【解析】选B。当R2的滑动触头由a滑向b时,R2阻值减小,电路总电阻减小,则总电流I增大;根据闭合电路欧姆定律知路端电压U=E-Ir,所以电压表示数U减小;R1两端电压U1=U-U3,而U3=IR3,U3增大,所以U1减小,则I1减小,而I=I1+I2,所以I2增大,故B正确。
7.【解析】选C。在题图所示位置时并联电阻最大,从m点移到图示位置过程中圆环总电阻增大,从图示位置到q位置过程中圆环总电阻减小,则电阻R两端的电压先减小后增大,即电容器上的电压先减小后增大,由C=,可知电容器C所带的电荷量先减小后增大,C正确,A、B、D错误。
8.【解析】选C。由Uab=6V,可知电源完好;灯泡都不亮,说明电路中出现断路故障,且在外电路a、b之间;由Ucd=6V可知,灯泡L1和变阻器R是导通的,断路故障应出现在c、d之间,故L2断路,C正确,A、B、D错误。
【总结提升】电路故障的特点和分析方法
1.故障特点
(1)断路特点:电路中发生断路,表示为电源电压不为零而电流为零,若外电路中无用电器的任意两点间电压不为零,则这两点间有断点,而这两点与电源连接部分无断点。
(2)短路特点:若外电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零。
2.故障分析方法
(1)仪器检测法:
①断路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联;若电压表指针偏转,则该段电路中有断点。
②短路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联;若电压
表示数为零,则该电路被短路;若电压表示数不为零,则该电路没有被短路或不
完全被短路。
(2)假设法:
已知电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后假设某部分电路发生故障,运用欧姆定律进行正向推理,推理结果若与题述物理现象不符合,则故障不是发生在这部分电路。若推理结果与题述物理现象符合,则故障可能发生在这部分电路。用此方法,直到找出发生故障的全部可能为止。
【变式备选】在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,若电路中仅有一处故障,则出现这种现象的原因可能是 ( )
A.电阻R1短路 B.电阻R2断路
C.电阻R2短路 D.电容器C断路
【解析】选A、B。若R1短路,则R总变小,I总变大,通过灯泡L的电流变大,灯泡变亮,A正确;若R2断路,R总变大,I总变小,U内=I总r变小,U外变大,U1=I总R1变小,因UL=U外-U1,所以UL变大,灯泡变亮,故B正确;若R2短路,电流不经过灯泡,灯泡不亮,C错误;若电容器断路,总电阻不受影响,故灯泡亮度不变,D错误。
9.【解析】选B、C。当滑片向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,并联
部分的总电阻变小,所以外电路总电阻变小,总电流变大,a灯变亮;总电流变大,
电源内阻消耗电压增大,路端电压变小,通过c灯的电流变小,c灯变暗;总电流变大,通过c灯的电流变小,所以通过b灯的电流变大,b灯变亮,易得b灯中电流变化值大于c灯中电流变化值,所以A错B对;电源的输出功率P=,其中
R′为外电路电阻,r为电源内阻,由于R′>r,滑片上移时,R′减小,P增大,故C正确。电源的供电效率根据η=×100%即可判断,故D错。
10.【解题指南】解答本题应把握以下两个关键点:
(1)弄清开关S闭合前、后电容器上的电压。
(2)理解电容器上的电荷量与其中一个极板上所带电荷量的关系。
【解析】选A。闭合开关S,电路稳定后电流I==0.5A,电容器两端的电压为U=IR1=1.5V,选项A正确;电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=100×10-6×1.5C
=1.5×10-4C,选项B、C错误;先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C通过电阻R1放电,通过电阻R1的电荷量为1.5×10-4C,选项D错误。
