2019屆高考物理一輪復習 熱點題型 專題2.5 閉合電路的功率及效率問題學案.doc
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專題2.5 閉合電路的功率及效率問題1電功、電功率、焦耳定律和熱功率內(nèi)容表達式電功電路中電場力移動電荷做的功WqUUIt電功率單位時間內(nèi)電流做的功,表示電流做功的快慢PUI焦耳定律電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻及通電時間成正比QI2Rt熱功率單位時間內(nèi)的發(fā)熱量PI2R2電源的總功率(1)任意電路:P總EIU外IU內(nèi)IP出P內(nèi)(2)純電阻電路:P總I2(Rr).3電源內(nèi)部消耗的功率:P內(nèi)I2rU內(nèi)IP總P出4電源的輸出功率(1)任意電路:P出UIEII2rP總P內(nèi)(2)純電阻電路:P出I2R。(3)輸出功率隨R的變化關(guān)系當Rr時,電源的輸出功率最大為Pm.當Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越小當Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越大當P出E2,它們分別向同一電阻R供電,電阻R消耗的電功率相同。比較供電時電池1和2內(nèi)部消耗的電功率P1和P2及電池的效率1和2的大小,則有()AP1P2,12 BP1P2,12CP12 DP1P2,1E2,則r1r2,所以P1P2,而,所以與E成反比,故12,故B正確。3.如圖所示,電阻R和電動機串聯(lián)接到電路中,已知電阻R跟電動機線圈的電阻相等,開關(guān)閉合后,電動機正常工作,設(shè)電阻R和電動機兩端的電壓分別為U1和U2;經(jīng)過時間t,電流通過電阻R做功為W1,產(chǎn)生的熱量為Q1;電流通過電動機做功為W2,產(chǎn)生的熱量為Q2,則有()AU1U2,Q1Q2 BW1W2,Q1Q2CW1W2,Q1U2,Q1Q2【答案】B 4. 將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示,由此可知()A.電源最大輸出功率可能大于45 WB.電源內(nèi)阻一定等于5 C.電源電動勢為45 VD.電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率大于50%【答案】B【解析】由電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線可知,電阻箱所消耗功率P最大為45 W,所以電源最大輸出功率為45 W,選項A錯誤;由電源輸出功率最大的條件可知,電源輸出功率最大時,外電路電阻等于電源內(nèi)阻,所以電源內(nèi)阻一定等于5 ,選項B正確;由電阻箱所消耗功率P最大值為45 W可知,此時電阻箱讀數(shù)為R=5 ,電流I=3 A,電源電動勢E=I(R+r)=30 V,選項C錯誤;電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率為50%,選項D錯誤。5如圖所示的電路中,兩平行金屬板之間的帶電液滴處于靜止狀態(tài),電流表和電壓表均為理想電表,由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷,某余用電器均不會損壞,則下列說法正確的是()A電流表、電壓表的讀數(shù)均變小B電源內(nèi)阻消耗的功率變大C液滴將向上運動D電源的輸出功率變大【答案】C 6如圖甲所示,R為電阻箱,為理想電流表,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r.圖乙為電源的輸出功率P與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖象,其中功率P0分別對應(yīng)電流I1、I2,外電路電阻R1、R2.下列關(guān)系式中正確的是()AI1I2 BI1I2C. D【答案】B【解析】由閉合電路歐姆定律得,UEIr,輸出功率為PUIEII2r,故有EI1IrEI2Ir,整理得I1I2,故A錯誤,B正確;根據(jù)電功率表達式得,P0IR1IR2,且I1,I2,代入整理得R1R2r2,故C、D錯誤高考+模擬綜合提升訓練1(2016江蘇高考)如圖所示的電路中,電源電動勢為12 V,內(nèi)阻為2,四個電阻的阻值已在圖中標出。閉合開關(guān)S,下列說法正確的有 ()A路端電壓為10 VB電源的總功率為10 WCa、b間電壓的大小為5 VDa、b間用導線連接后,電路的總電流為1 A【答案】AC 2(2019屆四川省成都市高中畢業(yè)班摸底測試)如圖,直線A為電源的UI圖線,直線B和C分別為電阻R1、R2的UI圖線?,F(xiàn)用該電源分別與R1、R2組成閉合電路甲和乙。由圖像一定能確定的是A 電阻R1R2B 電源輸出功率P1P2C 電源內(nèi)阻消耗的功率Pr1Pr2D 電源效率1R2,選項A錯誤;電源的輸出功率等于電阻R上消耗的功率,大小等于電源的U-I線與電阻的U-I線交點的橫縱坐標的乘積,由圖像可知,兩種情況下電源的輸出功率無法確定,選項B錯誤;電源內(nèi)阻上的功率為Pr=I2r,可知電源接R1時電流小,則電源內(nèi)阻消耗的功率Pr12,選項D錯誤;故選C.3(2019屆四川省成都市第七中學高三零診模擬考試)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中,如圖中的a、b、c所示。則判斷正確的是( )A 在a、b、c三條圖線上分別取橫坐標相同的A、B、C三點,這三點的縱坐標一定滿足關(guān)系PA=PB+PCB b、c線的交點與a、b線的交點的橫坐標之比一定為1:2,縱坐標之比一定為1:4C 電源的最大輸出功率Pm=9WD 電源的電動勢E=9V,內(nèi)電阻r=3【答案】AB內(nèi)電阻,所以此時的電流的大小為,功率的大小為,所以橫坐標之比為1:2,縱坐標之比為1:4,故B正確。圖線c表示電源的輸出功率與電流的關(guān)系圖象,很顯然,最大輸出功率小于3W,故C錯誤;當I=3A時,說明外電路短路,根據(jù)知電源的電動勢E=3V,內(nèi)電阻,故D錯誤;故選AB。4(2018江蘇省蘇州市高三一模)硅光電池是一種太陽能電池,具有低碳環(huán)保的優(yōu)點如圖所示,圖線a是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流I變化的關(guān)系圖象(電池電動勢不變,內(nèi)阻不是定值),圖線b是某電阻R的UI圖象在該光照強度下將它們組成閉合回路時,下列說法中正確的是()A 硅光電池的內(nèi)阻為8B 硅光電池的總功率為0.4WC 硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為0.32WD 若將R換成阻值更大的電阻,硅光電池的輸出功率增大【答案】AC【解析】A、由圖可知該電池的電源電動勢為3.6V,由可知內(nèi)電壓為1.6V,硅光電池的內(nèi)阻為,故A正確;B、硅光電池的總功率為,故B錯誤;C、硅光電池的內(nèi)阻消耗的熱功率為,故C正確;D、若將R換成阻值更大的電阻,電路中電阻兩端的電壓變大,但電流變小,硅光電池的輸出功率不一定增大,故D錯誤;故選AC。5(2018河南省洛陽市高三下尖子生第二次聯(lián)考)在如圖所示的電路中,、處可以接小燈泡、電流表或電壓表(均為理想電表)三種元器件,電源電動勢E、內(nèi)阻r均保持不變,定值電阻R1R2R3R4=4321,小燈泡電阻RL=R1,R1r,電路中有電流通過,下列說法中正確的是A 要使路端電壓最大,則應(yīng)該接小燈泡,接電壓表,接電流表B 要使電源輸出功率最大,則應(yīng)該接電流表,接小燈泡,接電壓表C 要使電源總功率最大,則應(yīng)該接電流表,接電壓表,接小燈泡D 要使閉合電路中電源效率最高,則應(yīng)該接小燈泡,接電流表,接電壓表【答案】CD比較大,所以要接電流表,2接小燈的話,3接電壓表開路,則小燈和R3并聯(lián)再與R4串聯(lián)再與R2并聯(lián),最后于R1串聯(lián),最后計算外阻為(4+)R4,3接小燈,2接電壓表開路,則R3R4串聯(lián),與RL、R2并聯(lián)最后與R1串聯(lián),最后計算外阻為(4+)R4最小。故C正確。要是電源效率最高,則電路不能是斷路,同時外阻越大越好,這樣1要接小燈,如果3接電流表,則R2、R3、R4被短接,R外=RL+R1=2R1=8R4,如果接電流表,則R3短接,R4與R2并聯(lián), ,為最大。故D正確。故選CD。6(2018普通高等學校高三招生全國統(tǒng)一考試模擬試題(一)如圖甲所示,電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R=6 的定值電阻、滑動變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路,已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是 ( )A 電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=4B 圖乙中Rx=25C 定值電阻R消耗的最大功率為0.96WD 調(diào)整滑動變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1W【答案】BC【解析】當RP=R+r=10時,滑動變阻器消耗的功率最大,R=6,可得內(nèi)阻r=4,最大功率,解得E=4V,選項A錯誤;滑動變阻器的阻值為4時消耗的功率與阻值Rx時消耗的功率相等,有4Rx=(R+r)2,解得Rx=25,選項B正確;當回路的電流最大時,定值電阻R消耗的功率最大,故最大功率為,選項C正確;當外電路電阻與內(nèi)阻相等時,電源輸出功率最大,本題中定值電阻R的阻值已經(jīng)大于內(nèi)阻的阻值,故滑動變阻器RP的阻值為零時,電源的輸出功率最大,最大功率為,選項D錯誤;故選BC. 7(2018浙江省寧波市六校高二下期末聯(lián)考)如圖所示,直線 OA C為某一直流電源的總功率 P總隨電流 I變化的圖線,拋物線 OBC為該電源內(nèi)部熱功率 Pr隨電流 I變化的圖線,則根據(jù)圖線可知下列說法正 確的是 A 電源電動勢為 6 VB 電源內(nèi)阻為 1.5 C 當電路中電流為 1 A 時,外電路的電阻為 1 D 在 OC過程中,電源輸出功率一直增大【答案】B C. 當電路中電流為1A時,根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:I= ,代入數(shù)據(jù),有:1= ,解得:R=1.5,故C錯誤;D. 在OC過程中,電源的總功率變大,而內(nèi)部功率也增大,而P出=P總P內(nèi),故從圖看出,電源輸出功率先增加后減小,故D錯誤;故選:B8(2018浙江省杭州市高考命題預(yù)測卷(4))鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機等電子產(chǎn)品中。現(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電,等效電路如圖所示,充電器電源的輸出電壓為U,輸出電流為I,手機電池的內(nèi)阻為r,下列說法正確的是( )A 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為UIB 充電器輸出的電功率為UII2rC 電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD 充電器的充電效率為Ir/U100%【答案】C【解析】C、根據(jù)熱功率公式可得,電池產(chǎn)生的熱功率為,故C正確;B、由P=UI可知,充電器輸出的電功率為P總=UI,故B錯誤;A、電能轉(zhuǎn)化為化學能和熱能,根據(jù)能量守恒定律,有,故,故A錯誤;D、充電器的充電效率為,故D錯誤;故選C。9(2018北京市昌平區(qū)高三二模)電池對用電器供電時,是其它形式能(如化學能)轉(zhuǎn)化為電能的過程;對充電電池充電時,可看做是這一過程的逆過程?,F(xiàn)用充電器為一手機鋰電池充電,等效電路如圖所示。已知充電器電源的輸出電壓為U,輸出電流為I,手機電池的電動勢為E,內(nèi)阻為r。下列說法正確的是A 充電器的輸出電功率為B 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為C 電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為D 充電效率為【答案】C 10(2018重慶江津長壽巴縣等七校高三上第15周聯(lián)考)如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r。當滑動變阻器的滑片P從左端滑到右端時,理想電壓表V1、V2示數(shù)變化的絕對值分別為U1和U2,干路電流為I,下列說法中正確的是(燈泡電阻不變) ( )A 小燈泡L1、L3變暗,L2變亮B U1與I的比值變大C U1大于U2D 電源的輸出功率一定減小【答案】C【解析】A、當滑動變阻器的觸片P從左端滑到右端時,變阻器接入電路的電阻增大,外電路總電阻增大,總電流減小,路端電壓增大,則變暗。變阻器的電阻增大,并聯(lián)部分的電阻增大,則并聯(lián)部分的電壓增大,則變亮??傠娏鳒p小,而的電流增大,則的電流減小,則變暗,故A錯誤; B、由得: ,不變,故B錯誤;C、由上分析可知,電壓表的示數(shù)增大,電壓表的示數(shù)減小,由于路端電壓增大,即兩電壓表示數(shù)之和增大,所以,故C正確;D、利用結(jié)論當外電阻等于內(nèi)阻時,電源的輸出功率最大,當滑片右移動時,總電阻增大,但無法判斷外電阻與內(nèi)阻的關(guān)系,所以電源的輸出功率無法判斷,故D錯誤。11(2018安徽省合肥八中高三上綜合模擬檢測卷)將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖所示,由此可知()A 電源最大輸出功率可能大于45WB 電源內(nèi)阻一定等于5C 電源電動勢為45VD 電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率大于50%【答案】B C.由電阻箱所消耗功率P最大值為45W可知,此時電阻箱讀數(shù)為R=5, ,解得:E=30V,故C錯誤;D.電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率為50%,選項D錯誤。故選B。12(2018河南省鄭州外國語學校高三上第六次調(diào)研考試)在如圖所示的電路中,E為電源電動勢,r為電源內(nèi)阻,R1和R3均為定值電阻,R2為滑動變阻器當 R2的滑動觸頭在a端時合上開關(guān)S,三個電表A1、A2和V的示數(shù)分別用I1,I2和U表示現(xiàn)將R2的滑動觸點向b端移動,則三個電表示數(shù)的變化情況是( )A I1減小,I2不變,U減小B 電壓表的變化量與總電流變化量的比值變小C 電源的總功率增大,電源內(nèi)部損耗的功率也增大D 電源的輸出功率減少,效率也降低【答案】C【解析】將的滑動觸點向b端移動時,減小,整個電路的總電阻減小,總電流I增大,電源的內(nèi)電壓增大,路端電壓減小,即電壓表示數(shù)U減小,電壓增大,故、并聯(lián)電壓減小,通過的電流減小,而總電流I增大,則流過的電流增大,故A錯誤;根據(jù),得,故電壓表的變化量與總電流變化量的比值為電源內(nèi)阻,保持不變,故B錯誤;根據(jù),總電流I增大,故電源的總功率增大,電源內(nèi)部損耗的功率也增大,故C正確;由于不知道電源的內(nèi)外電阻關(guān)系,所以不能確定電源的輸出功率如何變化;電源的效率,因路端電壓U減小,故電源的效率降低,故D錯誤;故選C. 13(2018玉溪市江川一中高二下3月月考)如圖所示,直線a為電源的UI圖線,直線b為電阻R的UI圖線,用該電源和該電阻組成閉合電路時,下列說法中正確的為()A 電源的電動勢為3 V,其輸出功率為2 W,其效率為67%B 電源的電動勢為3 V,其輸出功率為4 W,其效率為33.3%C 電源的內(nèi)阻為0.5 ,其輸出功率為2 W,其效率為67%D 電源的內(nèi)阻為0.5 ,其輸出功率為4 W,其效率為67%【答案】D兩圖線的交點表示該電源與電阻串聯(lián)時的工作,此時電路中電流為,電壓為,輸出功率為電源的效率,故ABC錯誤,D正確。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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