等效电源

高考综合复习恒定电流专题一、电流和电流强度I二、电阻R1、定义式：2、电阻定律：，ρ为电阻率。3、测量：伏安法测电阻，欧姆表。4、超导体三、闭合电路欧姆定律：1、U—I关系曲线2、电源的输出功率、内阻消耗的电功率、电源的总功率P总=IεP出=IUP内=I2r当外电路电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大。例题分析：例1、一个电源的电动势为ε、内阻为r，在外电路上接一个电阻R0和一滑动变阻器R，求①滑动变阻器消耗的最大电功率是多少？②定值电阻R0消耗的最大电功率是多少？分析：（1）由前面的知识复习，已知道：若外电路电阻与内电路电阻阻值相等，则外电路消耗的电功率最大。因此，我们可以用等效思想将R0与r看作新电源的内阻（r+R0），新电源的电动势仍为ε。这样，当R的阻值与内阻（r+R0）相等时，变阻器R消耗的电功率最大，等于。（2）第2问与第1问的问题看起来相似，但实际上却是完全不同的两个问题。区别就在于第2问涉及的是一个定值电阻消耗的最大电功率问题。由电功率定义知，R0消耗的电功率P=I2R0，可见，I取最大值时，R0消耗的电功率最大，由于，所以R取最小值即R等于零时，定值电阻消耗的功率最大，等于。小结：此题两问分别涉及定值电阻与可变电阻消耗的最大电功率问题，处理方法不同。切不可将“外电路电阻与内电阻相等时，外电路消耗的电功率最大”这一结论无条件地、任意的推广。例2、如图，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R的两端电压与其中电流I的图象。用该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的输出功率为___________，电源的效率为_____________。分析：A图线是U—I特性曲线，从A图线上可以获取的信息是：纵轴截距—ε，横轴截距——短路电流，所以，知道电源电动势ε=3V，内阻r=0.5Ω。电阻R的阻值可由图线B的斜率得出：R=1Ω。电路见上图。据闭合电路欧姆定律和PR=I2R，可得电源的输出功率为4W，效率。小结：A、B两图线分别给出了电路中电源及电阻的信息，应注意利用图象寻找有关信息，另外，也应注意区分两条图线。例3、在如图所示的电路中，电源的电动势为ε。内电阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于R的中点位置时，小灯泡L1、L2、L3的亮度相同。若将滑片向左滑动时，三个小灯泡的亮度如何变化？分析：第一步应画出等效电路图。画等效电路图时，不妨在原图上用字母将各结点标出，因理想导线上各点等电势，故b、d两点是等电势的（即同一点）。依照原电路图，将各用电器连接到相对应的两结点间，画出上述等效电路图。第二步利用闭合电路欧姆定律，判断通过各小灯泡电流的的变化情况，进而知道各灯的亮度变化情况。由于滑片P向左滑动，则外电路电阻变小，总电阻变小。由，知道总电流I变大，内电压变大。而内、外电压之和等于ε（定值），故路端电压变小，通过L3的电流变小，L3变暗。由于总电流I变大，而通过L3的电流变小，故通过L1的电流变大（电压变大），L1变亮。由于路端电压为小，而L1两端的电压变大，故L2两端的两压变小，L2变暗。小结：①注重画等效电路图。方法在于寻找等势点。②应熟练应用闭合电路欧姆定律，及部分电路欧姆定律。判断通过某一用电器的电流及其两端电压的变化情况。例4、如图，当R增大时，平行板电容器中，原来静止的带电油滴如何运动？分析：原来静止的油滴是在重力及电场力的作用下平衡的。电容器两端的电压等于R两端的电压。由于R增大时，I减小、内电压减小，所以R两端的电压增大。故由知电场强度E变大，电场力Eq变大。带电油滴向上加速运动。小结：此题将力平衡与含容电路融合于一题之中。是电路中常见的一类题目。本章练习：（附后）恒定电流内容要求说明[来源:学科网]1、电流，欧姆定律，电阻和电阻定律2、电阻的串、并联，串联电路的分压作用，并联电路的分流作用3、电功，电功率，串联、并联电路的功率分配4、电源的电动势和内电阻，闭合电路的欧姆定律，路端电压5、同种电池的串联6、电流、电压和电阻的测量；电流表、电压表和欧姆表的使用，伏安法测电阻BBBB不要求解含有电流跟电动势方向相反的电路和电桥的问题练习题：1、氢原子中的电子e绕原子核转动的轨道半径为r，转动的周期为T，把其等效成环形电流其值为_______。2、有一段横截面积为S=1mm2的金属导线，上面通有1安的电流，导线中单位体积内所具有的自由电子数n=8.5×1028/m3。求导线中自由电子的运动速度。3、白炽灯泡的灯丝断了以后，轻摇灯泡，可以将断了的灯丝搭接上。若将这只灯泡再装入原电路中，其亮度与原来相比A、亮些B、暗些C、一样亮D、都有可能4、将一条电阻丝对折后接到原来的电路中，若电阻两端的电压保持不变，这时电阻消耗的功率是原来的A、2倍B、4倍C、1/2D、1/45、两根电热丝由同种材料制成，它们的长度相同但横截面的半径不同。把它们串联在电路中。则这两根电热丝各自消耗的功率P与横截面的半径r的关系是A、P跟r2成反比B、P跟r成反比C、P跟r2成正比D、跟r成正比6、一个电阻器标有“1kΩ40W”，它允许通过的最大电流是多少？允许加在两端的最大电压是多少？若有两个这样的同样的电阻，把它们按串联方式连接，能够承受的最大电压是多少？若按并联方式连接，能够承受的最大电流是多少？7、把“6V3W”和“10V6W”的两个电阻串联起来，在两端允许加的最大电压值是多少伏？能够通过的最大电流为多少安？8、有三个电阻的阻值都是1kΩ，功率都是1W。把它们连成如图所示的混连电路，相当于什么规格的电阻A、0.66kΩ，1.5WB、3kΩ，3WC、1.5kΩ，3WD、1.5kΩ，1.5W9、如图所示，三个电阻的阻值是R1=8Ω、R2=5Ω、R3=20Ω，在AB间接上电源后，三个电阻的功率之比为A、8:5:20B、5:4:1C、2:1:1D、10:4:110、有三个完全相同的电灯接在如图所示的电路中，设电源两端的电压不变，灯丝的电阻不随温度变化。求闭合K前后A灯的功率之比。11、有一个电炉子上面标有“220V800W”，将其接入110V的电路中，它实际消耗的电功率为____________。12、当电源的电压比电烙铁的额定电压下降10%后，它的实际功率比额定功率下降了___________%。13、如图所示，要使电阻R1消耗的功率最大，应该把电阻R2的阻值调节到A、R2=R1+rB、R2=R1+rC、R2=rD、R2=014、一个电源的电动势为ε，内电阻为r，在外电路上接一个电阻R'和一个滑动变阻器R。求滑动变阻器取什么值时，在滑动变阻器上所消耗的功率最大。15、电路如图所示，已知电源的电动势为ε、内电阻为r，A、B两个定值电阻的阻值分别为R1和R2。今调节可变电阻C，使其获得不同的电功率。试确定使可变电阻C出现最大电功率时C的电阻值R3，并导出其最大电功率的表达式。16、如图所示，直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图象，直线B是电阻R的两端电压与其中电流I的图象。用该电源与电阻R组成闭合电路，则电源的输出功率为___________，电源的效率为__________。17、用伏特表测量某段电路两端的电压时，伏特表的示数为5V。如果这段电路两端的电压不变，将2kΩ的电阻与伏特表串联后再测电路两端的电压，伏特表的示数变为3V，这块表的内阻为A、1kΩB、2kΩC、3kΩD、4kΩ18、如图所示，两块伏特表的读数都是35V。如将两块伏特表对调，V1的读数是30V，V2的读数是40V。设AB两端的电压保持不变，两块伏特表的内阻各是多少？19、在如图所示的电路中，电源的电动势为16V，内阻不计。R1=R4=3Ω，R2=R3=5Ω，电容C=1F，电容器上极板的带电量为A、-6×10-6CB、4×10-6CC、-4×10-6CD、8×10-6C20、一辆电瓶车质量为500kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24V的电压，使车在水平地面上以0.8m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5A。设车受的阻力为车重的0.02倍，则此电动机的内阻是A、4.8ΩB、3.2ΩC、1.6ΩD、0.4Ω21、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V的电压时，通过的电流为0.3A，此时电动机不转。当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为___________。22、在如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动过程中，安培表的读数A、从小变到大B、从大变到小C、先变小再变大D、先变大再变小23、在如图所示的电路中，电源的电动势为ε，内电阻为r，当滑动变阻器的滑片P处于R的中点位置时，小灯泡L1、L2、L3的亮度相同时，若将滑片向左滑动时，三个小灯泡的亮度将怎样变化？24、在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为ε，电阻为r。设电流表A的读数I，电压表的读数为U。当R5的滑动触点向图中a点移动时A、I变大，U变小B、I变大，U变大C、I变小，U变大D、I变小，U变小25、在用如图的电路做实验时，接通电源后发现安培表无读数。在检查电路时测得变阻器两端无电压，灯泡两端的电压与电源电压相同，由此可知电路中发生故障的是____________（故障只有一处）。26、如图所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是A、R1断路B、R2断路C、R3短路D、R4短路27、把一块最大量程为U的伏特表，扩大成为量程为10U的伏特表，原伏特表的内阻为RV，需要串联一个多大的电阻？写出扩大到n倍量程时所串联电阻的表达式。28、一块电流表的内阻为12Ω，当通过它的电流为2mA时，指针偏转一个小格。要使偏转一个小格的电流为1A时，正确的做法是A、在表上并一个0.024Ω的电阻B、在表上并一个0.24Ω的电阻C、在表上并一个0.012Ω的电阻D、在表上并一个0.12Ω的电阻29、如图所示，R1和R2是两个定值电阻，R1的阻值很大，R2的阻值很小，G是一个灵敏电流计，则下列判断正确的是：A、只闭合K1，整个装置相等于伏特表B、只闭合K2，整个装置相等于安培表C、K1和K2都断开，整个装置相当于灵敏电流计D、K1和K2都闭合，整个装置相当于安培表练习答案：1、2、7.4×10-5m/s3、A4、B5、A6、①Im=0.2A②Um=200V③串联，U=400V，④并联，I=0.4A7、Umax=14.3V，Imax=0.5A8、D9、D10、P1:P2=9:1611、200W12、19%13、D14、R'+r=R15、R3=P3=16、4W，66.7%17、C18、R2=300Ω，R1=240Ω，19、C20、C21、60%22、C（电表内阻不可忽略）23、L1变亮，L2、L3变暗24、D25、灯断路26、A27、R串=9RV；（n-1）RV28、A29、AD在线测试选择题1．电路中每分钟有6×1013个自由电子通过导体的横截面，那么电路中的电流强度是：A、0.016微安B、1.6毫安C、16微安D、0.16微安2．如图1所示，是在同一金属导体上加不同电压，温度不变时测得的U-I图线，若保持导体长度不变，而增加其截面积，则这段导体的电阻将：A、等于1.0欧姆B、小于2.0欧姆C、大于2.0欧姆D、可能为4.0欧姆3．如图2所示，R1=10欧，R2=20欧，变阻器R3的最大值30欧，则A、B两点间电阻的取值范围从欧到欧。4．一平行板电容器C极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源联结成如图3所示的电路。今有一质量为m的带电油滴悬浮在两板之间静止不动，要使油滴上升，可采用的办法是：A、增大R1B、增大R2C、增大R3D、减小R25．如图4所示，直线a为某电路上电源的路端电压与电流的U-I图线，直线b为电阻R的U-I特性曲线，用此电源和电阻组成闭合电路后，电源输出功率为瓦，电源内阻为欧6．两个伏特表V1和V2是完全相同的两个电流表改装的，V1量程是5伏，V2量程是15伏，为了