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題型1 直流電路的分析與計(jì)算

閉合電路兩個(gè)重要圖像的應(yīng)用
(1)閉合電路的U-I圖像如圖甲所示.
當(dāng)外電路短路時(shí)(R=0,因而U=0),電路中電流最大,為I短=Er(不允許出現(xiàn)這種情況,因?yàn)闀?huì)把電源燒壞).
(2)電源的輸出功率(P外)與外電阻R的關(guān)系為P外=IU=E2R(R+r)2=E2(R-r)2R+4r,P外隨R變化的圖像如圖乙所示.當(dāng)外電阻與電源的內(nèi)阻相同時(shí),電源的輸出功率最大.
例1 (不定項(xiàng))如圖所示的電路中,定值電阻R的阻值為1.0 Ω,電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3 V,電源的內(nèi)阻r未知.單刀雙擲開(kāi)關(guān)接到1時(shí),電流表的示數(shù)為2 A;單刀雙擲開(kāi)關(guān)接到2時(shí),電動(dòng)機(jī)正常
工作.若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻rM與定值電阻R的阻值相同,不計(jì)電流表的內(nèi)阻,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.電源的內(nèi)阻為r=1.0 Ω
B.單刀雙擲開(kāi)關(guān)接到1時(shí),電源的輸出功率為4 W
C.單刀雙擲開(kāi)關(guān)接到2時(shí),電流表的示數(shù)小于2 A
D.單刀雙擲開(kāi)關(guān)接到2時(shí),電流表的示數(shù)大于2 A
【技法點(diǎn)撥】
1.電源的總功率包括輸出功率與熱功率兩部分.
2.對(duì)電動(dòng)機(jī)類非純電阻元件,輸入功率等于輸出功率與熱功率之和.輸入功率用P入=UI計(jì)算,熱功率用P熱=I2R計(jì)算,輸出功率用P出=P入-P熱或者P出=Fv計(jì)算.
例2 [2024·麗水模擬] 在如圖所示的電路中,燈L1、L2的電阻分別為R1、R2,滑動(dòng)變阻器的最大電
阻為R0,且R0>R2,電容器的電容為C.只要有電流通過(guò),燈就能發(fā)光.假設(shè)燈的電阻不變,當(dāng)變阻器的滑片P由a端向b端移動(dòng)時(shí),以下說(shuō)法中正確的是( )
A.L1先變暗后變亮,L2一直變亮
B.L1先變亮后變暗,L2先變暗后變亮
C.電容器極板所帶的電荷量先減小后增大
D.電源的效率先減小后增大

【技法點(diǎn)撥】
本題主要考查分析直流動(dòng)態(tài)電路中燈的亮暗變化、電容器極板所帶電荷量的變化、電源效率的變化的方法.滑動(dòng)變阻器與燈L2的連接為混聯(lián)電路,該部分電路的總電阻非單調(diào)變化.含電容器的支路在穩(wěn)定狀態(tài)下無(wú)電流通過(guò),該支路中的電阻R不分壓,分析電源的效率時(shí)無(wú)須考慮含電容器的支路.
【遷移拓展】
1.鋰離子電池主要依靠鋰離子Li+在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作.如圖所示為鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu),該過(guò)程中Li+從負(fù)極通過(guò)隔膜返回正極.已知該鋰電池的電動(dòng)勢(shì)為3.7 V,則( )
A.該過(guò)程中電池處于充電狀態(tài)
B.電池內(nèi)部每移動(dòng)一個(gè)鋰離子,需要消耗電能3.7 eV
C.“毫安·時(shí)”(mA·h)是電池儲(chǔ)存能量的單位
D.鋰離子電池放電時(shí),電池內(nèi)部非靜電力做功,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
2.如圖甲所示電路中,R為電阻箱,電源的電動(dòng)勢(shì)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)系圖像,其中功率P0分別對(duì)應(yīng)電流I1、I2和外電阻R1、R2,電表為理想電表.下列說(shuō)法中正確的是( )
A.I1+I2>ErB.I1+I2=Er
C.R1r>rR2 D.R1r

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