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電路基本規(guī)律及其應(yīng)用知識
【考綱知識梳理】
一、閉合電路的歐姆定律
1、內(nèi)容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。
2、公式：I=
3、適用條件：外電路是純電阻的電路。
根據(jù)歐姆定律，外電路兩端的電勢降落為U外=IR，習(xí)慣上成為路端電壓，內(nèi)電路的電勢降落為U內(nèi)=Ir，代入E =IR+ Ir
得
該式表明，電動勢等于內(nèi)外電路電勢降落之和。
4.路端電壓與負(fù)載R（外電路電阻的關(guān)系）
二、
三、邏輯電路
1.“與”門：如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后,該事件才能發(fā)生.這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系.具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路,簡稱“與”門。
�。�1）“與”邏輯電路
（2）“與”門的邏輯符號
�。�3） “與”門的真值表：
�。�4） “與”門反映的邏輯關(guān)系
2.“或”門：如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足,某事件就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系.具有“或”邏輯關(guān)系的電路叫做“或”門.
�。�1）“或”邏輯電路
�。�2）“或”門的邏輯符號
�。�3） “或”門的真值表：
�。�4） “或”門反映的邏輯關(guān)系
3.“非”門：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系,叫做”非”邏輯關(guān)系,具有”非”邏輯關(guān)系的電路叫“非”門.
�。�1）“非”邏輯電路
�。�2）“非”門的邏輯符號
�。�3） “非”門的真值表：
（4） “非”門反映的邏輯關(guān)系
三、串并聯(lián)電路
電路串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系R串=R1+R2+R3+……1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+……
電流關(guān)系I總=I1=I2=I3=……I并=I1+I2+I3+……
電壓關(guān)系U總=U1+U2+U3+……U總=U1=U2=U3=……
功率分配P總=P1+P2+P3+……P總=P1+P2+P3+……
【要點(diǎn)名師透析】
一、電源的有關(guān)功率和效率
1.電源的總功率
(1)任意電路：P總=EI=U外I+U內(nèi)I=P出+P內(nèi).
(2)純電阻電路：P總=I2(R+r)=
2.電源內(nèi)部消耗的功率
P內(nèi)=I2r=U內(nèi)I=P總-P出.
3.電源的輸出功率
(1)任意電路：P出=UI=EI-I2r=P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
�、佼�(dāng)R=r時(shí)，電源的輸出功率最大為
�、诋�(dāng)R>r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越小.
③當(dāng)R<r時(shí)，隨著R的增大輸出功率越來越大.
④當(dāng)P出<Pm時(shí)，每個(gè)輸出功率對應(yīng)兩個(gè)可能的外電阻R1和R2，且R1?R2=r2.
�、軵出與R的關(guān)系如圖所示.
4.電源的效率
(1)任意電路：η= ×100%= ×100%.
(2)純電阻電路：η=
因此在純電阻電路中R越大，η越大；當(dāng)R=r時(shí)，電源有最大輸出功率時(shí)，效率僅為50%.
【例1】(2011?鹽城模擬)(14分)如圖所示，電阻R1=2 Ω，小燈泡L上標(biāo)有“3 V，1.5 W”，電源內(nèi)阻r=1 Ω,滑動變阻器的最大阻值為R0(大小未知)，當(dāng)觸頭P滑動到最上端a時(shí)，電流表的讀數(shù)為1 A，小燈泡L恰好正常發(fā)光，求：
(1)滑動變阻器的最大阻值R0.
(2)當(dāng)觸頭P滑動到最下端b時(shí)，求電源的總功率及輸出功率.
【答案】(1)6 Ω (2)12 W 8 W
【詳解】(1)當(dāng)觸頭P滑動到最上端a時(shí)，流過小燈泡
L的電流為：IL= =0.5 A (2分)
流過滑動變阻器的電流： I0=IA-IL=1 A-0.5 A=0.5 A (2分)
故：R0= =6 Ω. (2分)
(2)電源電動勢為： E=UL+IA(R1+r)=3 V+1×(2+1) V=6 V. (2分)
當(dāng)觸頭P滑動到最下端b時(shí)，滑動變阻器和小燈泡均被短路.電路中總電流為：
I= =2 A (2分)
故電源的總功率為：P總=EI=12 W (2分)
輸出功率為：P出=EI-I2r=8 W (2分)
二、電路的動態(tài)分析
1.電路的動態(tài)分析問題是指由于斷開或閉合開關(guān)、滑動變阻器滑片的滑動等造成電路結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，某處電路變化又引起其他電路的一系列變化；對它們的分析要熟練掌握閉合電路歐姆定律，部分電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路中電壓和電流的關(guān)系.
2.分析這類問題的一般步驟是：
(1)明確局部電路變化時(shí)所引起的局部電路電阻的變化.
(2)根據(jù)局部電阻的變化，確定電路的外電阻R外總?cè)绾巫兓?
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律I總＝ 確定電路的總電流如何變化.
(4)由U內(nèi)＝I總r確定電源的內(nèi)電壓如何變化.
(5)由U外＝E－U內(nèi)確定電源的外電壓如何變化.
(6)由部分電路歐姆定律確定干路上某定值電阻兩端的電壓如何變化.
(7)確定支路兩端的電壓如何變化以及通過各支路的電流如何變化.
由以上步驟可以看出，解決此類問題，基本思路是“局部→整體→局部”，同時(shí)要靈活地選用公式，每一步推導(dǎo)都要有確切的依據(jù).
【例2】(2011?廣州模擬)如圖所示，A燈與B燈電阻相同，當(dāng)滑動變阻器R的滑動片向下滑動時(shí)，兩燈的變化是 ( )
A燈變亮，B燈變亮
B.A燈變暗，B燈變亮
C.A燈變暗，B燈變暗
D.A燈變亮，B燈變暗
【答案】選C.
【詳解】當(dāng)變阻器的滑片向下滑動時(shí)，接入電路的電阻減小，根據(jù)串、并聯(lián)電路特點(diǎn)可知電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可得干路電流I增大，內(nèi)阻分擔(dān)電壓增大，路端電壓U減小，A燈兩端電壓減小，亮度變暗；另一支路電流I′=I-IA增大，U1=I′R1增大，故R與B燈的并聯(lián)支路電壓UB=U-U1減小，B燈變暗，C正確.
三、含電容器電路的分析與計(jì)算
1.電路的簡化：不分析電容器的充、放電過程時(shí)，把電容器處的電路視為斷路，簡化電路時(shí)可以去掉，求電荷量時(shí)再在相應(yīng)位置補(bǔ)上.
2.電路穩(wěn)定時(shí)電容器的處理方法：電路穩(wěn)定后，與電容器串聯(lián)的電路中沒有電流，同支路的電阻相當(dāng)于導(dǎo)線，即電阻不起降低電壓的作用，但電容器兩端可能出現(xiàn)電勢差.
3.電壓變化帶來的電容器的變化：電路中電流、電壓的變化可能會引起電容器的充、放電. 若電容器兩端電壓升高，電容器將充電；若電壓降低，電容器將通過與它連接的電路放電，可由ΔQ=C?ΔU計(jì)算電容器上電荷量的變化.
4.含電容器電路的處理方法：如果電容器與電源并聯(lián)，且電路中有電流通過，則電容器兩端的電壓不是電源電動勢E，而是路端電壓U.
【例3】(10分)如圖所示的電路中，E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，電池內(nèi)阻不計(jì)，C1＝C2＝30 μF.先閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后再斷開S，求斷開S后通過電阻R1的電荷量.
【答案】S閉合時(shí)，I＝
UC1＝IR2＝6 V (2分)
由于C2被S短路，其兩端電壓UC2＝0
S斷開待電路穩(wěn)定后，由于電路中無電流，故UC1′＝UC2′
�。�10 V (2分)
電容器C2上增加的電荷量為：
ΔQ2＝C2(UC2′－0)＝30×10－6×10 C＝3×10－4 C.(2分)
電容器C1上增加的電荷量為：
ΔQ1＝C1(UC1′－UC1)＝30×10－6×4 C
＝1.2×10－4 C. (2分)
通過R1的電荷量
Q＝ΔQ1+ΔQ2＝4.2×10－4 C. (2分)
【感悟高考真題】
1.（2011?北京高考?T17）如圖所示電路，電源內(nèi)阻不可忽略。開關(guān)S閉合后，在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中
A.電壓表與電流表的示數(shù)都減小
B.電壓表與電流表的示數(shù)都增大
C.電壓表的示數(shù)增大，電流表的示數(shù)減小
D.電壓表的示數(shù)減小，電流表的示數(shù)增大。
【答案】選A.
【詳解】在變阻器R0的滑動端向下滑動的過程中，滑動變阻器R0的電阻減小，電路總電阻減小，干路電流增大，內(nèi)阻壓降增加，路端電壓減小，電壓表的示數(shù)減小，同時(shí)，定值電阻R1上的壓降也增加，使得定值電阻R2兩端電壓降低，導(dǎo)致電流表的示數(shù)減小，所以A正確.
2.（2011?海南物理?T2）如圖，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表。初始時(shí)S0與S均閉合，現(xiàn)將S斷開，則（ ）
○V的讀數(shù)變大，○A的讀數(shù)變小
○V的讀數(shù)變大，○A的讀數(shù)變大
○V的讀數(shù)變小，○A的讀數(shù)變小
○V的讀數(shù)變小，○A的讀數(shù)變大
【答案】選B。
當(dāng)S斷開時(shí)，外電阻變大，總電流 變小，路端電壓 變大，所以電壓表的示數(shù)變大；總電流變小，電阻 上的電壓 減小，而路端電壓變大，電阻 上降的電壓變大，所以電流表的示數(shù)變大。所以B項(xiàng)正確。
3.（2011?上海高考物理?T6）右表是某邏輯電路的真值表，該電路是
【答案】選D.
【詳解】與門電路的邏輯功能是兩個(gè)輸入端只要有一端是“0”，輸出端就是“0”，真值表是：
ABY
000
010
100
111
非門的輸入端與輸出端相反，所以，與門跟非門串聯(lián)后的真值表是：
ABY
001
011
101
110
可見D選項(xiàng)正確.
4.（2011?上海高考物理?T12）如圖所示電路中，閉合電鍵S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從最高端向下滑動時(shí)，
(A)電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)變大
(B)電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)變小
(C)電壓表V讀數(shù)先變大后變小，電流表A讀數(shù)先變小后變大
(D)電壓表V讀數(shù)先變小后變大，電流表A讀數(shù)先變大后變小
【答案】選A.
【詳解】電路的串并聯(lián)關(guān)系是這樣的：滑動變阻器的上下兩部分電阻并聯(lián)再與電阻R串聯(lián)。當(dāng)上下兩部分電阻相等時(shí)，并聯(lián)電路阻值最大，干路電流最小，路端電壓最高，即電壓表讀數(shù)經(jīng)歷了先增大后減小的過程。所以只有A、C選項(xiàng)可能正確；當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P在最高端時(shí)，電流表讀數(shù)為零，即電流表的讀數(shù)是從零開始增加的，因此，只能是A選項(xiàng)不可能是C選項(xiàng)。
5. （2010?新課標(biāo)?19）電源的效率 定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比.在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)圖線如圖所示，圖中U為路端電壓，I為干路電流，a、b為圖線上的兩點(diǎn)，相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為 、 .由圖可知 、 的值分別為
A、 、 B、 、 C、 、 D、 、
答案：D
解析：電源效率 ，E為電源的總電壓（即電動勢），根據(jù)圖象可知Ua= , Ub= ，所以選項(xiàng)D正確。
6、（2009年全國II卷理綜）17. 因?yàn)闇y量某電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線。用此電源與三個(gè)阻值均為3 的電阻連接成電路，測得路端電壓為4.8V。則該電路可能為
答案B
【解析】本題考查測電源的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn).由測量某電源電動勢和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線可知該電源的電動勢為6v,內(nèi)阻為0.5Ω.此電源與三個(gè)均為3 的電阻連接成電路時(shí)測的路端電壓為4.8v,A中的路端電壓為4v,B中的路端電壓約為4.8V.正確C中的路端電壓約為5.7v,D中的路端電壓為5.4v.
3、（2009年高考天津理綜卷）
3.為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開關(guān)，通過移動變阻
器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光。
由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U-I圖象應(yīng)是
C【解析】燈絲電阻隨電壓的增大而增大，在圖像上某點(diǎn)到原點(diǎn)連線的斜率應(yīng)越來越大。C正確。
7.（09年重慶卷18）.某實(shí)物投影機(jī)有10個(gè)相同的強(qiáng)光燈L1～L10(24V/200W)和10個(gè)相同的指示燈X1～X10(220V/2W),將其連接在220V交流電源上，電路見題18圖，若工作一段時(shí)間后，L2燈絲燒斷，則，
A. X1的功率減小，L1的功率增大。
B. X1的功率增大，L1的功率增大
C, X2功率增大，其它指示燈的功率減小
D. X2功率減小，其它指示燈的功率增大
答案：C
【考點(diǎn)模擬演練】
1. 關(guān)于電源的電動勢，下列說法正確的是( )
A.電源的電動勢等于電源兩端的電壓
B.電源不接入電路時(shí)，電源兩極間的電壓大小等于電動勢
C.電動勢的國際單位是安培
D.常見的鉛蓄電池電動勢為1.5V
【答案】選B.
【詳解】電源電動勢等于電源路端電壓與內(nèi)電壓之和，只有外電路是斷路時(shí)，電源兩端的電壓等于電源電動勢，A錯(cuò)，B對；電動勢的國際單位是伏特，C錯(cuò)；常見鉛蓄電池的電動勢為2 V，D錯(cuò).
2.下列關(guān)于電源電動勢的說法中正確的是( )
A.在某電池的電路中，每通過2 C的電荷量，電池提供的電能是4 J，那么這個(gè)電池的電動勢是0.5 V
B.電源的路端電壓增大時(shí)，其電源的電動勢一定也增大
C.無論內(nèi)電壓和外電壓如何變化，其電源的電動勢一定不變
D.電源的電動勢越大，電源所能提供的電能就越多
【答案】選C.
【詳解】由E= 得E＝2 V，則A錯(cuò)誤；電源的電動勢與外電路無關(guān)，只由電源自身的性質(zhì)決定，則B錯(cuò)C對；電源的電動勢大，所提供的能量不一定大，電源的電動勢取決于通過電源的電量與電動勢的乘積，D錯(cuò)誤.
3.某實(shí)驗(yàn)小組用三只相同的小燈泡連接成如圖所示的電路，研究串并聯(lián)電路的特點(diǎn).實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是( )
A.K2斷開，K1與a連接，三只燈泡都熄滅
B.K2斷開，K1與b連接，三只燈泡亮度相同
C.K2閉合，K1與a連接，三只燈泡都發(fā)光，L1、L2亮度相同
D.K2閉合，K1與b連接，三只燈泡都發(fā)光，L3的亮度小于L2的亮度
【答案】選D.
【詳解】 K2斷開，K1與a連接時(shí)三只燈泡串聯(lián)，三只燈泡應(yīng)該亮度相同，A錯(cuò)誤；K2斷開，K1與b連接時(shí)，L1、L2兩只燈泡串聯(lián)，L3被斷開沒有接入電路，B錯(cuò)誤；K2閉合，K1與a連接時(shí)只有L2亮，L1和L3被短路，C錯(cuò)誤；K2閉合，K1與b連接時(shí)，L1和L3并聯(lián)，然后與L2串聯(lián)，此時(shí)三只燈泡都發(fā)光，L3的亮度與L1的亮度相同，都小于L2的亮度，D正確.
4.如圖所示，水平放置的平行板電容器中有一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將滑動變阻器的滑片P向左移動，則( )
A.電容器中的電場強(qiáng)度將增大
B.電容器所帶的電荷量將減少
C.電容器的電容將減小
D.液滴將向上運(yùn)動
C.電容器的電容將減小
D.液滴將向上運(yùn)動
【答案】選B.
【詳解】電容器和電阻R2并聯(lián)，兩端電壓與R2兩端電壓相等，當(dāng)滑片P向左移動時(shí)電路中電阻增大，總電流減小，R2兩端電壓減小，電容器中場強(qiáng)減小，A錯(cuò)；液滴受到的電場力減小，故液滴向下運(yùn)動，D錯(cuò)誤；由Q＝CU知，電容器所帶的電荷量減少，B正確；電容器的電容與兩端電壓及所帶電荷量無關(guān)，故C錯(cuò).
5.小強(qiáng)在用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動控制.經(jīng)檢查,恒溫箱的控制器沒有故障(如圖所示)，則下列對故障判斷正確的是( )
A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障
B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障
C.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障
D.可能是加熱器出現(xiàn)故障
【答案】選C.
【詳解】恒溫箱內(nèi)溫度持續(xù)升高，說明加熱器沒損壞，D錯(cuò)；而控制器也沒問題，故熱敏電阻或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障，在沒有確定的條件下選C而不選A、B.
5．如圖所示電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)，三個(gè)小燈泡完全相同且外電路變化時(shí)每個(gè)燈泡兩端的電壓都不會超過其額定電壓，開始時(shí)只有S1閉合，當(dāng)S2也閉合后，下列說法正確的是
A．燈泡L1變亮
B．燈泡L2變亮
C．電容器C的帶電荷量將增加
D．閉合S2的瞬間流過電流表的電流方向自右向左
【答案】AD
【詳解】只有S1閉合時(shí)，L1和L2串聯(lián)，電容器兩端的電壓等于電源兩端的電壓．S2閉合后，L3和L2串聯(lián)，再和L1串聯(lián)．則L1兩端的電壓增大，故L1變亮，電容器兩端的電壓減小，故電容器放電．電荷量減�。娏鞅砩系碾娏魇请娙萜鞯姆烹婋娏鳎史较驈挠蚁蜃螅芍狝D正確．
6．汽車電動機(jī)啟動時(shí)車燈會瞬時(shí)變暗，如圖20所示，在打開車燈的情況下，電動機(jī)未啟動時(shí)電流表讀數(shù)為10 A，電動機(jī)啟動時(shí)電流表讀數(shù)為58 A，若電源電動勢為12.5 V，內(nèi)阻為0.05 Ω.電流表內(nèi)阻不計(jì)，則因電動機(jī)啟動，車燈的電功率降低了
A．35.8 W B．43.2 W
C．48.2 W D．76.8 W
【答案】B
【詳解】電動機(jī)未啟動時(shí)，通過燈泡電流為I＝10 A，
電壓U1＝12.5 V－10×0.05 V＝12 V.
所以燈泡電阻為R＝U1I＝1210 Ω＝1.2 Ω.
電動機(jī)啟動時(shí)，燈泡兩端的電壓
U2＝12.5 V－58×0.05 V＝9.6 V.
故車燈的電功率降低了ΔP＝U21R－U22R＝43.2 W．故B正確．
7．如圖所示的圖線①表示某電池組的輸出電壓與電流的關(guān)系(UI圖線)，圖線②表示其輸出功率與電流的關(guān)系(PI圖線)，則下列說法正確的是( )
A．電池組的電動勢為50 V
B．電池組的內(nèi)阻為253 Ω
C．電流為2 A時(shí)，外電路的電阻為20 Ω
D．輸出功率為120 W，輸出電壓是30 V
【答案】ACD
【詳解】圖線①可以得出電源的電動勢是50 V，內(nèi)阻為5 Ω.從圖線②可以看出電流為2 A時(shí)，功率為80 W，即電壓約為40 V，所以外電阻約為20 Ω；當(dāng)輸出功率是120 W時(shí)，電流是4 A，輸出電壓為30 V.
8．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(dāng)R2的滑動觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U.現(xiàn)將R2的滑動觸點(diǎn)向b端移動，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是( )
A．I1增大，I2不變，U增大 B．I1減小，I2增大，U減小
C．I1增大，I2減小，U增大 D．I1減小，I2不變，U減小
【答案】B
【詳解】R2滑動觸點(diǎn)向b端滑動，R2減小，總電阻R總也減小，總電流I＝ER總增大，電源內(nèi)電壓U內(nèi)＝Ir，故U內(nèi)增大，電壓表示數(shù)U＝E－U內(nèi)，E不變，故U減小；R1、R2電壓U1＝E－U內(nèi)－IR3，可知U1減小，R1不變，故I1減��；I2＝I－I1，故I2增大，所以只有B正確．
9．如圖所示電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻r不能忽略．閉合S后，調(diào)整R的阻值，使電壓表的示數(shù)增大ΔU，在這一過程中( )
A．通過R1的電流增大，增大量為ΔU/R1
B．R2兩端的電壓減小，減小量為ΔU
C．通過R2的電流減小，減小量小于ΔU/R2
D．路端電壓增大，增大量為ΔU
【答案】A
【詳解】電阻R增大時(shí)，并聯(lián)電阻變大，電路中總電阻變大，干路電流變小，內(nèi)電壓變小，R2兩端的電壓U2變小，則電壓表示數(shù)變大，對于回路有：E＝U＋U′＝UV＋U2＋U′，UV＝I1R1，U2＝IR2，U′＝Ir.所以有：ΔU＝ΔU2＋ΔU′，故選A.
10．在如圖所示的閃光燈電路中，電源的電動勢為E，電容器的電容為C，當(dāng)閃光燈兩端電壓達(dá)到擊穿電壓U時(shí)，閃光燈才有電流通過并發(fā)光，正常工作時(shí)，閃光燈周期性短暫閃光，則可以判定( )
A．電源的電動勢E一定小于擊穿電壓U
B．電容器所帶的最大電荷量一定為CE
C．閃光燈閃光時(shí)，電容器所帶的電荷量一定增大
D．在一個(gè)閃光周期內(nèi)，通過電阻R的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等
【答案】D
【詳解】電容器兩端電壓與閃光燈兩端電壓相等，當(dāng)電源給電容器充電，達(dá)到閃光燈擊穿電壓U時(shí)，閃光燈被擊穿，電容器放電，放電后閃光燈兩端電壓小于U而斷路，電源再次給電容器充電，達(dá)到電壓U時(shí)，閃光燈又被擊穿，電容器放電，如此周期性充、放電，使得閃光燈周期性短暫閃光，要使得充電后達(dá)到電壓U，則電動勢一定大于或等于U，故A項(xiàng)錯(cuò)；電容器兩端的最大電壓為U，故電容器所帶的最大電荷量為CU，故B項(xiàng)錯(cuò)；閃光燈閃光時(shí)電容器放電，所帶電荷量減少，C項(xiàng)錯(cuò)；充電時(shí)電荷通過電阻R，通過閃光燈放電，故充、放電過程中，通過電阻R的電荷量與通過閃光燈的電荷量一定相等，故D項(xiàng)正確．
11．(2011年東城模擬)一臺小型電動機(jī)在3 V電壓下工作，用此電動機(jī)提升所受重力為4 N的物體時(shí)，通過它的電流是0.2 A．在30 s內(nèi)可使該物體被勻速提升3 m．若不計(jì)除電動機(jī)線圈生熱之外的能量損失，求：
(1)電動機(jī)的輸入功率；
(2)在提升重物的30 s內(nèi)，電動機(jī)線圈所產(chǎn)生的熱量；
(3)線圈的電阻．
【答案】(1)0.6 W (2)6 J (3)5 Ω
【詳解】(1)電動機(jī)的輸入功率
P入＝UI＝0.2×3 W＝0.6 W.
(2)電動機(jī)提升重物的機(jī)械功率
P機(jī)＝Fv＝(4×3/30) W＝0.4 W.
根據(jù)能量關(guān)系P入＝P機(jī)＋PQ，得生熱的功率
PQ＝P入－P機(jī)＝(0.6－0.4) W＝0.2 W.
所生熱量Q＝PQt＝0.2×30 J＝6 J.
(3)根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt，得線圈電阻
R＝QI2t＝60.22×30 Ω＝5 Ω.
12.右圖電路中R1＝12 Ω，R2＝6 Ω，滑動變阻器R3上標(biāo)有“20 Ω，2 A”字樣，理想電壓表的量程有0～3 V和0～15 V兩擋，理想電流表的量程有0～0.6 A和0～3 A兩擋．閉合開關(guān)S，將滑片P從最左端向右移動到某位置時(shí)，電壓表、電流表示數(shù)分別為2.5 V和0.3 A；繼續(xù)向右移動滑片P至另一位置，電壓表指針指在滿偏的1/3，電流表指針指在滿偏的1/4，求：
(1)此時(shí)電流表示數(shù)；
(2)電源的電動勢．
【答案】 (1)0.15 A (2)7.5 V
【詳解】(1)滑片P向右移動的過程中，電流表示數(shù)在減小，電壓表示數(shù)在增加，由此可以確定電流表量程選取的是0～0.6 A，電壓表量程選取的是0～15 V，所以電流表的示數(shù)為14×0.6 A＝0.15 A.
(2)電壓表的示數(shù)為13×15 V＝5 V；當(dāng)電壓表示數(shù)U1＝2.5 V時(shí)，電流表示數(shù)I1＝0.3 A，得
E＝U1＋I(xiàn)1R1＋I(xiàn)1?R1＋R2?R2r
當(dāng)電壓表示數(shù)U2＝5 V時(shí)，I2＝0.15 A得
E＝U2＋I(xiàn)2R1＋I(xiàn)2?R1＋R2?R2r
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