3.如图所示，电源的电动势E＝8 V，内阻不为零，灯泡L₁上标有“10 V　10 W”的字样，灯泡L₂上标有“8 V　20 W”的字样，滑动变阻器的总电阻为6 Ω.在滑片P由a端向b端滑动的过程中(不考虑灯泡内阻的变化)(　)

A.电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小

B.电流表的示数一直减小，电压表的示数一直增大

C.电流表的示数先增大后减小，电压表的示数先减小后增大

D.电流表的示数先减小后增大，电压表的示数先增大后减小

解析：由题给的已知条件可求得RL₁＝10 Ω，RL₂＝3.2 Ω，由于不考虑灯泡内阻的变化，在滑片P由a端向b端滑动的过程中，整个电路的总电阻将一直减小，故电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小.

答案：A

2.如图所示，电源的内阻为r，滑动变阻器的总阻值为R，且R＝2r.当滑动变阻器的滑片从a端向b端滑动时，关于电路中的电压表、电流表的示数、电源的输出功率及电源的效率，下列说法正确的是(　)

A.电压表和电流表的示数均增大

B.电压表的示数减小，电流表的示数增大

C.电源的输出功率增大，电源的效率增大

D.电源的输出功率先增大后减小，电源的效率减小

解析：由于滑动变阻器的滑片向下移动，导致电路中的总电阻减小，总电流增大，路端电压减小；滑片由a端滑动到变阻器中央的过程中，外电路的总电阻逐渐接近电源的内阻r，电源的输出功率逐渐增大；当滑片滑过中央之后，外电路的总电阻与电源内阻之间的差距越来越大，电源的输出功率逐渐减小，电源的效率随外电路电阻的减小而减小，故电源的效率逐渐减小.

答案：BD

1.关于闭合电路的性质，下列说法正确的是(　)

A.外电路断路时，路端电压最高

B.外电路短路时，电源的功率最大

C.外电路的电阻变大时，电源的输出功率变大

D.不管外电路的电阻怎样变化，其电源的内外电压之和保持不变

解析：由闭合电路欧姆定律可知，E＝Ir+U_外，当外电路断路时，即I＝0，此时U_外＝E，路端电压最大；外电路短路时，电路中的电流最大，此时，电源的功率也最大；电源的输出功率P＝I²R＝R＝，只有当R＝r时，电源的输出功率才最大.

答案：ABD

6.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道.当环中电子以光速的的速度流动而形成的电流是10 mA时，环中运行的电子数目为(已知光速c＝3×10⁸ m/s，电子的电荷量e＝1.6×10^－19 C)(　)

A.5×10¹⁰　B.5×10¹¹　C.1×10²　D.1×10⁴

解析：设单位长度上的电子数目为n，则单位长度上的电子所带的电荷量q′＝ne

t秒内电子通过的距离s＝×ct

t秒内通过某截面的电荷量q＝sq′＝

由I＝得：I＝

所以n＝

环中运行的电子数目N＝240n

＝240×

＝5×10¹¹.

答案：B

第50讲　闭合电路的欧姆定律

体验成功

5.一个电解槽的额定电压为U，电流为I，两极间电解液的电阻为R.当它正常工作时，下列说法正确的是(　)

A.电解槽的功率为

B.电解槽的热功率为I²R

C.电解槽的输出功率为UI－I²R

D.电解槽的热功率为

解析：电解槽的功率指的是这一装置消耗电能的总功率P＝UI

电解槽的热功率由焦耳定律有：P_热＝I²R

电解槽的输出功率指的是这一装置把电能转化为化学能的功率(电解出单质)，故P_输＝UI－I²R.

答案：BC

4.在神经系统中，神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类.现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质--髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率ρ＝8×10⁶ Ω·m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为(　)

A.0.31 μA　 B.0.62 μA

C.0.15 μA　 D.0.43 μA

解析：根据电阻定律，可得神经纤维的电阻为：

R＝ρ＝8×10⁶× Ω＝3.18×10⁸ Ω

根据部分电路的欧姆定律可知：

I＝＝0.31×10^－6 A＝0.31 μA.

答案：A

3.如图所示，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒串接在电路中，两端的电压为U，则(　)

A.通过两棒的电流不相等

B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同

C.两棒内的电场强度不同，细棒内场强E₁大于粗棒内场强E₂

D.细棒的电压U₁大于粗棒的电压U₂

解析：由R＝ρ可知，R₁＞R₂

又由串联电路的特点知：I₁＝I₂＝I

故U₁＝IR₁＞U₂＝IR₂

E₁＝＞E₂＝

可知选项A错误，C、D正确.

又因为铜棒内的电流是自由电子定向移动形成的，即I＝neSv，由S₁＜S₂可解得v₁＞v₂，选项B正确.

答案：BCD

2.一根粗细均匀的镍铬丝的横截面的直径为d，电阻是R，把它拉制成直径是的均匀细丝后，它的电阻变成(　)

A.R　　　B.10000R

C.R　 D.100R

解析：R＝ρ

拉长后L′＝＝100L

故R′＝ρ＝10000R.

答案：B

1.用一个内阻不计的电源和三根电热丝加热一壶水，已知电热丝的电阻R₁＝R₂＞R₃，则加热最快的方法是(　)

A.三根电热丝并联

B.三根电热丝串联

C.R₁、R₃并联再与R₃串联

D.R₂、R₃并联再与R₃串联

解析：三根电热丝并联时，三根电热丝的电功率之和最大，大小为：P_总＝U²(++).

答案：A

12.(10分)检测一个最大阻值为5 Ω的滑动变阻器，可供使用的器材如下：

A.待测滑动变阻器R_x，全电阻约为5 Ω(电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数)

B.电流表(量程为0.6 A，内阻约为0.6 Ω)；

C.电流表(量程为3 A，内阻约为0.12 Ω)；

D.电压表(量程为15 V，内阻约为15 kΩ)；

E.电压表(量程为3 V，内阻约为3 kΩ)；

F.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)；

G.直流电源E(电动势为3 V，内阻不计)；

H.游标卡尺；

I.毫米刻度尺；

J.开关S、导线若干.

(1)用伏安法测定R_x的最大阻值，所选电流表为　　(填“”或“”)，所选电压表为　　(填“”或“”).

(2)在虚线框中画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将图甲中的实物连接成测量电路.

　(3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式.[2007年高考·山东理综卷]

解析：(1)电源的电动势为3 V，故电压表应选.若在待测滑动变阻器R_x两端加上3 V的电压，通过R_x的电流也仅约为0.6 A(I＝＝ A＝0.6 A)，故电流表应选.

(2)设计此题中的测量电路时，根据题中提供的可使用器材，要注意考虑两个方面的问题：①用伏安法测电阻时，电流表内外接法的选择；②将滑动变阻器接入电路时，分压式和限流式接法的选择.由于选用的电压表的内阻(约为3 kΩ)远大于待测滑动变阻器R_x的阻值(最大阻值为5 Ω)，故采用电流表外接法.由于滑动变阻器的全电阻约为20 Ω，在此题中，采用分压式或限流式接法均能满足要求完成实验，故有两种方案可供选用.(答题时选用任一种均可)

答案：(1)　

方案一　(2)电路原理图和对应的实物连接图如图乙所示

(3)需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺

主要操作步骤如下：

①数出变阻器线圈缠绕的匝数n；

②用毫米刻度尺(也可以用游标卡尺)测量所有线圈的排列长度l，可得电阻丝的直径d＝；

③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝的总长度L＝nπ(D－)，也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝的总长度L＝nπ(D+)；

④重复测量三次，求出电阻丝的直径和总长度的平均值.

方案二　(2)电路原理图和对应的实物连接图如图丙所示

(3)需要的器材：游标卡尺.

主要操作步骤如下：

①数出变阻器线圈缠绕的匝数n；

②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D₁和瓷管部分的外径D₂，可得电阻丝的直径d＝，电阻丝的总长度L＝π(D₁－D₂)；

③重复测量三次，求出电阻丝的直径和总长度的平均值.