【題目】如圖1所示，用電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源，向滑動變阻器R供電。改變變阻器R的阻值，路端電壓U與電流I均隨之變化。

（1）以U為縱坐標，I為橫坐標，在圖2中畫出變阻器阻值R變化過程中U-I圖像的示意圖，并說明U-I圖像與兩坐標軸交點的物理意義。

（2）a．請在圖2畫好的U-I關(guān)系圖線上任取一點，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時電源的輸出功率；

b．請推導(dǎo)該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

（3）請寫出電源電動勢定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動勢在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢降落之和。

【答案】（1）U–I圖象如圖所示：

圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

（2）a如圖所示：

b.

（3）見解析

【解析】（1）U–I圖像如圖所示，

其中圖像與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

（2）a．如圖所示

b．電源輸出的電功率：

當外電路電阻R=r時，電源輸出的電功率最大，為

（3）電動勢定義式：

根據(jù)能量守恒定律，在圖1所示電路中，非靜電力做功W產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱，即

本題答案是：（1）U–I圖像如圖所示，

其中圖像與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

（2）a．如圖所示

當外電路電阻R=r時，電源輸出的電功率最大，為

（3）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，M1 N1 P1Q1和M2 N2 P2 Q2為在同一水平面內(nèi)足夠長的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強度B=2 T的勻強磁場中，磁場方向豎直向下。導(dǎo)軌的M1N1段與M2 N2段相互平行，間距為2 m; P1Q1段與P2 Q2段平行，間距為1m。兩根質(zhì)量均為m=lkg、電阻均為R=0.5Ω的金屬桿a、b垂直于導(dǎo)軌放置，桿的長度恰好等于導(dǎo)軌間距。一根不可伸長的絕緣輕質(zhì)細線一端系在金屬桿6的中點，另一端繞過輕小定滑輪與質(zhì)量為mc的重物c相連，線的水平部分與P1Q1平行且足夠長，c離地面足夠高。已知兩桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.4，不計導(dǎo)軌電阻及電磁輻射，重力加速度為g=10 m／s2。

(1)若要保持整個系統(tǒng)靜止，重物f的質(zhì)量不能超過多少？

(2)若c的質(zhì)量改為mc=0. 6kg，將c由靜止釋放并開始計時，桿在運動過程中始終保持與軌道垂直且接觸良好，求金屬桿b的最大速度。

(3)在(2)的條件下，已知t=4 s時，金屬桿b已經(jīng)非常接近最大速度，求這4s的過程中a棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩根長度不同的細線下面分別懸掛兩個完全相同的小球A、B，細線上端固定在同一點，繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動已知A球細線跟豎直方向的夾角為，B球細線跟豎直方向的夾角為，下列說法正確的是　　

A. 細線和細線所受的拉力大小之比為：1

B. 小球A和B的向心力大小之比為1：3

C. 小球A和B的角速度大小之比為1：1

D. 小球A和B的線速度大小之比為1：

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】我國遠距離輸送交流電用的電壓有110kV、220kV和330kV，輸電干線已經(jīng)采用500kV的超高壓，西北電網(wǎng)的電壓甚至達到750 kV．對高壓輸電下列說法正確的是（ ）

A. 采用高壓輸電是為了加快輸電的速度

B. 輸電電壓越高越好

C. 采用高壓輸電能夠降低輸電線路上的能量損耗

D. 實際輸送電能時要綜合考慮各種因素，依照不同情況選擇合適的輸電電壓

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體由靜止開始做加速度為5m/s2的勻加速直線運動，4s后物體做勻速直線運動，一段時間后，接著又經(jīng)過5s勻減速直線運動后靜止，全程所用總時間為10s求：

(1)物體做勻減速直線運動時的加速度；

(2)物體在6s末的速度大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。

a．請根據(jù)電場強度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點電荷Q的場強表達式；

b．點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面S、S到點電荷的距離分別為r、r。我們知道，電場線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小。請計算S、S上單位面積通過的電場線條數(shù)之比N1/N2。

（2）觀測宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠單位面積接收的電磁波功率越小，觀測越困難。為了收集足夠強的來自天體的電磁波，增大望遠鏡口徑是提高天文觀測能力的一條重要路徑。2016年9月25日，世界上最大的單口徑球面射電望遠鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽為“中國天眼”。FAST直徑為500 m，有效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。

a．設(shè)直徑為100 m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P，計算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P；

b．在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的，僅以輻射功率為P的同類天體為觀測對象，設(shè)直徑為100 m望遠鏡能夠觀測到的此類天體數(shù)目是N0，計算FAST能夠觀測到的此類天體數(shù)目N。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)做“測勻變速直線運動的加速度”的實驗裝置如圖所示。一小車放在水平長木板上，左側(cè)拴有一細軟線，跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連，小車右側(cè)與穿過電火花計時器的紙帶相連，在重物牽引下，小車在木板上向左運動。下圖給出了電火花計時器在紙帶上打出的一些計

數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點間還有4個點沒畫出，電火花計時器所用的交流電頻率為50Hz。

（1）實驗中，除電火花打點計時器（含紙帶、墨粉紙）、小車、平板、導(dǎo)線、細線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有_____________。（填選項代號）

A．電壓為4～6V的50Hz交流電源
B．電壓為220V的50Hz交流電源

C．刻度尺
D．停表
E．天平
F．重錘

（2）該同學(xué)進行了以下實驗操作步驟，其中錯誤的步驟是_______

A．將打點計時器固定在長木板有滑輪一端，并接好電路

B．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔

C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當重的鉤碼

D．拉住紙帶，將小車移到靠近打點計時器的一端后，放開紙帶，再接通電源

（3）根據(jù)紙帶可以計算各點的瞬時速度及小車加速度，現(xiàn)計算第2點的瞬時速度：

=________m/s， 小車的加速度為=___________m/s2。(結(jié)果取三位有效數(shù)字)

（4）另一同學(xué)利用如圖2所示的裝置測定導(dǎo)軌上滑塊運動的加速度，滑塊上安裝了寬度為d的遮光板．滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門A、B，配套的數(shù)字毫秒計（圖中未畫出）記錄了遮光板通過第一個光電門A的時間為△t1，則滑塊通過第一個光電門的速度表達式為vA=______．若已知滑塊通過兩光電門速度分別為vA、vB，兩個光電門A、B間距離為L，則滑塊的加速度表達式為α=______．(用題中字母表示)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。正方體密閉容器中有大量運動粒子，每個粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量，為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機會均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學(xué)力學(xué)知識，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系正確的是( )

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”實驗中，他先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長，用刻度尺測出彈簧的原長lo，再把彈簧豎直懸掛起來，掛上鉤碼后測出彈簧伸長后的長度l，把l－lo作為彈簧的伸長量Δl，這樣操作，由于彈簧自身重力的影響，最后畫出的圖線可能是下圖中的_____

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