闭合电路欧姆定律是物理学中的基本定律之一,主要描述了电源、内阻、外电路电阻之间的关系。在这个定律中,电源的电动势E代表了电源产生的能量,内阻r是电源内部的电阻,外电路是由用户连接的各种电阻,如题目中的电阻R或滑动变阻器R。当电流I流过整个电路时,电源提供的总能量E等于电流I通过内阻r产生的热能Ir²加上外电路获得的电能IV,即E=Ir²+IV。
在给定的题目中,我们看到了多个与闭合电路欧姆定律相关的习题。例如:
1. 第一个选择题涉及到电源的U-I图线和电阻的U-I图线。根据图线的斜率,可以确定电源的电动势(E=斜率的倒数)和内阻(内阻为图线截距)。题目中提到的电源电动势为6V,内阻为1Ω,而电阻R的大小可以通过其图线与横轴的截距得出,为2.5Ω。如果将电阻R与电源连接成闭合电路,电源的输出功率P=E*I²-R²*(E/I)²,其中I=E/(R+r),解出I并代入功率公式可得电源的输出功率为10W。而电源内阻消耗的能量E内=I²r*t,其中t是时间,1min=60s,代入数据计算即可得到720J。
2. 第二个选择题考察的是手机电池板的标识,电动势E通常标注在电池上,所以可以直接读取,这里是3.7V。而电池提供的最大电能并不是电动势乘以电流,而是电池容量乘以电动势,这通常以mAh为单位,题目没有给出这个信息,所以无法计算最大电能。
3. 第三个题目中,当滑动变阻器的滑片向右移动时,外电阻R增加,根据欧姆定律,电流I会减小,因此通过灯泡L的电流也减小,导致灯泡变暗,A选项错误;电压表测量的是电源的端电压,由于电流减小,根据E=Ir+IR0,电压表的示数会增大,B选项正确;电流表的示数I会减小,C选项正确;R0上消耗的功率P0=I²R0会随着I的减小而减小,D选项错误。
4. 第四个题目,滑动变阻器向右移动时,L1所在支路的电阻增大,总电阻增大,电流减小,L1变暗,B选项正确;L2所在支路的电阻减小,电流增大,L2变亮,C选项正确。
5. 第五个题目中,当滑动变阻器的阻值调整时,需要保证小球能到达A板,即克服重力做功,这个过程涉及到电场力和重力的平衡。通过计算,可以求出滑动变阻器接入电路的阻值以及电源的输出功率。
以上这些题目都是围绕闭合电路欧姆定律展开的,涉及到了电源的电动势、内阻、外电阻、电流、电压、功率以及能量转换等多个概念。在解决这类问题时,理解并熟练运用闭合电路欧姆定律是非常关键的。