电学 II (Electricity II)

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电学 II (Electricity II) — sample Physics questions with answers

1. Question 1

   在一个理想的电路中，电源电动势为 $\epsilon$，内阻为 $r$。当外接电阻 $R$ 增大时，下列说法正确的是：

   • A端电压 $U$ 减小
   • B端电压 $U$ 增大
   • C电源输出功率一定减小
   • D电路的总电流增大

   Answer: B. 端电压 $U$ 增大

   根据欧姆定律，端电压 $U=\epsilon -Ir=\epsilon -\frac{\epsilon }{R+r}r$。当 $R$ 增大时，总电流 $I$ 减小，内阻压降 $Ir$ 减小，故端电压 $U$ 增大。

2. Question 2

   关于基尔霍夫定律 (Kirchhoff's Laws)，下列描述正确的是：

   • A基尔霍夫电流定律依据是能量守恒定律
   • B基尔霍夫电压定律依据是电荷守恒定律
   • C基尔霍夫电流定律适用于任何节点
   • D基尔霍夫电压定律仅适用于直流电路

   Answer: C. 基尔霍夫电流定律适用于任何节点

   基尔霍夫电流定律 (KCL) 基于电荷守恒，适用于电路中任何节点；电压定律 (KVL) 基于能量守恒，适用于任何闭合回路，不限直流。

3. Question 3

   有两个电阻 $R_1=10\Omega$ 和 $R_2=20\Omega$ 串联接入 $30\text{V}$ 的电源两端，则 $R_1$ 两端的电压为：

   • A$5\text{V}$
   • B$10\text{V}$
   • C$15\text{V}$
   • D$20\text{V}$

   Answer: B. $10 \text{V}$

   根据分压公式，$U_1=\frac{R_1}{R_1+R_2}V=\frac{10}{10+20}\times 30=10\text{V}$。

4. Question 4

   当外电路电阻 $R$ 等于电源内阻 $r$ 时，电源的输出功率达到最大值，此时电源的效率为：

   • A$25\%$
   • B$50\%$
   • C$75\%$
   • D$100\%$

   Answer: B. $50\%$

   电源效率 $\eta =\frac{I^{2}R}{I^2(R+r)}=\frac{R}{R+r}$。当 $R=r$ 时，$\eta =\frac{r}{r+r}=0.5$ 或 $50\%$。

5. Question 5

   关于电表改装，若要将一个量程为 $I_g$ 的电流表改装成量程为 $U$ 的电压表，应采取的措施是：

   • A串联一个较大的电阻
   • B并联一个较大的电阻
   • C串联一个较小的电阻
   • D并联一个较小的电阻

   Answer: A. 串联一个较大的电阻

   电压表需串联分压电阻以扩大测量量程，分压电阻应尽可能大以减小对原电路影响。