高三物理二轮复习《对点训练+通关训练》专题8 电路.docx

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高三物理二轮复习《对点训练+通关训练》专题8电路

2014高三物理二轮复习《对点训练+通关训练》：

专题8　电路

考点1　欧姆定律　电阻定律　串并联电路　焦耳定律

　1.两电阻R1、R2的电流I随电压U变化的关系图线如图所示，其中R1的图线与纵轴的夹角和R2的图线与横轴的夹角都是θ＝30°.若将R1、R2串联起来接入电路中，则通电后R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2等于（C）

A．1∶

B．3∶

C．1∶3D．3∶1

　2.（多选）一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时（BC）

A．通过金属导线的电流为

B．通过金属导线的电流为

C．自由电子定向移动的平均速率为

D．自由电子定向移动的平均速率为

解析：

金属导线被拉长为原来的2倍后，其横截面积变为原来的二分之一，由R＝ρ

可知其电阻为4倍，两端加同一电压U，其电流为原来的四分之一，B正确；由I＝nqvS，可知v为原来的

，C正确．

　3.一只标有“220V,60W”的白炽灯泡，加在其两端的电压U由零逐渐增大到220V，在这一过程中，电压U和电流I的关系与选项中所给的四种情况比较符合的是（C）

解析：

白炽灯泡中的电流由零开始逐渐增大，灯丝电阻随电压的增大而增大，在图像上某点到原点连线的斜率应越来越大，B正确．

　4.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡并联使用，灯泡还和一只开关串联，然后再接到市电上（如图所示），下列说法正确的是（A）

A．开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大

B．开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小

C．开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少

D．开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变

　5.（多选）一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计．则（AC）

A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40Ω

B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40Ω

C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80V

D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V

　6.（2012·四川卷）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一．某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作．工作电压为380V，此时输入电动机的电功率为19kW，电动机的内阻为0.4Ω.已知水的密度为1×103kg/m3，重力加速度取10m/s2.求：

（1）电动机内阻消耗的热功率；

（2）将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）．

解析：

（1）设电动机的电功率为P，则P＝UI①

设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr，则Pr＝I2r②

代入数据解得Pr＝1×103W③

（2）设蓄水总质量为M，所用抽水时间为t.已知抽水高度为h，容积为V，水的密度为ρ，则

M＝ρV④

设质量为M的河水增加的重力势能为ΔEp，

则ΔEp＝Mgh⑤

设电动机的输出功率为P0，则P0＝P－Pr⑥

根据能量守恒定律得P0t×60%×80%＝ΔEp⑦

代入数据解得t＝2×104s

考点2　闭合电路欧姆定律，直流电路的动态问题

　1.（2011·海南卷）如图所示，E为内阻不能忽略的电池，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，

与

分别为电压表和电流表．初始时，S0与S均闭合，现将S断开，则（B）

A.

的读数变大，

的读数变小

B.

的读数变大，

的读数变大

C.

的读数变小，

的读数变小

D.

的读数变小，

的读数变大

　2.（多选）如图所示的电路中，电源电动势E＝6V，内阻r＝1Ω，电阻R1＝6Ω，R2＝5Ω，R3＝3Ω，电容器的电容C＝2×10－5F.若将开关S闭合，电路稳定时通过R2的电流为I；断开开关S后，通过R1的电荷量为q.则（AD）

A．I＝0.75AB．I＝0.5A

C．q＝2×10－5CD．q＝1×10－5C

　3.如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线，若将这两个电阻分别接到该电源上，则（A）

A．R1接在电源上时，电源的效率高

B．R2接在电源上时，电源的效率高

C．R1接在电源上时，电源的输出功率大

D．电源的输出功率一样大

　4.如图所示为测量某电源电动势和内阻时得到的U－I图线．用此电源与三个阻值均为3Ω的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V.则该电路可能为（B）

　5.在如图所示的电路中，R1＝2Ω，R2＝R3＝4Ω，当开关K接a时，R2上消耗的电功率为4W，当开关K接b时，电压表示数为4.5V，试求：

（1）开关K接a时，通过电源的电流和电源两端的电压；

（2）开关K接b时，电源的电动势和内电阻；

（3）开关K接c时，通过R2的电流．

解析：

（1）K接a时，R1被短路，外电阻为R2，根据电功率公式可得

通过电源的电流I1＝

＝1A，

电源两端的电压U1＝

＝4V.

（2）K接a时，有E＝U1＋I1r＝4＋r，①

K接b时，R1和R2串联，

R外′＝R1＋R2＝6Ω，

通过电源的电流I2＝

＝0.75A，

这时有：

E＝U2＋I2r＝4.5＋0.75r.②

联立①②式得：

E＝6V，r＝2Ω.

（3）K接c时，R总＝R1＋r＋R23＝6Ω，

总电流I3＝E/R总＝1A，

通过R2的电流I′＝

I3＝0.5A.

考点3　实验：

测定金属的电阻率（练习使用螺旋测微器）

　1.在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝

可知，对实验结果的准确性影响最大的是（A）

A．导线直径d的测量B．电压U的测量

C．电流I的测量D．导线长度的测量

解析：

四个选项中的四个物理量对金属丝的电阻率均有影响，但影响最大的是直径d，因为在计算式中取直径的平方．

　2.（多选）在“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作正确的是（BD）

A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中

B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值

C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值

D．实验中应保持金属丝的温度不变

解析：

实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法．故A、C错误，B、D正确．

　3.如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下：

器材

规格

待测电阻Rx

阻值在900Ω～1000Ω之间

电源E

具有一定内阻，电动势约9.0V

电压表

量程2.0V，内阻r1＝1000Ω

电压表

量程5.0V，内阻r2＝2500Ω

电流表A

量程3.0A，内阻r＝0.10Ω

滑动变阻器R

最大阻值约100Ω，额定电流0.5A

开关S、导线若干

　　为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化．请用实线代替导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路．

解析：

通过待测电阻的最大电流Im＝0.01A＝10mA，故电流表A不能大角度偏转，故不能选电流表．可考虑用电压表测电流，V1的最大电流IV1＝0.002A＝2mA，V2的最大电流IV2＝0.002A＝2mA.若将V1与Rx串联再与V2并联，则两支路电阻相差不大，两电压表指针偏角比较接近，且能够大角度偏转．要求调节滑动变阻器能使电表读数有明显的变化，应采用滑动变阻器的分压式接法．

[答案]如下图所示：

　4.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下测量：

（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度，测量3次，求出其平均值L，其中一次测量结果如图（甲）所示，金属丝的一端与刻度尺的零刻线对齐，图中读数为　24.12　cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径，选不同的位置测量3次，求出其平均值d.其中一次测量结果如图（乙）所示，图中读数为　0.511　mm.

（2）采用如图（丙）所示的电路测量金属丝的电阻．电阻的测量值比真实值　偏小　（填“偏大”或“偏小”）．最后由公式ρ＝　

　计算出金属丝的电阻率（用直接测量的物理量表示）．

解析：

（1）金属丝的长度为24.12cm～24.14cm均可，直径读数为0.510mm～0.513mm均可．

（2）采用电流表外接法，由于电压表的内阻不是无穷大，电压表有分流，从而电流表的测量值大于真实值，由R＝

可知，电阻的测量值小于真实值．

由R＝ρ

，R＝

，可得ρ＝

.

　5.（2011·浙江卷）在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，为了探究3根材料未知，横截面积均为S＝0.20mm2的金属丝a、b、c的电阻率，采用如图所示的实验电路，M为金属丝c的左端点，O为金属丝a的右端点，P是金属丝上可移动的接触点．在实验过程中，电流表读数始终为I＝1.25A.电压表读数U随OP间距离x的变化如下表：

x/mm

600

700

800

900

1000

1200

1400

U/V

3.95

4.50

5.10

5.90

6.50

6.65

6.82

x/mm

1600

1800

2000

2100

2200

2300

2400

U/V

6.93

7.02

7.15

7.85

8.50

9.05

9.75

（1）绘出电压表读数U随OP间距离x变化的图线；

（2）求出金属丝的电阻率ρ，并进行比较．

解析：

（1）作图如下：

（2）ρ＝

ρa＝

Ω·m＝1.04×10－6Ω/m

ρb＝

Ω·m＝9.6×10－8Ω/m

ρc＝

Ω·m＝1.04×10－6Ω/m

通过计算可知，金属丝a与c电阻率相同，远大于金属丝b的电阻率．

电阻率的允许范围

ρa：

0.96×10－6～1.10×10－6Ω/m

ρb：

8.5×10－8～1.10×10－7Ω/m

ρc：

0.96×10－6～1.10×10－6Ω/m

　6.（2012·山东卷）在测量金属丝电阻率的实验中，可供选用的器材如下：

待测金属丝：

Rx（阻值约4Ω，额定电流约0.5A）；

电压表：

V（量程3V，内阻约3kΩ）；

电流表：

A1（量程0.6A，内阻约0.2Ω）；

A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；

电源：

E1（电动势3V，内阻不计）；

E2（电动势12V，内阻不计）；

滑动变阻器：

R（最大阻值约20Ω）；

螺旋测微器：

毫米刻度尺；开关S；导线．

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图所示，读数为　1.773（1.771～1.775均正确）　mm.

（2）若滑动变阻器采用限流接法，为使测量尽量精确，电流表应选　A1　，电源应选　E1　（均填器材代号），请画出电路原理图．

解析：

（1）先读固定尺1.5mm，再读可动尺27.3×0.01mm＝0.273mm，最后读数为（1.5＋0.273）mm＝1.773mm.

（2）电压表量程为3V，根据电路连接安全的原则，所以电源选E1，待测电阻额定电流为0.5A，所以电流表中电流都不超量程，根据读数准确的原则，选A1.

因为Rx<

，属于小电阻，小电阻电流表外接误差小．

考点4　描绘小灯泡的伏安特性曲线

　1.（2011·重庆卷）在测量小灯泡伏安特性实验中，同学们连接的电路中有四个错误电路，如图所示．电源内阻不计，导线连接良好，若将滑动的变阻器的触头置于左端，闭合S，在向右端滑动触头过程中，会分别出现如下四种现象：

a．小灯泡L不亮；电流表示数几乎为零

b．小灯泡L亮度增加；电流表示数增大

c．小灯泡L开始不亮后来忽然发光；电流表从示数不为零到线圈烧断

d．小灯泡L不亮；电流表从示数增大到线圈烧断

与上述abcd四种现象对应的电路序号为（A）

A．③①②④B．③④②①

C．③①④②D．②①④③

解析：

①图当向右滑动过程中，L电压逐渐增大，小灯泡亮度将增加，电流表示数将增大（电阻减小）；②图中开始电流表示数不为0且将灯短路，灯不发光，当电阻减小到一定值时，电表流被烧坏断路，灯泡会突然发光；③图中电压表内阻很大，流过电流表的电流很小几乎为0，灯电流更小，不发光；④图中电流表将灯泡短路，灯泡不发光，而当向右移动滑片，电流表示数将增大最后被烧坏．

　2.某同学测绘标有“4.8V,0.3A”小灯泡的电功率随电压变化的图像，要使小灯泡两端电压从0至4.8V连续变化，为了使测量尽可能地准确，除了导线和开关外，可供选择的仪器还有：

A．电流表：

量程0～0.6A，内阻约为1Ω

B．电流表：

量程0～3A，内阻约为0.2Ω

C．电压表：

量程0～6V，内阻约为2kΩ

D．电压表：

量程0～15V，内阻约为4.5kΩ

E．滑动变阻器：

阻值范围0～20Ω，额定电流2A

F．滑动变阻器：

阻值范围0～2kΩ，额定电流0.5A

G．电池组：

电动势6V，内阻约为1Ω

（1）选用的器材代号为　ACEG　；

（2）画出实验电路图；（如解析图）

（3）如果根据实验测量的数据描出P－U图线如图所示，则小灯泡在1.5V电压下的电阻值为R＝　2.25　Ω.

解析：

（1）根据小灯泡的额定电压为4.8V，额定电流为0.3A，电压表选择C，电流表选择A.由于使小灯泡两端电压由0至4.8V连续变化，应采用分压电路，滑动变阻器阻值不宜太大，应选E；

（2）小灯泡正常发光时的电阻R＝16Ω，

>

，因此选用电流表外接法，电路如图所示；

（3）由图像可得小灯泡在电压为1.5V时功率为1.0W，故此时小灯泡的电阻为R＝

＝2.25Ω.

　3.我们平常所用的铅笔芯中含有石墨，能导电．某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压）：

U/V

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

I/A

0.00

0.10

0.18

0.28

0.38

0.48

实验室提供如下器材：

A．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1.0Ω）

B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.1Ω）

C．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）

D．电压表V2（量程15V，内阻15kΩ）

E．滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流2A）

F．滑动变阻器R2（最大阻值2kΩ，额定电流0.5A）

（1）除长约14cm的中华绘图2BD铅笔芯、稳压直流电源G（6V）、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其他器材有　ACE　（填选项前字母）；

（2）在虚线方框中画出实验电路图；（如下图甲）

（3）根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I－U图线．（如上图乙）

解析：

（1）实验所得数据中，电压值小于3V，电流值都小于0.6A，又由于稳压直流电源G电动势为6V，所以电压表应选V1，电流表选A1.因电压、电流值均从0调节，故滑动变阻器应采用分压式接法，且选用小阻值的滑动变阻器R1.

（2）从表中数据可看出，铅笔芯的阻值大约为4Ω<

，所以应采用电流表外接法．

（3）因本实验为探究铅笔芯伏安特性曲线的实验，所以所测数据在坐标纸中找出后应用一条平滑的曲线去连接各点，可以得出，铅笔芯的I－U图线应是一条斜率不变的直线．

　4.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：

小灯泡（2.5V,0.6W），滑动变阻器，多用电表，电流表，学生电源，开关，导线若干．

（1）实验中使用多用电表测量电压，请根据实验原理图甲完成实物图乙中的连线．

图甲

图乙

（2）开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片P置于　a（或左）　端，为使小灯泡亮度增加，P应由中点向　b（或右）　端滑动．

（3）下表为电压等间隔变化测得的数据，为了获得更准确的实验图像，必须在相邻数据点　ab　间多测几组数据（请填写“ab”“bc”“cd”“de”或“ef”）

数据点

a

b

c

d

e

f

U/V

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

I/A

0.000

0.122

0.156

0.185

0.216

0.244

解析：

（1）与电压表几千欧相比，小灯泡的电阻算小电阻，所以电流表必须外接，伏安特性曲线要求电压从0开始逐渐变大，所以滑动变阻器必须与电源分压连接．

（2）从a端开始，小灯泡电压为零，向b端移动，对小灯泡所加电压逐渐变大．

（3）ab之间电流增加了0.122A，其他段电流增加了0.03A左右．所以需要在ab之间将电流分为0.030A、0.060A、0.090A，分别测量相应的电压值．

　5.（2012·安徽卷）图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图，已知小灯泡额定电压为2.5V.

（1）完成下列实验步骤：

①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片，　使它靠近变阻器左端的接线柱　；

②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片，　增加小灯泡两端的电压，记录电流表和电压表的多组读数，直至电压达到额定电压　；

③断开开关……根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线．

（2）在虚线框中画出与实物电路相应的电路图．

考点5　测量电源的电动势和内阻

　1.下面给出了多种用伏安法测电源电动势和内阻的数据处理方法．其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是（C）

A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、r

B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值

C．测出多组I、U的数据，画出U－I图像，再根据图像求E、r

D．多测出几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势，再用闭合电路欧姆定律求出内阻r

解析：

A项中只取了两组数据，实验误差大；若有的数据误差很大，用B项的方法无法排除；D项中取I、U的平均值毫无意义；故选C项．

　2.两个电源a、b的U－I图像如图所示，由图可知（B）

A．电源a的内阻较小，电动势较大

B．电源a的内阻较大，电动势较大

C．电源b的电阻较小，电动势较大

D．电源b的内阻较大，电动势较大　　解析：

在U－I图像上，U轴的截距代表电动势的大小，图线斜率的绝对值表示内阻的大小，故B正确．

　3.用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

（a）电流表（量程0.6A　3A）

（b）电压表（量程3V　15V）

（c）定值电阻（阻值1Ω，额定功率5W）

（d）定值电阻（阻值10Ω，额定功率10W）

（e）滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）

（f）滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）

那么：

（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择　3　V，电流表的量程应选择　0.6　A；R0应选择　1　Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是　0～10　Ω的滑动变阻器．

（2）引起该实验系统误差的主要原因是　由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小　.

解析：

（1）一节干电池的电动势1.5V，电压表选3V的量程，因实验要求的电流不要太大，电流表选0.6A的量程，又因为实验要求电流表指针偏转角度不宜太小，定值电阻选1Ω，又因对滑动变阻器要求便于调节，所以滑动变阻器选0～10Ω.

（2）电压表读出的是路端电压，电流表的读数IA，干路电流I＝IA＋IV，误差的主要原因是电压表的分流作用．

　4.某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势为1.5V左右，内阻为1Ω左右，电压表（0～3V,3kΩ），电流表（0～0.6A,1.0Ω），滑动变阻器有R1（0～10Ω，2A）和R2（0～100Ω，0.1A）各一只．

（1）在实验中滑动变阻器应选用　R1　（填“R1”或“R2”）．

（2）在图乙中用笔画线代替导线连接实物图．

乙

解析：

（1）R2允许通过的最大电流为0.1A，不能满足实验的要求，再者为了实验中便于调节，滑动变阻器应选R1；

（2）实物连接图如上图所示．

　5.用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r，所用电路如图甲所示，一位同学测得的6组数据如下表所示．

甲

次数

1

2

3

4

5

6

电流I/A

0.12

0.20

0.31

0.32

0.50

0.57

电压U/V

1.37

1.32

1.24

1.18

1.10

1.05

（1）试根据这些数据在图乙中作出U－I图线．

乙

（2）根据图线求出电池的电动势E＝　1.46　V，电池的内电阻r＝　0.71　Ω.

（3）若不作出图线，只选用其中两组U和I的数据，用公式E＝U＋Ir，列方程求E和r，这样做可能得出误差很大的结果，其中选用第　3　组和第　4　组的数据，求得E和r误差最大．

解析：

（1）图线如上图所示．

（2）由直线与纵轴的交点可读出电动势E＝1.46V，再读出直线与横轴的交点的坐标（0.65,1.0），连同得出的E值代入E＝U＋Ir中，得r＝

≈0.71Ω.

（3）选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大．选用这两组数据求E和r，相当于过图中3和4的两点作一直线，利用此直线求出E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，已经排除．

　6.（2012·福建卷）某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.

（1）先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图，其示数为　9.4　V.

（2）然后，用电压表

、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．

（Ⅰ）根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．

（Ⅱ）闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表

相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的1/R与1/U的值．请用表中数据在坐标纸上描点，并作出1/U－1/R图线.

R（Ω）

166.7

71.4

50.0

33.3

25.0

20.0

U（V）

8.3

5.9

4.8

4.2

3.2

2.9

1/R（×10－2Ω－1）

0.60

1.40

2.00

3.00

4.00

5.00

1/U（V－1）

0.12

0.17

0.21

0.24

0.31

0.35

　　（Ⅲ）从图线中可求得E＝　9.5～11.1　V.

考点6　练习使用多用电表

　1.用多用电表探测图所示黑箱发现：

用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔（