届高三物理一轮复习课时提升作业二十四第八章恒定电流第2讲电路电路的基本规律.docx

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届高三物理一轮复习课时提升作业二十四第八章恒定电流第2讲电路电路的基本规律

课时提升作业二十四

电路　电路的基本规律

（45分钟　100分）

一、选择题（本题共10小题,每小题6分,共60分。

1～6题为单选题,7～10题为多选题）

1.关于电动势E,下列说法中不正确的是　（　　）

A.电动势E的单位与电势、电势差的单位都是伏特,但三者本质不同

B.电动势E的大小,与非静电力的功W的大小成正比,与移动电荷量q的大小成反比

C.电动势E是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关

D.电动势E是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量

【解析】选B。

电势是电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,而电势差是电场中两点电势的差值,电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置,电动势反映了电源中非静电力做功本领的大小,是电源的属性之一,所以B错误、A、C、D正确。

2.（2017·临沂模拟）在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器。

当R2的滑动触头在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U。

现将R2的滑动触头向b端移动,则三个电表示数的变化情况是　（　　）

A.I1增大,I2不变,U增大

B.I1减小,I2增大,U减小

C.I1增大,I2减小,U增大

D.I1减小,I2不变,U减小

【解析】选B。

当R2的滑动触头由a滑向b时,R2阻值减小,电路总电阻减小,则总电流I增大;根据闭合电路欧姆定律知路端电压U=E-Ir,所以电压表示数U减小;R1两端电压U1=U-U3,而U3=IR3,U3增大,所以U1减小,则I1减小,而I=I1+I2,所以I2增大,B正确。

【加固训练】

如图所示是一火警报警器的一部分电路示意图。

其中R2为用半导体热敏材料（其阻值随温度的升高而迅速减小）制成的传感器,电流表A为值班室的显示器,a、b之间接报警器。

当传感器R2所在处出现火情时,显示器A的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是　（　　）

A.I变大,U变大　　　B.I变小,U变小

C.I变小,U变大D.I变大,U变小

【解析】选B。

当传感器R2所在处出现火情时,其阻值随温度的升高而迅速减小,所以总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可得通过电源的电流增大,路端电压减小,R1两端电压增大,所以R3两端电压减小,所以显示器A的电流I减小,即B选项正确。

3.（2016·全国卷Ⅱ）阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E（内阻可忽略）连接成如图所示电路。

开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。

Q1与Q2的比值为　（　　）

导学号42722496

A.

　　　B.

　　　C.

　　　D.

【解析】选C。

由于电池的内阻可以忽略,所以路端电压U不变。

当开关S断开且电流稳定时,可等效为图甲所示电路,所以C两端的电压与其并联的电阻两端的电压相等,根据串并联电路中电压的分配关系可知,电容器两端的电压为

;闭合开关S,电流再次稳定后,可等效为图乙所示电路,同理可知,C两端的电压为

根据Q=UC,所以Q1与Q2的比值为

=

=

故选项C正确。

4.如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电路上,电动势E=30V,内

阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈电阻RM=

1Ω,

则下列说法中正确的是　（　　）

A.通过电动机的电流为10A

B.通过电动机的电流大于10A

C.电动机的输出功率大于16W

D.电动机的输出功率为16W

【解析】选D。

根据闭合电路欧姆定律有,E=U+I（r+R）解得:

I=2A,所以A、B错误;电动机的输出功率:

P出=P-P热=UI-I2RM=10×2W-22×1W=16W,所以C错误,D正确。

5.（2015·北京高考）如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的

;R2的阻值等于电流表内阻的2倍,若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是　

导学号42722497（　　）

A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04A

B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02A

C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06A

D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A

【解题指导】解答本题时应从以下两点进行分析:

（1）知道要想扩大电流表的量程需要并联一个电阻的原理。

（2）知道如果将R2接入电路,不会影响电流表的量程。

【解析】选C。

将接线柱1、2接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的2倍,每一小格表示0.02A+0.04A=0.06A,选项A、B错误;将接线柱1、3接入电路时,通过R1的电流仍然是通过电流表的2倍,每一小格仍然表示0.06A,选项C正确,选项D错误。

6.有三个电阻串联,如图所示,电流表是完好的,合上开关S后,发现电流表示数为零,在不拆开电路的前提下,通过电压表测量各连接点的电压值,可判断故障原因,电压表测量数据为Uab=Ucd=0,Uac≠0,则该电路的故障原因可能是　（　　）

A.R1断路B.R2断路

C.R3断路D.R1、R2、R3均断路

【解析】选B。

首先根据Uac≠0,说明电阻R3是完好的,电源、开关和电阻R3之间通路,然后根据Uab=Ucd=0可判断出R1也正常,R2发生了故障。

7.（2016·江苏高考）如图所示的电路中,电源电动势为12V,内阻为2Ω,四个电阻的阻值已在图中标出。

闭合开关S,下列说法正确的有　

导学号42722498（　　）

A.路端电压为10V

B.电源的总功率为10W

C.a、b间电压的大小为5V

D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1A

【解题指导】

（1）闭合电路的欧姆定律:

I=

。

（2）电流总是从高电势流向低电势。

（3）电源向整个电路提供的总电功率P总=EI,随电流变化而变化。

【解析】选A、C。

外电路总电阻为10Ω,根据闭合电路的欧姆定律I=

=1A,所以路端电压为10V,A项正确;电源的总功率为P总=EI=12W,B项错误;a右侧电阻两端电压为15×0.5V=7.5V,b右侧电阻两端电压为5×0.5V=2.5V,所以Uab=-（7.5V-2.5V）=-5V,C项正确;a、b间用导线连接后,电路总电阻为

×

2Ω+2Ω=9.5Ω,电路的总电流不是1A,D项错误。

8.（2017·广州模拟）如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,若调整可变电阻R的阻值,可使电压表的示数减小ΔU（电压表为理想电表）,在这个过程中（　　）　

导学号42722499

A.通过R1的电流减小,减少量一定等于

B.R2两端的电压增加,增加量一定等于ΔU

C.路端电压减小,减少量一定等于ΔU

D.通过R2的电流增加,但增加量一定小于

【解析】选A、D。

电压表的示数减小ΔU,通过R1的电流减小ΔI=

选项A正确;R2与电源内阻的总电压增加ΔU,选项B错误;R2两端的电压增加量小于ΔU,通过R2的电流增加量小于

选项C错误、D正确。

9.（2017·邢台模拟）如图所示,在同一坐标纸上画出了灯泡L1和灯泡L2的U-I图象,现将这两个灯泡并联,然后接在电动势E=10V、内电阻r=2Ω的电源上,则下列结论正确的是　（　　）

A.此时灯泡L1的电阻较大

B.此时灯泡L2的电阻较大

C.此时灯泡L1的功率约为4W

D.此时灯泡两端的电压约为6V

【解析】选A、C。

对题述的两个灯泡并联后接在电动势E=10V、内电阻r=2Ω的电源上的电路,由闭合电路欧姆定律,可得E=U+（I1+I2）r,在题给的灯泡L1和灯泡L2的U-I图象坐标纸上,作出两灯泡并联的U-I图象和电源的U-（I1+I2）图象,如图所示。

由图象的交点可知此时灯两端电压约为4V,灯泡L1的电流约为1A,灯泡L2的电流约为2A。

由欧姆定律R=

可知,此时灯泡L1的电阻较大,选项A正确、B、D错误。

由电功率公式P=UI可知,灯泡L1的电功率P1=UI1=4W,选项C正确。

10.如图甲所示,电源电动势E=6V,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P从A端滑至B端的过程中,得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示。

其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线,图丙为路端电压与总电流的关系曲线,图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线,不考虑电表、导线对电路的影响。

则下列关于图中a、b、c、d点的坐标值正确的是　（　　）

A.a（4V,4.5W）　　　　B.b（4.8V,2.88W）

C.c（0.6A,4.5V）D.d（8Ω,80%）

【解析】选B、D。

由题图丙可知短路电流为I短=3A,由I短=

得r=

=

Ω=2Ω,电源的效率最大时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,由题图丁可知电源的最大效率为η=80%,由η=

=

解得R=8Ω,滑动变阻器的滑片P在最右端B时,分别对应b、c、d三点。

当输出功率达到最大时外电路电阻R1=r=2Ω,此时路端电压为U1=3V,故可得a点:

U1=3V,Pm=

=

W=4.5W,坐标为a（3V,4.5W）;b点、c点:

R=8Ω,I=

=

A=0.6A,U2=E-Ir=（6-0.6×2）V=4.8V,P2=U2I=4.8×0.6W=2.88W,所以b点的坐标为b（4.8V,2.88W）,c点的坐标为c（0.6A,4.8V）;d

点的坐标为d（8Ω,80%）,选项B、D正确。

二、计算题（本题共14分。

需写出规范的解题步骤）

11.在如图所示的电路中,电阻R1=12Ω,R2=8Ω,R3=4Ω。

当开关K断开时,电流表示数为0.25A,当K闭合时电流表示数为0.36A。

求:

（1）开关K断开和闭合时的路端电压U及U′。

（2）电源的电动势和内阻。

（3）开关K断开和闭合时内阻上的热功率P及P′。

【解析】

（1）K断开时:

路端电压为

U=I（R2+R3）=0.25×（8+4）V=3V

K闭合时:

U′=I′R2=0.36×8V=2.88V

（2）K断开时:

外电路总电阻

R=

=6Ω

K闭合时:

外电路总电阻

R′=

=4.8Ω

则K断开时有E=U+

r　①

K闭合时有E=U′+

r　②

由①②代入数据解得:

E=3.6V,r=1.2Ω

（3）K断开时:

I=

=0.5A

则P=I2r=0.3W;

K闭合时:

I′=

=0.6A

则P′=I′2r=0.432W。

答案:

（1）3V　2.88V　

（2）3.6V　1.2Ω

（3）0.3W　0.432W

【能力拔高题】

1.（8分）如图为瓦斯检测仪工作原理示意图,其中P是气体传感器,它的电阻与瓦斯浓度C成反比,R0为定值电阻。

以下关于电压表示数U的倒数与瓦斯浓度C的倒数之间关系图象正确的是　（　　）

导学号42722500

【解析】选C。

由于气体传感器的电阻与瓦斯浓度C成反比,则R=

;由欧姆定律可得:

电压表的示数U=

R0=

R0,即

=

=

+

·

选项C正确。

2.（18分）在如图所示电路中,定值电阻R0=2Ω,电流表和电压表均为理想电表。

闭合开关S,当滑动变阻器Rx的滑片P从一端移向另一端时,发现电压表的电压变化范围为0～3V,电流表的变化范围为0.75～1.0A。

求:

导学号42722501

（1）电源的电动势和内阻。

（2）移动变阻器滑片时,能得到的电源的最大输出功率。

【解析】

（1）当Rx=0时,Ux1=0,对应电流为I1=1.0A,由闭合电路欧姆定律得E=I1（R0+r）　①

当Rx为最大值时,Ux2=3V,

对应电流为I2=0.75A,

有E=I2（R0+r）+Ux2　②

Rx的最大值为Rxm=

=

Ω=4Ω,

由①②两式代入数据得

E=12V,r=10Ω。

（2）电源的输出功率

P输出=（

）2（Rx+R0）

当Rx+R0=r时,电源有最大输出功率,但Rx+R0恒小于r,由输出功率随外电阻变化的关系知,当Rx+R0取最大值时输出功率最大,即Pm=（

）2（Rxm+R0）=（

）2×（4+2）W=3.375W。

答案:

（1）12V　10Ω　

（2）3.375W

【加固训练】

如图甲所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3为一滑动

变阻器。

当其滑片P从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示,其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的。

求:

（1）电源的电动势和内阻。

（2）定值电阻R2的阻值。

（3）滑动变阻器的最大阻值。

【解析】

（1）题图乙中AB延长线交U轴于20V处,交I轴于1.0A处,所以电源的电动势为E=20V,内阻r=

=20Ω。

（2）当P滑到R3的右端时,电路参数对应图乙中的B点,即U2=4V、I2=0.8A,

得R2=

=5Ω。

（3）当P滑到R3的左端时,由图乙知此时U外=16V,I总=0.2A,所以R外=

=80Ω,因为R外=

+R2,所以滑动变阻器的最大阻值为R3=300Ω。

答案:

（1）20V　20Ω　

（2）5Ω　（3）300Ω