大同杯物理竞赛专题汇编电.docx
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大同杯物理竞赛专题汇编电
大同杯物理竞赛专题汇编——电
1.如图所示,把一个带负电的物体,靠近一个原来不带电的验电器的金属小球,然后用手去触摸金属小球(人体是通大地的导体),再移开手,这时()
(A)金属小球和金属箔都不带电
(B)金属小球不带电,金属箔带负电
(C)金属小球带正电,金属箔带负电
(D)金属小球带正电,金属箔不带电
2.在如图所示的电路中,电阻R1和R2并联,则三个电表中()
(A)表1、表2是电流表,表3是电压表
(B)表1、表2是电压表,表3是电流表
(C)表1、表2、表3都是电流表
(D)表1、表2、表3都是电压表
3.电阻R1=1Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,利用这三个电阻可能获得的不同阻值的个数最多为()
(A)7(B)12(C)16(D)17
4.在如图所示的电路中,总电流I=1.0A,R1=2R2=2R3。
则下列对通过R2的电流的判断正确的是()
(A)大小为020A,方向向右
(B)大小为0.20A,方向向左
(C)大小为0.40A,方向向右
(D)大小为0.40A,方向向左
5.在如图所示的电路中,电源电压U保持不变,R1,R2,R3为定值电阻。
移动滑动变阻器的滑片,使电压表V1,V2的示数分别增大△U1,△U2,在这个过程中()
(A)△U2<△U1
(B)通过电阻R1的电流增加△U1/R1
(C)通过电阻R2的电流减小△U2/R3
(D)电阻R3两端的电压增大△U2
6.小红按照如图所示的电路进行实验。
闭合电键后,移动滑片P的过程中,灯泡L始终不亮。
为了查找电路故障,用电压表进行捡测,先将电压表的负接线柱与A接线柱相连,电压表的正接线柱依次与电路中的其它接线柱相连,对应的电压表示数如表格所示,若导线质量完好且接线柱连接完好,则可判断电路中一定存在故障的是()
(A)电池(B)电键(C)灯泡(D)滑动变阻器
第6题图第7题图
7.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,L1、L2为两个小灯泡,闭合电键,将滑动变阻器的滑片由左向右滑动时,下列说法中正确的是()
(A)小灯泡L2变暗,V1表的示数变小,V1表的示数变大
(B)小灯泡L1变暗,V1表的示数变小,V1表的示数变大
(C)小灯泡L2变亮,V1表的读数变大,V1表的示数变小
(D)小灯泡L1变亮,V1表的示数变大,V2表的示数变小
8.白炽灯泡的灯丝断开后,可把断头搭接起来使用,这时灯丝的()
(A)电阻变小,电流强度变大(B)电阻变大,电流强度变小
(C)电阻和电流强度都变大(D)电阻和电流强度都变小
9.直径d1=0.3mm的细铅丝通以1.5A的电流将被熔断,而直径d2=0.6mm的粗铅丝通以4A的电流将被熔断。
假设这两种铅丝的长度和电阻率相同,选取上述20根细铅丝和1根粗铅丝并联接入电路,允许通过的最大电流为()
(A)36A(B)34A(C)30A(D)24A
10.
在如图所示的电路申,无论电路中的电阻如何变化,设定流入电路的总电流I始终保持恒定。
当变阻器R0的滑动触头向上滑动时,电压表V、电流表A的示数变化量分别为ΔU、ΔI,则
为()
(A)R1(B)R2(C)Rl+R2(D)R2-Rl
11.如图所示,R1和R2是材料、厚度相同的正方形导体板,但R1的尺寸比R2的尺寸大,在导体两端加相同的电压,通过两导体的电流方向如图,则下列说法中正确的是()
(A)R1中的电流小于R2中的电流
(B)R1中的电流等于R2中的电流
(C)R1比R2中自由电荷定向移动的速率大
(D)R1比R2中自由电荷定向移动的速率小
12.某同学做电学实验,通过改变滑动变阻器接入电路的电阻大小,测量并记录了多组电压表的电流表的示数,根据数据分析,连接的电路可能是图5电路图中的()
13.在图所示的电路中,W为一个稳压管,其作用是确保C、D之间的电压UCD不变,只要流过稳压管W的电流在5mA和25mA之间,UCD将稳定为15V.R2为一可变电阻,它的最小值为1000Ω,最大值为无穷大(即断路).设电源电压U为25V,则当R2变化时,为了确保UCD为15V,则R1阻值范围应为( )
A.250Ω~2000ΩB.400Ω~500ΩC.250Ω~400ΩD.500Ω~2000Ω
14.如图21所示,电流表A1和A2的示数分别为3A和2A,若将R2、R3、R4中的某两个电阻互换,其它条件不变,发现两电表的示数不变。
则通过R1的电流为()
A.3.5AB.4.0AC.4.5AD.5.0A
15.如图22所示的电路中灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,变阻器最大电阻为R0,灯的电阻保持不变,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,灯L1、L2的亮度变化情况是()
A.当R2>R0时,L1变暗,L2变亮
B.当R2>R0时,L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
C.当R2 D.当R2 16.在如图所示的电路中,电阻R2 A.与R2并联一个比R2小得多的电阻 B.与R2并联一个比R2大得多的电阻 C.与R2串联一个比R2小得多的电阻 D.与R2串联一个比R2大得多的电阻 17.每种金属导体中单位体积的自由电子数有确定的值。 两段长度之比为2∶1、横截面积之比1∶3的镍铬合金丝并联在某电路中,则两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为() A.1∶2B.3∶1C.2∶3D.1∶1 18.设计一个如图所示的电路,a表示定值电阻,b表示滑动变阻器,电源电压保持不变。 其中,a可以有阻值分别为R1、R2的两个定值电阻可供选择,b可以有最大阻值分别为R3、 R4的两个滑动变阻器可供选择,且R1 要求: 在移动变阻器滑片P的过程中,电流表示数的变化量最大。 则正解的选择是() A.a选R1,b选R4B.a选R1,b选R3 C.a选R2,b选R3D.a选R2,b选R4 19.把一根均匀电阻丝弯折成一个封闭的等边三角形ABC,如图所示。 图中D为AB边的中点。 如果A、C之间的电阻大小为8欧,则B、D之间的电阻大小为() A.8欧B.6欧C.5欧D.4欧 20.在如图所示的电路中,R0、R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。 闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数的变化量分别用△I、△U1、△U2和△U3表示,则在滑片P向下滑动的过程中() A.U1/I不变,△U1/△I不变 B.U2=U1+U3 C.△U3/I不变,△U3/△I不变 D.|△U2|=|△U1|+|△U3| 21.在图(a)所示的电路中,电源电压保持不变,R1,R2为定值电阻,R为滑动变阻器,闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,电压表V1,V2的示数随电流表A示数变化的完整图线如图(b)中①,②图线所示,在图(c)中能正确反映该过程的电压表V3随电流表A示数变化的完整图线是() 22.阻值相等的三个电阻R和电阻R1,R2,R3组成如图所示的电路,且R1=R2=R3,若电阻R1两端的电压为20伏,电阻R3两端的电压为4伏,则电阻R2两端的电压为() A.6伏B.8伏C.10伏D.12伏 23.在如图所示的电路中,电流表A1,A2的示数分别为0.3安和0.4安,若将电路中的某两个电阻的位置互换,电流表A1,A2的示数却不变,则电流表A的示数可能为() A.0.45安B.0.50安C.0.55安D.0.60安 24.在如图所示的电路中,V1,V2,V3是三个完全相同的电压表,R1,R2是两个定值电阻,若电压表V1,V2的示数分别为3伏和1伏,则A、B之间的电压可能为() A.7伏B.6伏C.5伏D.4伏 25.2n+1个阻值均为R的电阻通过导线首尾连成一圆环,相邻的两个电阻之间均可引出一接线柱,从而构成一变阻器,则利用该变阻器可获得不同阻值的个数为________个;最大阻值为_________。 26. 在图所示的电路中,电源电压保持不变。 下列关于电路故障的判断,正确的是() A.若R1断路,电流表示数变小,电压表示数为零 B.若R2断路,电流表示数变小,电压表示数变大 C.若R3断路,电流表示数为零,电压表示数变小 D.若R4短路,电流表示数变小,电压表示数变大 27.图为复杂电路的一部分,电阻Rl、R2、R3的阻值之比为1: 2: 3,通过这三个电阻的电流之比为4: 1: 2。 则电流表A1、A2的示数之比为() A.1: 1B.2: 1C.3: 1D.4: 1 28.在图所示的电路中,电源电压保持不变。 将滑动变阻器R的滑片P由a端移到b端,电压表V1、V2的示数与电流表A示数的变化关系图线如图所示。 根据图线可以知道,滑动变阻器R的最大阻值为____欧,定值电阻R2的阻值为_____欧。 29.如图所示的电阻网络中,AC、CB、BD、DA四边形的电阻为r,其余各边的电阻都相等,但阻值未知,测得AB两点之间的总电阻为R。 当在C、D两点之间连接一段阻值为R的电阻时,AB两点之间的总电阻R′=;若将AC、CB、BD、DA四根电阻丝皆换成阻值为2r的电阻,则AB两点之间的总电阻R〞=。 编号 器材名称及技术指标 A 待测电流表 B 电源E(电压未知) C 电阻箱RA(0~9999Ω) D 滑动变阻器R1(0~20Ω,1A) 30.有一内阻约在1000Ω﹣2000Ω之间的电流表,因年代久远标度值已看不出,仅有刻度,某同学利用下表所列器材、若干导线和电键等元件设计了一个测量该电流表内阻的电路,如图为已完成部分线路连接的实物连接图. (1)请用笔线代替导线完成实物连接图 (2)请完成以下实验步骤: 将电键S断开,按电路图接好各元件,使滑动片P先置于 (选填“a”或“b”)端,电阻箱阻值调为 .(选填: “零”或“最大”);闭合电键S,调节滑动片P于某一位置,使电流表的指针偏转,并使指针指在 (选填“最大量程”、“最大量程的三分之二”、“最大量程的一半”或“最大量程的三分之一”)处;调节 (选填“滑动变阻器”或“电阻箱阻值”),使电流表的指针指在 (选填“最大量程”、“最大量程的三分之二”、“最大量程的一半”或“最大量程的三分之一”)处,记下 (选填“滑动变阻器”或“电阻箱”)的阻值R.即得待测电流表内阻为 . (3)利用此方法测得的电流表内电阻 其实际的内阻(选填“大于”、“小于”),造成这种误差的原因是 . 大同杯物理竞赛专题汇编——电 1.【答案】D 【分析】因为人体是通大地的导体,所以在电荷的相互作用下,金属球中的部分自由电子被排斥到大地中,导致D选项的结果。 2.【答案】A 【分析】理想的电压表相当于断路,理想的电流表相当于导线。 如果要满足R1和R2并联,则3所在的这根电路必须断开,1、2所在的电路必须导通。 所以电流表要接在1、2的位置,电压表要接在3的位置。 3.【答案】C 【分析】分别用1个,2个,3个电阻进行串并联、混联。 4.【答案】D 【分析】三个电阻的连接关系为并联,根据串、并联电路的关系得流过R1、R2、R3的电流大小分别为0.2、0.4、0.4A,再根据题图可知电流流经R2的方向为向左。 所以选D。 5.【答案】ABC 【分析】因为U1=U-(UR2+UR3),所以△U1=△UR2+△UR3 同理△U2=△UR3,所以A正确。 由于电阻R1为定值电阻,电压增加U1,所以电流增加△U1/R1。 故B正确。 流经电阻R1的电流为干路电流,等于流经电阻R3的电流,电阻R3两端的电压减小△U2,所以电流减小△U2/R3。 故C正确,D错误。 6.【答案】C 【解析】接B至E点,电压表示数正常,说明电源、电键完好。 接F点的电压表示数为零说明电灯断路。 7.【答案】D 【解析】首先电灯L1与滑动变阻器并联,再与L2串联,电表V1测量的是L1、L2的总电压,V2测量的是L2的电压。 当滑动变阻器的滑片由左向右滑动时,电路中的总电阻变大,所以总电流变小,则L2两端电压变小,V2的示数变小。 R0两端的电压也变小,所以V1表的示数变大。 根据V1V2的示数变化,L1两端的电压变大,所以L1变亮。 8.【答案】A 【解析】电阻丝的长度变短,所以电阻变小,电压不变,因此流过灯丝的电流变大。 9.【答案】C 【解析】根据电阻定律细铅丝的阻值是粗铅丝的4倍,20根细铅丝和1根粗铅丝并联后,若通过的粗铅丝的电流为4A,则电路通过的总电流为24A。 若通过细铅丝的电流为1.5A,则粗铅丝被烧断,电路通过的总电流为30A。 故选C。 10.【答案】A 【分析】设电阻R1两端电压为U1,电阻R2两端电压为U2,则电压表示数U=U1+U2。 设流过R1的电流为I1,则电流表示数I=I总-I1。 所以△U=△U1+△U2;△I=△I总-△I1 又因为R2两端电压为U2不变,总电流I总不变,所以△U=△U1;△I=△I1 那么 =R1故A正确。 11.【答案】BD 【分析】设导体板的长度为a,厚度为d,根据电阻定律此形状的导体板电阻为 ,因此R1=R2。 所以R1中的电流等于R2中的电流,B选项正确。 R1中自由电荷比R2多,要使二者电流相等,则R1中的自由电荷定向移动的速率要小才行。 或者,加在导体板两端的电压相等,所以R1中的电场要小,从而R1中的自由电荷定向移动的速率小,D选项正确。 12.【答案】.B 【名师解析】: 从图中数据可知,电压随电流同步增大,连接的电路可能是图5电路图中的B。 13. 14.【解答】解: 等效电路图如下图所示: 根据电路图可知,R2、R3、R4并联,若互换R2、R3的位置,两电流表的示数不变,则R2=R3,因为电流表A2的示数为2A,所以I2=I3=1A;因为电流表A1的示数为3A,则I4+I3=3A;所以I4=2A; 所以通过R1的电流: I1=I2+I3+I4=1A+1A+2A=4A; 若互换R4、R3的位置,两电流表的示数不变,则R4=R3,因为电流表A1的示数为3A,所以I4=I3=1.5A;因为电流表A2的示数为2A,则I2+I3=2A;所以I2=0.5A; 所以通过R1的电流: I1=I2+I3+I4=0.5A+1.5A+1.5A=3.5A。 当R2和R4互换的情况下,可得出方程x+y=3,x+y=2,所以原方程无解,所以此情况不存在。 故选: AB。 15.【解答】解: 由电路图可知,Pb部分电阻与L2串联后再与Pa部分电阻并联,然后与L1串联组成电路, 当滑片在a端时,电路中只有L1,此时L1最亮,L2不发光, 设变阻器Pa部分的电阻为Ra,Pb部分电阻为Rb,则Ra+Rb=R0, 由串联电路中总电阻等于各分电阻之和得,Rb与灯L2串联后的电阻为Rb+R2, 由并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和得,并联部分的电阻R并= (Rb+R2)×Ra Rb+R2+Ra (1)当R2<R0时,变阻器的滑片P由a端向b端移动时,Rb减小,Ra增大, 当(Rb+R2)=Ra时,(Rb+R2)×Ra最大,即R并最大,电路的总电阻最大, 则滑片P由a端向b端移动时,电路的总电阻先变大后变小, 由I=U/R 可知,通过L1的电流先变小后变大, 由P=I2R可知,L1的实际功率先变小后变大,即L1先变暗后变亮,故A错误; 从a点到并联部分电阻最大的过程中,并联部分电阻一直变大,并联部分分得的电压变大,而(Rb+R2)的总电阻变小,则通过L2的电流变大, 从并联部分电阻最大到b点的过程中,总电阻变小,电路的总电流变大,而并联部分分得的电压变小, 此时Ra部分的电阻变大,通过Ra的电流变小, 由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,通过L2的电流变大, 综上可知,变阻器的滑片P由a端向b端移动时,通过L2的电流一直变大,L2的实际功率一直变大,L2不断变亮,故B错误、D正确; (2)当R2>R0时,变阻器的滑片P由a端向b端移动时,Rb减小,Ra增大, 当滑片P位于b端时,R2与R0相差最小,并联部分的电阻最大,电路的总电阻变大, 则此过程中,电路中的电流一直变小,通过L1的电流一直变小,L1的实际功率一直变小,L1一直变暗, 由串联电路的分压特点可知,并联部分的电压一直变大,而(Rb+R2)的总电阻变小,则通过L2的电流变大, 此时L2的实际功率一直变大,L2一直变亮,故C错误。 故选: D。 16.答案: C解析: 若保持电路的总电流不变,那么为了使通过R1的电流稍增大一点,可以与R2串联一个比R2小得多的电阻,选项C正确。 17.答案: A解析: 根据电阻定律,两段长度之比为2∶1、横截面积之比1∶3的镍铬合金丝其电阻之比6∶1,并联在某电路中,电压相等,其通过的电流之比为1∶6.根据电流的微观表达式,I=nvSe,两根电阻丝内电子定向移动的平均速度之比为1∶2.选项A正确。 18.答案: A解析: 在移动变阻器滑片P的过程中,要使电流表示数的变化量最大。 定值电阻应该选择较小的,滑动变阻器应该选择较大的,所以a选R1,b选R4,选项A正确。 19.答案: C解析: 设每边电阻为r,则A、C之间的电阻可表示为 = r=8Ω.解得r=12Ω.B、D之间的电阻大小为R= = r=5Ω,选项C正确。 20.答案: AD解析: 在滑片P向下滑动的过程中,电流表读数变大,电压表读数U1增大,电压表读数U2减小,电压表读数U3减小。 根据欧姆定律,U1/I表示定值电阻R1不变,△U1/△I不变,选项A正确。 由串联电路电压关系,三个电压表读数关系是: U3=U1+U2,选项B错误。 三个电压表读数变化量关系是: |△U2|=|△U1|+|△U3|,选项D正确。 U3/I变化,△U3/I变化,△U3/△I表示定值电阻R0,不变,选项C错误 21.分析: (1)由电路图可知,R1、R、R2串联,电压表V1测R1两端的电压,U2测R两端的电压,V3测电源的电压与R1两端的电压之差;根据滑片的移动判断滑动变阻器接入点路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,从而判断①、②图线表示的电压表. (2)当滑片位于左端时,R1与R2串联,根据图象得出R1两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出R1的阻值,根据串联电路的电压特点表示出电源的电压. 当滑片位于右端时,R1、R、R2串联,根据串联电路的电压特点表示出电源的电压,联立等式求出电源的电压; (3)根据串联电路的电压特点得出电压表V3与V1之间的关系,即可判断图象. 解: (1)将滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,滑动变阻器接入点路的电阻变小, 根据I=UR可知,电路中的电流变大; 根据U=IR可知,R1两端的电压变大, 故①表示电压表V1、②表示电压表V2. (2)当滑片位于左端时,R1与R2串联, 由(b)图象可知: R1两端的电压U1=4V,通过的电流I1=0.4A, 则R1=U1I1=4V0.4A=10Ω; 电源的电压U=U1+I1R2=4V+0.4A×R2--------① 当滑片位于右端时,R1、R、R2串联, 由(b)图可知,I2=0.2A,R两端的电压UR=3V,U1′=2V, 则电源的电压U=UR+U1′+I2R2=3V+2V+0.2A×R2--------② 由①②两式可得: U=6V. (3)因V3测电源的电压与R1两端的电压之差, 所以,当U1=4V、I1=0.4A时,V3的示数为U-U1=6V-4V=2V; 当U1′=2V、I2=0.2A时,V3的示数为U-U1′=6V-2V=4V; 结合选项可知A符合,BCD不符合. 故选A. 22. (1)由电路图可知,R3与R串联后与R2并联,再与R串联,最后再与R1并联;已知R3两端的电压,根据欧姆定律可求改支路电流,再根据并联电路的电压特点和串联电路的电压特点得出通过最右端R的电流,得出等式. (2)根据并联电路的电流特点得出通过中间电阻R的电流,根据欧姆定律表示出其两端的电压,再根据R1两端的电压等于中间电阻R两端的电压和R2两端的电压之和得出等式,联立等式得出方程,解方程即可得出电阻R2两端的电压. 设R2两端的电压为U2,R1=R2=R3=x, 由图1可知: BCD中R与R3串联,通过R3的电流4Vx, ∵最右边R3与R串联后在与R2并联, ∴通过R的电流U2-4VR, ∴U2-4VR=4Vx------① 如图2可知: BE与BCD串联, 通过中间电阻R的电流I=U2x+4Vx, 中间R两端的电压为UR中=IR=(U2x+4Vx)R, 由图3可得: ABE与AF并联, ∵电阻R1两端的电压为20伏, ∴(U2x+4Vx)R+U2=20V---------② 由①②两式可得: U22+4U2-96=0, 解得: U2=8V,U2=-12V(舍掉) 故选B. 24. (1)分析电路图,画出等效电路图如图所示,R1、R2、R3并联,电流表A1测量通过R2、R3的电流之和,电流表A2测量通过R1、R2的电流之和; (2)将R1、R2、R3中的某两个电阻互换位置而其他条件不变时,两电流表的示数不变,三电阻两端的电压相等,根据欧姆定律可知所换的两电阻大小相等,求出三条支路的电流,再求流过干路的电流值. 解: 画出等效电路图,如图所示,R1、R2、R3并联,电流表A1测量通过R2、R3的电流之和,电流表A2测量通过R1、R2的电流之和; ①若互换R1、R2的位置,两电流表的示数不变,则R1=R2,因为电流表A2的示数为0.4A,所以I1=I2=0.2A;因为电流表A2的示数为0.3A,则I2+I3=0.3A;所以I3=0.1A; 所以干路上的电流: I=I1+I2+I3=0.2A+0.2A+0.1A=0.5A; ②若互换R2、R3的位置,两电流表的示数不变,则R2=R3,因为电流表A1的示数为0.3A,所以I2=I3=0.15A;因为电流表A2的示数为0.4A,则I1+I2=0.4A;所以I1=0.4A-0.15A=0.25A; 所以干路的电流: I=I1+I2+I3=0.25A+0.15A+0.15A=0.55A; ③若互换R1、R3的位置,两电流表的示数不变,则R1=R3;而若R1=R3则两电流表的示数就应相同,所以不可能是互换R1、R3的位置. 由上分析,可知电流表A的示数可能为0.5A或0.55A. 故选B、C. 解: 如图: 由于电压表的连接并没有采取与电阻直接并联的形式连接,所以将电压表按一个电阻分析,因V1、V2、V3是三个完全相同的电压表,设电压表的内阻为R,假设电路中的电流是从A流向B,在有电压表的支路上,通过电压表V1的电流I1方向是A→V1→C,通过电压表V3的电流I3方向是C→V3→B,而通过电压表V2的电流I2方向不能确定; (1)若电流I2方向是C→V2→D,则I1=I2+I3; 由欧姆定律可知: U1R=U2R+U3R∴U3=U1
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