【全程复习方略】2014版高考物理一轮复习 第七章 第2讲电路电路的基本规律课时提升作业 教科版选修

【全程复习方略】2014版高考物理一轮复习第七章第2讲电路电路的根本规律
课时提升作业教科版选修3-1
(40分钟100分)
一、选择题(本大题共10小题,每一小题7分,共70分。

多项选择题已在题号后标出,选不全得4分)
1.(2013·江门模拟)在已接电源的闭合电路中,关于电源的电动势、内电压、外电压的关系应是( )
A.如果外电压增大，如此内电压增大，电源电动势也会随之增大
B.如果外电压减小，内电阻不变，内电压也就不变，电源电动势也随外电压减小
C.如果外电压不变，如此内电压减小时，电源电动势也随内电压减小
D.如果外电压增大，如此内电压减小，电源电动势始终为二者之和，保持恒定
2.(多项选择)(2013·绍兴模拟)电动势为E,内阻为r的电源,向可变电阻R供电，关于路端电压说法正确的答案是( )
A.因为电源电动势不变，所以路端电压也不变
B.因为U=IR,所以当I增大时，路端电压也增大
C.因为U=E-Ir,所以当I增大时，路端电压减小
D.假设外电路断开，如此路端电压为E
3.有a、b、c、d四个电阻，它们的U -I 关系如下列图，其中电阻最小的是( )
A.a
B.b
C.c
D.d
4.(2013·福州模拟)一电池外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V,如此可以判定电池的电动势E和内电阻r为( )
A.E=2.4 V,r=1 Ω
B.E=3 V,r=2 Ω
C.E=2.4 V,r=2 Ω
D.E=3 V,r=1 Ω
5.有四盏灯，如下列图连接在电路中，L1和L2都标有“220 V100 W〞字
样，L3和L4都标有“220 V40 W〞字样，把电路接通后，最暗的是( )
A.L1
B.L2
C.L3
D.L4
6.(2013·厦门模拟)在如下列图的电路中，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，如此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
7.(多项选择)(2013·青岛模拟)如下列图，电阻R1=20 Ω，电动机绕线电阻R2=10 Ω,当开关S断开时，电流表的示数是I1=0.5 A；当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，此时电流表的示数I和电路消耗的电功率P应满足
( )
A.I=1.5 A
B.I<1.5 A
C.P=15 W
D.P<15 W
8.如下列图,电源电动势为6 V,当开关S接通时,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各局部电压是U ad=0,U cd=6 V,U ab=6 V,由此可判定( )
A.L1和L2的灯丝都断了
B.L1的灯丝断了
C.L2的灯丝断了
D.变阻器R断路
9.(多项选择)(2013·济南模拟)如下列图的电路，a、b、c为三个一样的灯泡，其电阻大于电源内阻，当滑动变阻器R的滑片P向上移动时，如下判断中正确的答案是
( )
A.b灯中电流变化值小于c灯中电流变化值
B.a、b两灯变亮，c灯变暗
C.电源输出功率增大
D.电源的供电效率增大
10.如下列图的电路中,电源电动势E=3 V,内电阻r=1 Ω,定值电阻R1=3 Ω,
R2=2 Ω,电容器的电容C=100 μF,如此如下说法正确的答案是( )
A.闭合开关S,电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V
B.闭合开关S,电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10-4 C
C.闭合开关S,电路稳定后电容器极板a所带电荷量为3×10-4 C
D.先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,通过电阻R1的电荷量为3.0×10-4 C
二、计算题(本大题共2小题，共30分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
11.(2013·济南模拟)(14分)如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1=100 Ω，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。

12.(能力挑战题)(16分)一辆有三十多个座位的客车的动力装置的一套电池能反复充电1 200屡次;每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让客车一次性跑500 km,客车时速最高可达180 km。

如果客车总质量为9
×103 kg，当它在某城市快速公交路面上以v=90 km/h 的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=150 A,电压U=300 V。

在此行驶状态下(取g=10 m/s2)，求：
(1)驱动电机的输入功率P电;
(2)假设驱动电机能够将输入功率的80%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机，求汽车所受阻力的大小;
(3)如果当它在某城市快速公交路面上以v=90 km/h的速度匀速行驶一段时间后关闭电源(设汽车所受阻力不变)，客车滑行的时间是多少？
答案解析
1.【解析】选D。

电源的电动势是个定值，由闭合电路欧姆定律知：E=U+U r=U+Ir,内电压和外电压之和等于电源电动势是不变的，故D正确，A、B、C错误。

2.【解析】选C、D。

根据U=E-Ir可知，当电路中电流增大时，路端电压减小，C正确，A、B错误；当电路中电流为0时，路端电压等于电源电动势，D正确。

3.【解析】选D。

在U -I图像中，图线的斜率k=U
I
=R，故斜率越小，电阻越小，因而d的电阻最小，应
当选D。

4.【解析】选B。

电池外电路断开时的路端电压等于电源电动势，所以E=3 V;当电源接上8 Ω的负载电阻后,由U=IR得I=0.3 A,再由闭合电路欧姆定律E=I(R+r) 可得r=2 Ω,故B正确。

5.【解析】选C。

由题目给出的额定电压和额定功率可以判断出R1=R2<R3=R4。

由串联电路功率的分配知P4>P1，
由I1＞I2知P1＞P2，而P2与P3的大小可由并联电路的功率分配知P2>P3，所以四盏灯消耗的实际功率大小关系为P4>P1>P2>P3，故最暗的灯是L3。

6.【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，如此总电流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，如此I1减小，而I=I1+I2，所以I2增大，故B正确。

7.【解析】选B、D。

当开关S断开时，电动机没有通电，欧姆定律成立，所以电路两端的电压U=I1R1=10 V;当开关S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压U=10 V，通过电动机的电流应满足UI2>I22R2,故I2<1 A;所以电流表的示数I<1.5 A，电路消耗的电功率P=UI<15 W,故B、D正确，A、C错误。

8.【解析】选C。

由U ab=6 V,可知电源完好;灯泡都不亮,说明电路中出现断路故障,且在外电路a、b之间;由U cd=6 V可知,灯泡L1和变阻器R是导通的,断路故障应出现在c、d之间,故L2断路,C正确,A、B、D错误。

【总结提升】电路故障的特点和分析方法
1.故障特点
(1)断路特点:电路中发生断路,表示为电源电压不为零而电流为零,假设外电路中无用电器的任意两点间
电压不为零,如此这两点间有断点,而这两点与电源连接局部无断点。

(2)短路特点:假设外电路中发生短路,表现为有电流通过电路而电压为零。

2.故障分析方法
(1)仪器检测法:
①断路故障的判断:用电压表与电源并联,假设有电压,再逐段与电路并联;假设电压表指针偏转,如此该段电路中有断点。

②短路故障的判断:用电压表与电源并联,假设有电压,再逐段与电路并联;假设电压表示数为零,如此该电路被短路;假设电压表示数不为零,如此该电路没有被短路或不完全被短路。

(2)假设法:
电路发生某种故障,寻求故障发生在何处时,可将整个电路划分为假设干局部,然后假设某局部电路发生故障,运用欧姆定律进展正向推理，推理结果假设与题述物理现象不符合，如此故障不是发生在这局部电路。

假设推理结果与题述物理现象符合,如此故障可能发生在这局部电路。

用此方法，直到找出发生故障的全部可能为止。

【变式备选】(多项选择)在如下列图的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,假设电路中仅有一处故障，如此出现这种现象的原因可能是( )
A.电阻R 1短路
B.电阻R 2断路
C.电阻R 2短路
D.电容器C 断路
【解析】选A 、B 。

假设R 1短路,如此R 总变小,I 总变大,通过灯泡L 的电流变大,灯泡变亮，A 正确；假设R 2断路,R 总变大,I 总变小,U 内=I 总r 变小,U 外变大,U 1=I 总R 1变小,因U L =U 外-U 1,所以U L 变大,灯泡变亮,故B 正确;假设R 2短路,电流不经过灯泡,灯泡不亮,C 错误;假设电容器断路,总电阻不受影响,故灯泡亮度不变,D 错误。

9.【解析】选B 、C 。

当滑片向上移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，并联局部的总电阻变小，所以外电路总电阻变小，总电流变大，a 灯变亮；总电流变大，电源内阻消耗电压增大，路端电压变小，通过c 灯的电流变小，c 灯变暗；总电流变大，通过c 灯的电流变小，所以通过b 灯的电流变大，b 灯变亮，易
得b 灯中电流变化值大于c 灯中电流变化值，所以A 错B 对；电源的输出功率2
2
E P ,(R r)4r R =
'-+'
其中R ′为外电路电阻，r 为电源内阻,由于R ′＞r,滑片上移时，R ′减小，P 增大，故C 正确;电源的供电效率根据η=
U
E
×100%即可判断，故D 错。

10.【解题指南】解答此题应把握以下两个关键点: (1)弄清开关S 闭合前、后电容器上的电压。

(2)理解电容器上的电荷量与其中一个极板上所带电荷量的关系。

【解析】选A 。

闭合开关S,电路稳定后电流I=
12E
R R r
++=0.5 A,电容器两端的电压为U=IR 1=1.5 V,选项
A 正确;电路稳定后电容器带电荷量为Q=CU=100×10-6
×1.5 C=1.5×10-4
C,选项B 、C 错误;先闭合开关S,电路稳定后断开开关S,电容器C 通过电阻R 1放电,通过电阻R 1的电荷量为1.5×10-4
C,选项D 错误。

11.【解析】(1)题图乙中AB 延长线交U 轴于20 V 处，交I 轴于1.0 A 处，所以电源的电动势为 E=20 V,(2分)
内阻r=
E
I 短
=20 Ω。

(2分) (2)当P 滑到R 3的右端时，电路参数对应题图乙中的B 点，即U 2=4 V 、I 2=0.8 A ， (1分) 得R 2=
2
2
U I =5 Ω。

(2分) (3)当P 滑到R 3的左端时，由题图乙知此时U 外=16 V ，I 总=0.2 A ，(2分) 所以R 外=
U I 外总
=80 Ω。

(2分)
因为R 外=
13
213
R R R R R ++，(2分)
所以滑动变阻器的最大阻值为R 3=300 Ω。

(1分) 答案：(1)20 V20 Ω(2)5 Ω(3)300 Ω 12.【解析】(1)驱动电机的输入功率 P 电=IU=150×300 W=4.5×104
W(3分) (2)在匀速行驶时 P 机=0.8P 电=Fv=F f v(4分)
F f =0.8P v
电=1 440 N(2分)
(3)汽车所受阻力不变,可认为做匀减速运动，根据牛顿第二定律： a=
f 3
F 1 440m 910
=⨯ m/s 2=0.16 m/s 2
(3分) 又因为v=at(2分) 所以t=
v
a
≈156 s(2分) 答案:(1)4.5×104
W(2)1 440 N(3)156 s。