2021-2022年高考物理二轮复习 第一部分 专题四 电磁感应与电路 第2讲 电路的分析与计算课时

2021年高考物理二轮复习 第一部分 专题四 电磁感应与电路 第2
讲 电路的分析与计算课时演练知能提升
一、单项选择题
1．(xx·宁波高三十校联考)有两个以同种材料制成的横截面为正方形的柱体，柱体高均为h ，大柱体截面边长为a ，小柱体截面边长为b ，现将大、小柱体串联接在电压U 上，已知通过柱体的电流方向如图所示，大小为I ，则柱体材料的电阻率为( )
A.hU 2I
B.Uha I （a ＋b ）
C.2Uha I （a ＋b ）
D.Uh （a －b ）I （a ＋b ）
解析：选A.根据题意，大柱体和小柱体的电阻均为R ＝ρh ，故大柱体两端电压为U 2
＝IR ，联立解得ρ＝hU 2I
，选项A 正确． 2．(xx·宁波高三二模)QQ 是一款流行的互联网即时通讯工具，新版本QQ 推出了“在线时长”新功能，用户通过积累在线时长可以获得更高等级、享受更多服务，许多网友为追求虚拟的等级而纯粹地开机在线，造成了大量的电能浪费．如图所示是某网友QQ 界面的电脑屏幕抓拍图，请你估算他升到下一级还要消耗的电能为(假定QQ 用户使用台式电脑)( )
A ．0.2 kW ·h
B ．2 kW ·h
C ．20 kW ·h
D ．200 kW ·h
解析：选B.电脑正常工作时的功率约为200 W ，该网友升到下一级还要消耗的电能
为W＝Pt＝2 kW·h，选项B正确．
3．两电源电动势分别为E1、E2(E1>E2)，内阻分别为r1、r2.当这两个电源分别和一阻值为R的电阻连接时，电源输出功率相等．若将R减小为R′，电源输出功率分别为P1、P2，则( )
A．r1<r2，P1<P2B．r1>r2，P1>P2
C．r1<r2，P1>P2D．r1>r2，P1<P2
解析：选D.如图所示由伏安特性曲线可知，r1>r2，若将R减小为R′，电源输出功率P1<P2，选项D正确．
4．(xx·高考福建卷)如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中．一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦．在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( ) A．PQ中电流先增大后减小
B．PQ两端电压先减小后增大
C．PQ上拉力的功率先减小后增大
D ．线框消耗的电功率先减小后增大
解析：选C.设PQ 左侧金属线框的电阻为r ，则右侧电阻为3R －r ；PQ 相当于电源，
其电阻为R ，则电路的外电阻为R 外＝r （3R －r ）r ＋（3R －r ）＝－⎝ ⎛⎭⎪⎫r －3R 22＋⎝ ⎛⎭⎪⎫3R 22
3R ，当r ＝3R 2
时，R 外max ＝34R ，此时PQ 处于矩形线框的中心位置，即PQ 从靠近ad 处向bc 滑动的过程中外电阻先增大后减小．PQ 中的电流为干路电流I ＝E
R 外＋R 内，可知干路电流先减小后增大，
选项A 错误．PQ 两端的电压为路端电压U ＝E －U 内，因E ＝Blv 不变，U 内＝IR 先减小后增大，所以路端电压先增大后减小，选项B 错误．拉力的功率大小等于安培力的功率大小，P ＝F 安v ＝BIlv ，可知因干路电流先减小后增大，PQ 上拉力的功率也先减小后增大，
选项C 正确．线框消耗的电功率即为外电阻消耗的功率，因外电阻最大值为34
R ，小于内阻R ；根据电源的输出功率与外电阻大小的变化关系，外电阻越接近内阻时，输出功率越大，可知线框消耗的电功率先增大后减小，选项D 错误．
5．(xx·浙江部分重点中学高三调研)在如图所示的电路中，E 为电源的电动势，r 为电源的内阻，R 1、R 2为可变电阻，其中R 1接入电路的阻值与电压表内阻差不多，R 2接入电路的阻值与小灯泡电阻差不多，电压表内阻远大于小灯泡电阻．对下列叙述的操作所导致的结果的判断正确的是( )
A ．仅使R 1的阻值增大，电压表与电流表示数的比值增大
B．仅使R2的阻值增大，电压表与电流表示数的比值减小
C．仅使R2的阻值减小，电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值的比值不变
D．使R1的阻值增大的同时，使R2的阻值也增大，则电压表的示数减小
解析：选C.由于电压表支路电阻远大于灯泡支路电阻，所以改变R1的阻值不会影响电流表的示数，不会影响路端电压，但R1与电压表内阻差不多，R1的阻值增大，电压表示数就减小，电压表与电流表示数的比值减小，选项A错误；仅使R2的阻值增大，路端电压与电流表示数的比值就是电流表、灯泡、R2的总阻值，应该增大，又因为R1的阻值不变，电压表示数与路端电压成正比，所以电压表与电流表示数的比值增大，选项B 错误；仅使R2的阻值减小，路端电压变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值的比值表示电源内阻，保持不变，又因为R1的阻值不变，电压表示数与路端电压成正比，电压表示数变化量的绝对值与电流表示数变化量的绝对值的比值不变，选项C正确；只使R1的阻值增大，电压表示数减小，只使R2的阻值增大，电压表示数增大，若使R1与R2的阻值同时增大，电压表示数可能增大、减小或不变，选项D错误．
6．(xx·山东莘县质检)如图所示，两平行金属板间带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则( )
A．电压表读数减小
B．电流表读数减小
C．质点P将向上运动
D．R3上消耗的功率逐渐增大
解析：选A.当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，R4接入电路部分的电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，电源内阻分担的电压增大，则路端电压减小，R1分担电压增大，则平行金属板两极板间电压减小，带电质点P所受电场力减小，质点P将向下运动，选项C错误；R3两端电压减小，R3中电流减小，电流表读数增大，选项B错误；R3上消耗的功率逐渐减小，选项D错误；由于R2中的电流增大，R2两端电压增大，故电压表读数减小，选项A正确．
7.(原创题)热敏电阻是一种广泛应用于自动控制电路中的重要电子元件，它的重要特性之一是其电阻值随着环境温度的升高而减小．如图为一自动温控电路，C为电容器，A为零刻度在中央的电流计，R为定值电阻，R t为热敏电阻．电键S闭合稳定后，观察电流表A的偏转情况，可判断环境温度的变化情况．以下关于该自动温控电路的分析，正确的是( )
A．当发现电流计A中的电流方向是由a到b时，表明环境温度正在逐渐升高
B．当发现电流计A中的电流方向是由a到b时，表明环境温度正在逐渐降低
C ．为了提高该温控装置的灵敏度，应使定值电阻R 的阻值远大于热敏电阻R t 的阻值
D ．为了提高该温控装置的灵敏度，应使定值电阻R 的阻值远小于热敏电阻R t 的阻值
解析：选A.当电流计A 中的电流方向是由a 到b 时，表明电容C 正在充电，即定值电阻R 两端的电压升高，故热敏电阻R t 的阻值在减小，则环境温度在逐渐升高．为了提高该温控装置的灵敏度，应使定值电阻R 的阻值与热敏电阻R t 的阻值相差不多．
8．(xx·高考安徽卷)一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m 、电荷量为e .在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为
( )
A.mv 2
2eL
B.mv 2Sn e C ．ρnev
D.ρev SL 解析：选C.金属棒的电阻R ＝ρL S
，自由电子定向移动形成的电流I ＝neSv ，金属棒两端电压U ＝IR ，故金属棒内的电场强度E ＝U L ＝
neSv ρL LS ＝nevρ，选项C 正确． 9.(xx·河北冀州调研)如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 2是定值电阻，R B 是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c 、d 接报警器．电路闭合后，当传感器R B 所在处出现磁体时，则电流表的电流I ，c 、d
两端的电压U将( )
A．I变大，U变小B．I变小，U变大
C．I变大，U变大D．I变小，U变小
解析：选A.此题考查电路的动态分析，由“串反并同”知当传感器处出现磁体，R B 减小时，电流表示数变大，即I变大，U变小，故A对，B、C、D错．
10.(xx·江西八校联考)如图所示，电源电动势为E，内阻为r.当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时，理想电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为ΔU1和ΔU2，干路电流为I，下列说法中正确的是(灯泡电阻不变)( )
A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮
B．ΔU1与ΔI的比值不变
C．ΔU1<ΔU2
D．ΔU1＝ΔU2
解析：选B.题图中L1与滑动变阻器串联后与L3并联，然后再与L2串联，最后接在电源上构成闭合电路，V1测并联部分电压，V2测L2两端的电压．当滑动变阻器的滑片P
右移，其连入电路的阻值变大，总阻值变大，由闭合电路的欧姆定律得，干路电流I 变小，L 2中电流变小，灯L 2变暗，A 错；干路电流变小，内电压变小，L 2两端电压变小，
并联部分电压变大，由闭合电路知识得： ΔU 1＝ΔU r ＋ΔU 2，两边同除以ΔI 可得：ΔU 1ΔI
＝ΔU r ΔI ＋ΔU 2ΔI
＝r ＋R L2，则C 、D 错，B 对． 二、不定项选择题
11．(xx·湖南十三校二联)如图所示，电流表A 1(0～3 A)和A 2(0～0.6 A)是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中．闭合开关S ，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是( )
A ．A 1、A 2的读数之比为1∶1
B ．A 1、A 2的读数之比为5∶1
C ．A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶1
D ．A 1、A 2的指针偏转角度之比为1∶5
解析：选BC.图中A 1、A 2并联，两端电压相等，又因A 1、A 2是由两个相同的电流计改装而成，所以A 1、A 2的指针偏转角度相同，即偏转角度之比为1∶1，再结合其量程可知A 1、A 2的读数之比为5∶1，B 、C 正确．
12．(xx·湖北八校二联)在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V ，内阻不计，L 1、L 2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，R 为定值电阻，
阻值为7.5 Ω.当开关S 闭合后( )
A ．L 1的电阻为112
Ω B ．L 1消耗的电功率为7.5 W
C ．L 2的电阻为7.5 Ω
D ．L 2消耗的电功率为0.3 W
解析：选CD.
S 闭合后，L 1两端的电压为3.0 V ，由乙图可知，I 1＝0.25 A ，故P 1＝0.75 W ，R 1＝12 Ω，A 、B 均错误；L 2与R 及电源串联，把R 和电源等效成电动势为3 V ，内阻为7.5 Ω的新电源，在图乙中作出新电源的I －U 图线，如图，两图线的交点表示出了此时L 2两端的电压与通过的电流的大小，由图知U 2＝1.5 V ，I 2＝0.2 A ，所以R 2＝U 2I 2＝1.50.2
Ω＝7.5 Ω，P 2＝U 2I 2＝1.5×0.2 W ＝0.3 W ，C 、D 正确．
13．(xx·浙江东北三校四模)某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示，三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为1.0 Ω.现闭合开关S ，理想电压表V 的示数为4.0 V ，则( )
A．三个灯泡的总电阻为8.3 Ω
B．电源的电动势为5.6 V
C．电源消耗的热功率为3.0 W
D．电源的效率为89.3%
解析：选ABD.理想电压表V的示数为4.0 V，由伏安特性曲线可知通过干路上的小灯泡的电流为0.6 A，通过电源的电流也为0.6 A，通过两并联小灯泡的电流分别为0.3 A，两端电压为1.0 V，依据闭合电路欧姆定律可知，电源的电动势为E＝4.0 V＋1.0 V ＋0.6 A×1.0 Ω＝5.6 V；电路的路端电压为U0＝5.0 V，电流为I0＝0.6 A．依部分电
路欧姆定律可知外电阻总阻值为R＝5
0.6
Ω＝8.3 Ω，电源消耗的热功率为P r＝I20r＝
0.36 W，输出功率为P R＝U0I0＝3.0 W，则电源的效率为η＝P R
P r＋P R
×100%＝89.3%，选项A、B、D正确．
14．(xx·浙江四校高三联考)如图所示，R1为电阻箱，R2的阻值为20 Ω，R3的阻值为1.5 kΩ.在A、B两点之间接竖直放置的电容器．一个带正电的小球用绝缘细线悬挂在电容器两极板之间．闭合开关，调节电阻箱，当R1＝40 Ω时悬挂小球的细线恰好竖直，则以下说法正确的是( )
实用文档
A ．电压表的内阻为 3 k Ω
B ．如果电阻箱接入电路的电阻减小，则带电小球偏向左极板
C ．如果电阻箱接入电路的电阻减小，则电压表的示数变大
D ．如果电阻箱接入电路的电阻减小，则电源消耗的功率增大
解析：选AD.悬挂小球的细线恰好竖直，说明电容器两极板间的电势差为零，A 、B 两点的电势相等，则R V R 3＝R 1R 2，得到电压表的内阻为R V ＝3 k Ω，所以选项A 正确；当电阻箱的电阻变小时，B 点的电势高于A 点的电势，带正电的小球受电场力作用，偏向右极板，所以选项B 错误；根据闭合电路欧姆定律，电阻箱电阻减小，电路的总电流增大，路端电压减小，所以电压表的示数减小，电源消耗的功率增大，选项C 错误，D 正确．。