18年高考物理二轮复习100考点千题精练第八章恒定电流专题8.6电路综合性问题180110196
2018版高考物理一轮总复习 第8章 恒定电流 第2讲 电路 电路的基本规律
电路 电路的基本规律时间:45分钟满分:100分一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。
其中1~6为单选,7~10为多选)1.[2016·武汉调研]电子式互感器是数字变电站的关键设备之一。
如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac 间的电阻是cd 间电阻的(n -1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为U ,则输入端的电压为( )A .nU B.U nC .(n -1)U D.Un -1答案 A解析 R ac 与R cd 串联,电流I =U abR ac +R cd,对输出端电压U cd =U =IR cd =U ab R cd R ac +R cd =U abn,即输入端电压为U ab =nU 。
2.[2016·河北衡水一模]在某控制电路中,需要连成如图所示的电路,主要由电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及电位器(滑动变阻器)R 连接而成,L 1、L 2是红、绿两个指示灯,当电位器的触头由弧形碳膜的中点逆时针滑向a 端时,下列说法中正确的是( )A .L 1、L 2两个指示灯都变亮B .L 1、L 2两个指示灯都变暗C .L 1变亮,L 2变暗D .L 1变暗,L 2变亮 答案 B解析 根据电路图可知电位器的触头逆时针从中点开始滑向a 端的过程中,其连入电路的阻值变小,则可以判断总电阻变小,干路电流变大,内阻分担电压变大,路端电压变小,则L 1支路电流I 1变小,L 1变暗,R 1所在支路中电流变大,R 1两端电压变大,那么L 2、R 2两端电压变小,L 2变暗。
综上所述,A 、C 、D 错误,B 正确。
3.[2017·安徽合肥模拟]在如图所示的电路中,开关闭合后,当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,则( )A .灯L 1变亮B .灯L 2变亮C .电源的总功率变大D .电阻R 1有从b 到a 方向的电流 答案 D解析 滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时,接入电路的电阻变大,总电阻增大,则电路中总电流减小,灯L 1变暗,选项A 错误;根据串联电路中电压与电阻成正比可知,电路中与滑动变阻器并联部分的电压增大,通过R 2的电流增大,而总电流减小,所以通过灯L 2的电流变小,灯L 2变暗,选项B 错误;根据P =EI 知,I 减小,E 不变,则电源的总功率减小,选项C 错误;电容器两端的电压等于右侧并联电路的电压,则电容器两端的电压增大,所带电荷量将增多,电容器充电,所以电阻R 1有从b 到a 方向的电流,选项D 正确。
高考物理试题库 专题2.8 电路综合性问题(基础篇)(原卷版)
第二部分 恒定电流专题2.8 电路综合性问题(基础篇)一.选择题1.(2018北京昌平二模)电池对用电器供电时,是其它形式能(如化学能)转化为电能的过程;对充电电池充电时,可看做是这一过程的逆过程。
现用充电器为一手机锂电池充电,等效电路如图4所示。
已知充电器电源的输出电压为U ,输出电流为I ,手机电池的电动势为E ,内阻为r 。
下列说法正确的是( )A .充电器的输出电功率为2EI I r -B .电能转化为化学能的功率为2UI I r +C .电能转化为化学能的功率为2UI I r -D .充电效率为100U E⨯% 2.(2018西城二模)电动汽车由于节能环保的重要优势,越来越被大家认可。
电动汽车储能部件是由多个蓄电池串联叠置组成的电池组,如图所示。
某品牌电动小轿车蓄电池的数据如下表所示。
下列说法正确的是( )A .将电池组的两极直接接在交流电上进行充电B .电池容量的单位Ah 就是能量单位C .该电池组充电时的功率为4.4kWD .该电池组充满电所储存的能量为1.4╳108J3.(2018高考冲刺) 一电路如图所示,电源电动势E=30V ,内阻r=4Ω,电阻1R =16Ω, 244R R ==Ω, 312R =Ω,C 为平行板电容器,其电容C=10.0pF ,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.60m 。
现在开关S 断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v 0=2.0m/s 的初速度射入电容器C 之间的电场中,刚好沿虚线匀速运动( )A.当其闭合后,流过R4的总电量B.则当其闭合后,流过R4的总电量C. 当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入电容器C之间的电场后,射出电场时,在垂直于板面方向偏见移的距离是7.5cmD. 当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入电容器C之间的电场后,射出电场时,在垂直于板面方向偏见移的距离是37.5cm4.(2017北京东城二模)移动电源(俗称充电宝)解决了众多移动设备的“缺电之苦”,受到越来越多人的青睐。
2018届高考物理二轮复习专题卷汇编恒定电流专题卷(全国通用)含答案
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)1.现象一:傍晚用电多的时候,灯光发暗,而当夜深人静时,灯光特别明亮;现象二:在插上电炉等大功率电器时,灯光会变暗,拔掉后灯光马上亮了起来。
下列说法正确的是( )A. 现象一是因为夜深人静时,周围比较黑,突显出灯光特别明亮B。
现象二是因为电炉等大功率电器的电阻都比较大引起的C。
两个现象都可以用电阻定律R=ρL/S来解释D. 两个现象都可以用闭合电路欧姆定律来解释【答案】D点睛:变压器的输出电压一部分消耗在导线上,另一部分才加到用电器上,所以如果导线上电流过大,不但有电压损失,导线上也要发热,所以要减少这些影响,在使用功率大用电器时,要求导线截面积要大.2.如图为某公司生产的风光互补LED路灯系统电路结构图。
“风光互补路灯”是利用风能和太阳能作为能源的路灯系统,我国现有城乡路灯总数约2亿只,假如用此套路灯替换40W、每天工作10小时的传统路灯,则全国每年(365天)大约可节约多少吨标准煤(每燃烧1吨标准煤可发电3000kWh) ( )A. 4110t ⨯ B 。
6110t ⨯ C. 7110t ⨯ D. 10110t ⨯【答案】C【解析】全国40W 的路灯一年消耗的电能为:W=NPt=2×108×0.04KW ×10h ×365=3000×107KW •h一年节约的煤炭为:773000101103000m t ⨯⨯==,故C 正确,ABD 错误;故选C. 3.已知一边长为2a 和另一边长为a 的两个绝缘立方体容器,中心在同一直线上,容器连通且加满电解液,在AB 两端加上电压U 时,流过电路的电流为1 A,当电解液加到距边长为a 的容器底端高3a 的位置时,电路中的电流为 ( )A 。
2018版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档:第八章 恒定电流 第2讲 Word版含答案
第2讲闭合电路欧姆定律一、闭合电路的欧姆定律1.内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.2.公式:(1)I=ER+r(只适用于纯电阻电路).(2)E=U外+Ir(适用于所有电路).3.路端电压U与电流I的关系(1)关系式:U=E-Ir.(2)U-I图象如图1所示.图1①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电源电动势.②当外电路短路即U=0时,横坐标的截距为短路电流.③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.二、电路中的功率及效率问题1.电源的总功率(1)任意电路:P总=IE=IU外+IU内=P出+P内.(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=E2 R+r.2.电源内部消耗的功率P内=I2r=IU内=P总-P出.3.电源的输出功率(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内.(2)纯电阻电路:P 出=I 2R =E 2R (R +r )2=E 2(R -r )2R+4r .(3)纯电阻电路中输出功率随R 的变化关系 ①当R =r 时,电源的输出功率最大为P m =E 24r .②当R >r 时,随着R 的增大输出功率越来越小. ③当R <r 时,随着R 的增大输出功率越来越大.④当P 出<P m 时,每个输出功率对应两个外电阻R 1和R 2,且R 1R 2=r 2. ⑤P 出与R 的关系如图2所示.图24.电源的效率(1)任意电路:η=P 出P 总×100%=UE ×100%.(2)纯电阻电路:η=R R +r×100%=11+r R ×100%因此在纯电阻电路中R 越大,η越大.[深度思考] 当R =r 时,电源的输出功率最大,则此时电源的效率是不是最大? 答案 不是解析 由η=11+r R×100%可知,当R =r 时,η=50%.故此时效率不是最大.1.判断下列说法是否正确.(1)闭合电路中的电流跟电源电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比.( √ ) (2)电动势是电源两极间的电压.( × ) (3)当外电阻增大时,路端电压也增大.( √ ) (4)闭合电路中的短路电流无限大.( × )(5)电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压.( × ) (6)在闭合电路中,外电阻越大,电源的输出功率越大.( × ) (7)电源的输出功率越大,电源的效率越高.( × )2.(人教版选修3-1P63第3题)许多人造卫星都用太阳电池供电.太阳电池由许多片电池板组成.某电池板不接负载时的电压是600 μV ,短路电流是30 μA.则这块电池板的内阻( )A .2 ΩB .20 ΩC .200 ΩD .2 000 Ω 答案 B3.(人教版选修3-1P63第4题)电源的电动势为4.5 V 、外电阻为4.0 Ω时,路端电压为4.0 V ,若在外电路中分别并联一个6.0 Ω的电阻和串联一个6.0 Ω的电阻.则两种情况下的路端电压为( ) A .4.3 V 3.72 V B .3.73 V 4.3 V C .3.72 V 4.3 V D .4.2 V 3.73 V答案 C4.(人教版选修3-1P66第2题)一个量程为0~150 V 的电压表,内阻为20 kΩ,把它与一个大电阻串联后接在110 V 电路的两端,电压表的读数是5 V .这个外接电阻是( ) A .240 Ω B .420 kΩ C .240 kΩ D .420 Ω 答案 B命题点一 闭合电路欧姆定律及动态分析 1.电路动态分析的两种方法(1)程序法:电路结构的变化→R 的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路⎩⎪⎨⎪⎧并联分流I 串联分压U →变化支路. (2)极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论. 2.闭合电路的故障分析 (1)故障特点①断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零.②短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但它两端电压为零. (2)检查方法①电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段被短路.②电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程. ③欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路,当测量值很小或为零时,表示该处短路.在运用欧姆表检测时,电路一定要切断电源.例1 (多选)如图3所示的电路中,电源电动势为12 V ,内阻为2 Ω,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( )图3A .路端电压为10 VB .电源的总功率为10 WC .a 、b 间电压的大小为5 VD .a 、b 间用导线连接后,电路的总电流为1 A 答案 AC解析 外电路的总电阻R =20×2020+20 Ω=10 Ω,总电流I =E R +r =1 A ,则路端电压U =IR =10V ,A 对;电源的总功率P 总=EI =12 W ,B 错;a 、b 间电压大小为U ab =0.5×15 V -0.5×5 V = 5 V ,C 项对;a 、b 间用导线连接后,外电路的总电阻为R ′=2×5×155+15 Ω=7.5 Ω,电路中的总电流I ′=ER ′+r≈1.26 A ,D 项错误.1.如图4所示,E 为内阻不能忽略的电池,R 1、R 2、R 3为定值电阻,S 0、S 为开关,V 与A 分别为电压表与电流表.初始时S 0与S 均闭合,现将S 断开,则( )图4A .V 的读数变大,A 的读数变小B .V 的读数变大,A 的读数变大C .V 的读数变小,A 的读数变小D .V 的读数变小,A 的读数变大 答案 B解析 S 断开,相当于外电阻变大,由闭合电路欧姆定律知电路中总电流减小,则路端电压增大,V 的示数变大,R 1的电压减小,故R 3的电压增大,故电流表示数变大,B 正确. 2.如图5所示,虚线框内为高温超导限流器,它由超导部件和限流电阻并联组成.超导部件有一个超导临界电流I C ,当通过限流器的电流I >I C 时,将造成超导体失超,从超导态(电阻为零,即R 1=0)转变为正常态(一个纯电阻,且R 1=3 Ω),以此来限制电力系统的故障电流.已知超导临界电流I C =1.2 A ,限流电阻R 2=6 Ω,小灯泡L 上标有“6 V 6 W ”的字样,电源电动势E =8 V ,内阻r =2 Ω.原来电路正常工作,超导部件处于超导态,灯泡L 正常发光,现灯泡L 突然发生短路,则( )图5A .灯泡L 短路前通过R 2的电流为47AB .灯泡L 短路后超导部件将由超导态转化为正常态,通过灯泡的电流为1 AC .灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 AD .灯泡L 短路后通过R 2的电流为2 A 答案 C解析 标有“6 V 6 W ”的小灯泡L 电阻R =U 2P =6 Ω,灯泡L 正常发光时通过灯泡L 的电流I =PU =1 A ,超导部件处于超导态,其电阻为零,1 A 电流全部通过超导部件,即灯泡L短路前通过R 2的电流为零,A 错误.灯泡L 短路后,电流增大超过超导部件超导临界电流,将由超导态转化为正常态,外电路电阻R ′=2 Ω,由闭合电路欧姆定律可得,通过灯泡的电流I =ER ′+r =2 A ,B 错误.由并联电路电流分配规律可知,灯泡L 短路后通过R 1的电流为43 A ,通过R 2的电流为23 A ,C 正确,D 错误.命题点二 电路中的功率及效率问题例2 如图6所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因灯泡L 的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是( )图6A.电流表、电压表的读数均变小B.电源内阻消耗的功率变大C.液滴将向上运动D.电源的输出功率变大答案 C解析当L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大,则总电流减小,电源的内电压和R1电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知,路端电压增大,故电容器C的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,则该液滴将向上运动,C正确.由于C两端的电压增大,R2、R3中的电流增大,则电流表、电压表的读数均变大,A错误.因干路电流减小,则电源内阻消耗的功率变小,B错误.由于电源的内外电阻的关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,D错误.选C.3. (多选)在如图7所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图象可知()图7A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 ΩB.电阻R的阻值为1 ΩC.电源的输出功率为4 WD.电源的效率为50%答案ABC解析由图线Ⅰ可知,电源的电动势为3 V,内阻为r=EI短=0.5 Ω;由图线Ⅱ可知,电阻R的阻值为1 Ω,该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I=Er+R=2 A,路端电压U=IR=2 V(可由题图读出),电源的输出功率为P=UI=4 W,电源的效率为η=UI EI×100%≈66.7%,故选项A 、B 、C 正确,D 错误.4.(多选)如图8所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法正确的是()图8A .电源的电动势为50 VB .电源的内阻为253ΩC .电流为2.5 A 时,外电路的电阻为15 ΩD .输出功率为120 W 时,输出电压是30 V 答案 ACD解析 电源的路端电压和电流的关系为:U =E -Ir ,显然直线①的斜率的绝对值等于r ,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出E =50 V ,r =50-206-0 Ω=5 Ω,A 正确,B 错误;当电流为I 1=2.5 A 时,由回路中电流I 1=Er +R 外,解得外电路的电阻R 外=15 Ω,C 正确;当输出功率为120 W 时,由题图中P -I 关系图线看出对应干路电流为4 A ,再从U -I 图线读取对应的输出电压为30 V ,D 正确. 命题点三 电源和电阻U -I 图象的比较例3 如图9直线A 为某电源的U -I 图线,曲线B 为某小灯泡L 1的U -I 图线的一部分,用该电源和小灯泡L 1串联起来组成闭合回路时灯泡L 1恰能正常发光,则下列说法中正确的是( )图9A .此电源的内电阻为23ΩB .灯泡L 1的额定电压为3 V ,额定功率为6 WC .把灯泡L 1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻,电源的输出功率将变小D .由于小灯泡L 1的U -I 图线是一条曲线,所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用 答案 B解析 由图象知,电源的内阻为r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =4-16 Ω=0.5 Ω,A 错误;因为灯L 1正常发光,故灯L 1的额定电压为3 V ,额定功率为P =UI =3×2 W =6 W ,B 正确;正常工作时,灯L 1的电阻为R 1=UI =1.5 Ω,换成R 2=1 Ω的纯电阻后,该电阻更接近电源内阻r ,故电源的输出功率将变大,C 错误;小灯泡是纯电阻,适用欧姆定律,其U -I 图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化.5. (多选)如图10所示,a 、b 分别表示一个电池组和一只电阻的伏安特性曲线.以下说法正确的是( )图10A .电池组的内阻是1 ΩB .电阻的阻值为0.33 ΩC .将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是4 WD .改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率是4 W 答案 AD解析 a 图线斜率的绝对值的倒数等于电源的内阻,则电池组的内阻是r =⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI =44 Ω=1 Ω,选项A 正确;b 图线的斜率的倒数等于电阻R ,则R =U I =31 Ω=3 Ω,选项B 错误;由a 图线可知,电源的电动势为E =4 V ,将该电阻接在该电池组两端,电池组的输出功率将是P =(E R +r )2R =(43+1)2×3 W =3 W ,选项C 错误;改变外电阻的阻值时,该电池组的最大输出功率为P m =E 24r =424×1W =4 W ,选项D 正确;故选A 、D.6. (多选)如图11所示,直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流变化的特性图线,曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线,如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接,则下列说法正确的是( )图11A .电源1与电源2的内阻之比是11∶7B .电源1与电源2的电动势之比是1∶1C .在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2D .在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1∶2 答案 ABC解析 根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线斜率的绝对值表示电源内阻可知,电源1与电源2的内阻之比是11∶7,选项A 正确;根据电源的路端电压随输出电流变化的特性图线在纵轴的截距表示电源电动势可知,电源1与电源2的电动势之比是1∶1,选项B 正确;根据曲线交点表示工作点,交点的纵、横坐标的乘积表示电源输出功率,在这两种连接状态下,小灯泡消耗的功率之比是1∶2,选项C 正确;根据曲线交点的纵、横坐标的比值表示小灯泡电阻,在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是18∶25,选项D 错误. 命题点四 含电容器电路的分析1.确定电容器和哪个电阻并联,该电阻两端电压即为电容器两端电压.2.当电容器和某一电阻串联后接在某一电路两端时,此电路两端电压即为电容器两端电压. 3.当电容器与电源直接相连,则电容器两极板间电压即等于电源电动势.例4 (2016·全国Ⅱ卷·17)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12所示电路.开关S 断开且电流稳定时,C 所带的电荷量为Q 1;闭合开关S ,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )图12A.25B.12C.35D.23 答案 C解析 S 断开时等效电路图如图甲所示.甲电容器两端电压为U 1=E R +23R×23R ×12=15E ;S 闭合时等效电路图如图乙所示.乙电容器两端电压为U 2=E R +12R×12R =13E ,由Q =CU 得Q 1Q 2=U 1U 2=35,故选项C 正确.7.在如图13所示的电路中,R 1=11 Ω,r =1 Ω,R 2=R 3=6 Ω,当开关S 闭合且电路稳定时,电容器C 带电荷量为Q 1;当开关S 断开且电路稳定时,电容器C 带电荷量为Q 2,则( )图13A .Q 1∶Q 2=1∶3B .Q 1∶Q 2=3∶1C .Q 1∶Q 2=1∶5D .Q 1∶Q 2=5∶1答案 A解析 当开关S 闭合时,电容器两端电压等于R 2两端的电压,U 2=ER 2R 1+R 2+r =E 3,Q 1=E 3C ;当开关S 断开时,电容器两端电压等于电源电动势,U =E ,Q 2=EC ,所以Q 1∶Q 2=1∶3,选项A 正确.8.如图14所示,电路中R 1、R 2均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行板电容器C 的极板水平放置.闭合开关S ,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不动.如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是()图14A .增大R 1的阻值B .增大R 2的阻值C .增大两板间的距离D .断开开关S答案 B解析 由闭合电路欧姆定律可知:增大R 1的阻值会使总电阻增大,总电流减小,R 1两端电压增大,则电容器两板间电压增大,板间电场强度增大,油滴受电场力增大,油滴将向上运动,选项A 错误;电路稳定时R 2中无电流,R 2阻值变化对电路无任何影响,则选项B 正确;只增大板间距离d ,会使板间电场强度减小,油滴将向下运动,选项C 错误;断开开关S ,电容器放电,油滴将向下运动,选项D 错误.含有非理想电表的电路分析典例1 两个定值电阻R 1、R 2串联接在U 稳定于12 V 的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R 1、R 2的电压表接在R 1的两端,如图15所示,电压表示数为8 V ,如果把它改接在R 2的两端,则电压表的示数将( )图15A .小于4 VB .等于4 VC .大于4 V 而小于8 VD .等于或大于8 V答案 A解析 当电压表并联在R 1两端时,ab 间的电阻是R 1与电压表内阻R V 并联后的等效电阻R ab ,R ab <R 1,R ab 两端电压为8 V ,R 2两端电压为4 V ,则R ab =2R 2,所以R 1>2R 2,由此可以推断,当不用电压表测量时,R 2分得的电压小于4 V .当把电压表并在R 2上时,bc 间的电阻R bc 为R 2和R V 的并联电阻,R bc <R 2,因而bc 间电压一定小于4 V .所以本题正确选项为A.典例2 如图16甲所示电路中,电压表V 1与V 2内阻相同,V 2与R 1并联,V 1的示数为U 1=3 V ,V 2的示数为U 2=2 V ;现将V 2改为与R 2并联,如图乙所示,再接在原来的电源上,那么( )图16A .V 1的示数必增大,V 2的示数必减小B .V 1的示数必增大,V 2的示数必增大C .V 1的示数必减小,V 2的示数必增大D .V 1的示数必减小,V 2的示数必减小答案 A解析 题图甲中,由R 2两端的电压小于R 1两端的电压知,R 2<R 1R V R 1+R V <R 1,R 串=R 2+R 1R V R 1+R V,在题图乙中,显然R 2R V R 2+R V <R 2,R 串′=R 1+R 2R V R 2+R V ;R 串-R 串′=R 2-R 1+R 1R V R 1+R V -R 2R V R 2+R V=(R 2-R 1)(R 1R 2+R 1R V +R 2R V )(R 1+R V )(R 2+R V ),因为R 2<R 1,所以R 串-R 串′<0,即R 串<R 串′,由闭合电路欧姆定律可知,电压表V 1的示数变大,电压表V 2的示数减小,A 正确.题组1 电路的动态分析1.如图1所示电路,电源内阻不可忽略.开关S 闭合后,在变阻器R 0的滑动端向下滑动的过程中( )图1A .电压表与电流表的示数都减小B .电压表与电流表的示数都增大C .电压表的示数增大,电流表的示数减小D .电压表的示数减小,电流表的示数增大答案 A解析 由变阻器R 0的滑动端向下滑动可知,R 0连入电路的有效电阻减小,R 总减小,由I =E R 总+r可知I 增大,由U 内=Ir 可知U 内增大,由E =U 内+U 外可知U 外减小,故电压表示数减小.由U 1=IR 1可知U 1增大,由U 外=U 1+U 2可知U 2减小,由I 2=U 2R 2可知电流表示数减小,故A 正确.2. (多选)已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且磁场越强电阻值越大.为探测有无磁场,利用磁敏电阻作为传感器设计了如图2所示电路,电源的电动势E 和内阻r 不变,在没有磁场时调节变阻器R 使电灯L 正常发光.若探测装置从无磁场区进入强磁场区,则( )图2A .电灯L 变亮B .电灯L 变暗C .电流表的示数减小D .电流表的示数增大答案 AC解析 探测装置从无磁场区进入强磁场区时,磁敏电阻阻值变大,则电路的总电阻变大,根据I =E R 总可知总电流变小,所以电流表的示数减小,根据U =E -Ir ,可知I 减小,U 增大,所以灯泡两端的电压增大,所以电灯L 变亮,故A 、C 正确,B 、D 错误.3.在如图3所示电路中,已知电表均为理想仪表,且小灯泡的电阻小于电源的内阻,电流表A 、电压表V 1、电压表V 2的读数分别为I 、U 1和U 2,P 为被细线悬挂在两平行金属板间的带电小球,细线与竖直方向间的夹角为θ,则当滑动变阻器的滑片向右滑动一小段距离的过程中,电流表A 、电压表V 1、电压表V 2读数变化量大小分别是ΔI 、ΔU 1和ΔU 2,下列说法中正确的是( )图3A .ΔU 2大于ΔU 1B .灯泡变亮、细线与竖直方向间的夹角θ变大C .电源的输出功率变大D.U 2I 变大、ΔU 2ΔI变大 答案 C解析 滑动变阻器电阻增大,总电流减小,R 1电压减小,R 2电压增大,而U 外又增大,明显R 2电压增大要超过R 1电压减小,则A 错误.U 外增大,即灯泡两端电压增大,灯泡变亮;R 1电压减小,即电容器两端电压变小,细线与竖直方向间的夹角θ变小,则B 错误.小灯泡的电阻小于电源的内阻,那么再并联R 1、R 2就更小了,因外电阻等于内电阻时,P 出最大,所以当外电阻小于内电阻时,外电阻增大,P 出增大,则C 正确.U 2I 为外电阻,变大,ΔU 2ΔI为内电阻,不变,则D 错误.4.如图4所示的电路中,闭合开关S ,灯L 1、L 2正常发光.由于电路突然出现故障,发现灯L 1变亮,灯L 2变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是( )图4A .R 1断路B .R 2断路C .R 3短路D .R 4短路答案 A解析 分析电路的连接方式可知,R 1与L 1并联;R 2与R 3先并联再与电流表、R 4串联,然后与L 2并联.发现灯L 1变亮,灯L 2变暗,说明L 1两端的电压变大,L 2两端的电压变小,可能是R 1断路,A 正确;如果R 2断路,则灯L 2变亮,灯L 1变暗,与现象不符,B 错误;若R 3短路或R 4短路,与电流表示数变小不符,C 、D 错误.题组2 电路中的功率及效率问题5.(多选)如图5所示,已知电源的内电阻为r ,固定电阻R 0=r ,可变电阻R 的总阻值为2r ,若滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动,则下列说法中正确的是( )图5A .电源的输出功率由小变大B .固定电阻R 0上消耗的电功率由小变大C .电源内部的电压即内电压由小变大D .滑动变阻器R 上消耗的电功率变小答案 AB解析 由闭合电路欧姆定律推出电源的输出功率随外电阻变化的规律表达式P 出=E 2(R 外-r )2R 外+4r ,根据上式作出P 出-R 外图象如图所示.当滑片P 由A 端向B 端滑动时,外电路电阻的变化范围是0~23r ,由图可知,当外电路电阻由0增加到23r 时,电源的输出功率一直变大,选项A 正确.R 0是纯电阻,所以其消耗的电功率PR 0=U 2R 0,因全电路的总电压即电源电动势E 一定,当滑动变阻器的滑片P 由A 端向B 端滑动时,外电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压升高,R 0上消耗的电功率也一直增大,选项B 正确,C 错误.讨论滑动变阻器R 上消耗的电功率的变化情况时,可以把定值电阻R 0当作电源内电阻的一部分,即电源的等效内电阻为r ′=rR 0r +R 0=r 2,这时滑动变阻器R 上消耗的电功率相当于外电路消耗的功率,即等效电源的输出功率.随着滑片P 由A端向B 端滑动,在R 的阻值增大到r 2之前,滑动变阻器R 上消耗的电功率是一直增大的;则根据闭合电路欧姆定律可知,当R =r 2时,滑动变阻器R 上消耗的电功率达到最大值,滑片P 再继续向B 端滑动,则滑动变阻器R 上消耗的电功率就会逐渐减小,故选项D 错误.6.(多选)如图6所示,R 1为定值电阻,R 2为可变电阻,E 为电源电动势,r 为电源内电阻,以下说法中正确的是( )图6A .当R 2=R 1+r 时,R 2获得最大功率B .当R 1=R 2+r 时,R 1获得最大功率C .当R 2=0时,R 1获得最大功率D .当R 2=0时,电源的输出功率最大答案 AC解析 在讨论R 2的电功率时,可将R 1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R 2与电动势为E 、内阻为(R 1+r )的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图甲所示),R 2的电功率是等效电源的输出功率.显然当R 2=R 1+r 时,R 2获得的电功率最大,A 项正确;讨论R 1的电功率时,由于R 1为定值,根据P =I 2R 知,电路中电流越大,R 1上的电功率就越大(P 1=I 2R 1),所以,当R 2=0时,等效电源内阻最小(等于r ,如图乙所示),R 1获得的电功率最大,故B 项错误,C 项正确;讨论电源的输出功率时,(R 1+R 2)为外电阻,内电阻r 恒定,由于题目没有给出R 1和r 的具体数值,所以当R 2=0时,电源输出功率不一定最大,故D 项错误.题组3 U -I 图象的理解和应用7.如图7所示,直线A 为某电源的U -I 图线,曲线B 为某小灯泡的U -I 图线,用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率和电源的总功率分别是( )图7A .4 W,8 WB .2 W,4 WC .2 W,3 WD .4 W,6 W答案 D解析 用该电源和小灯泡组成闭合电路时,电源的输出功率是UI =2×2 W =4 W ,电源的总功率是EI =3×2 W =6 W .选项D 正确.8.硅光电池是一种太阳能电池,具有低碳环保的优点.如图8所示,图线a 是该电池在某光照强度下路端电压U 和电流I 的关系图线(电池内阻不是常数),图线b 是某电阻R 的U -I 图线.在该光照强度下将它们组成闭合回路时,硅光电池的内阻为( )图8A .8.0 ΩB .10 ΩC .12 ΩD .12.5 Ω答案 A解析 由闭合电路欧姆定律得U =E -Ir ,当I =0时,E =U ,由图线a 与纵轴的交点读出电动势为E =3.6 V .根据两图线交点处的状态可知,电阻两端的电压为2 V ,则内阻r =3.6-20.2Ω=8.0 Ω,故A 正确.9.(多选)在如图9所示的U -I 图线上,a 、b 、c 各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,在b 点α=β,则下列说法中正确的是( )图9A .在b 点时电源有最大输出功率B .在b 点时电源的总功率最大C .从a →b ,β角增大,电源的总功率和输出功率可能都将增大D .从b →c ,β角增大,电源的总功率和输出功率可能都将减小答案 AD解析 b 点对应内、外电路电阻相等,电源有最大输出功率,A 正确;电源的总功率P 总=IE ,当回路电流最大时电源总功率最大,即外电路短路时电源的总功率最大,B 错误;从a →b ,路端电压升高,回路电流减小,电源的总功率减小,C 错误;若U b I b=r (电源内阻),由路端电压和干路电流可判断从b →c 外电路电阻增大,电源的输出功率和总功率都减小,D 正确. 题组4 含电容器电路的分析10. (多选)如图10所示,C 1=6 μF ,C 2=3 μF ,R 1=3 Ω,R 2=6 Ω,电源电动势E =18 V ,内阻不计,下列说法正确的是( )图10A .开关S 断开时,a 、b 两点电势相等B .开关S 闭合后,a 、b 两点间的电流是2 AC .开关S 断开时C 1带的电荷量比开关S 闭合后C 1带的电荷量大D .不论开关S 断开还是闭合,C 1带的电荷量总比C 2带的电荷量大答案 BC解析 S 断开时外电路处于断路状态,两电阻中均无电流通过,电阻两端电势相等,由题图知a 点电势与电源负极电势相等,而b 点电势与电源正极电势相等,A 错误.S 断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C 1>C 2,由Q =CU 知此时Q 1>Q 2.当S 闭合时,稳定状态下C 1与R 1并联,C 2与R 2并联,电路中电流I =E R 1+R 2=2 A ,此时两电阻两端电压分别为U 1=IR 1=6 V 、U 2=IR 2=12 V ,则此时两电容器所带的电荷量分别为Q 1′=C 1U 1=3.6×10-5 C 、Q 2′=C 2U 2=3.6×10-5 C ,对电容器C 1来说,S 闭合后其两端电压减小,所带的电荷量也减小,故B 、C 正确,D 错误.11.在如图11所示的电路中,电容器的电容C =2 μF ,电源电压为12 V 且恒定不变,R 1∶R 2∶R 3∶R 4=1∶2∶6∶3,则电容器极板a 所带电荷量为( )图11A .-8×10-6 CB .4×10-6 C C .-4×10-6 C D .8×10-6 C 答案 D解析 设R 1、R 2、R 3、R 4的电阻分别为R 、2R 、6R 、3R .电路稳定后,电容器所在支路无电流,左右两个支路构成并联电路,其中R 1和R 2支路中电流I 1=E R 1+R 2=4R,R 3和R 4支路中电流I 3=E R 3+R 4=43R,令电源正极的电势φ=0,则φa =-I 1R 1=-4 V ,φb =-I 3R 3=-8 V ,得U ab =φa -φb =4 V ,即电容器极板a 带正电荷,电荷量Q =CU ab =8×10-6 C ,D 正确. 12. (多选)如图12所示,D 是一只理想二极管,水平放置的平行板电容器AB 内部原有带电微粒P 处于静止状态.下列措施下,关于P 的运动情况说法正确的是( )图12A .保持S 闭合,增大A 、B 板间距离,P 仍静止B .保持S 闭合,减小A 、B 板间距离,P 向上运动C .断开S 后,增大A 、B 板间距离,P 向下运动D .断开S 后,减小A 、B 板间距离,P 仍静止答案 ABD解析 保持S 闭合,电源的路端电压不变,增大A 、B 板间距离,电容减小,由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,其电量不变,由推论E =4πkQ εr S得到,板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故A 正确.保持S 闭合,电源的路端电压不变,电容器。
2018年高考物理二轮复习100考点千题精练第八章恒定电流专题8.6电路综合性问题
专题8.6 电路综合性问题一.选择题1.(2017北京东城二模)移动电源(俗称充电宝)解决了众多移动设备的“缺电之苦”,受到越来越多人的青睐。
目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池(电动势3.7 V)及其充放电保护电路、充放电管理电路、升压电路等。
其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机、平板电脑等移动设备所要求的输入电压(5 V)。
由于锂离子电池的材料特性,在电池短路、过高或过低温度、过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液、起火或爆炸。
为安全起见,中国民航总局做出了相关规定,如图1所示。
为了给智能手机充电,小明购买了一款移动电源,其铭牌如图2所示。
给手机充电时该移动电源的效率按80%计算。
根据以上材料,请你判断A.这款移动电源能为手机提供的最大充电量为8000 mAhB.这款移动电源充满电后所储存的总化学能为37 WhC.乘飞机出行时,这款移动电源可以托运D.Wh与mAh均为能量单位【参考答案】B【名师解析】这款移动电源能为手机提供的最大充电量为10 000 mAh,选项A错误;这款移动电源充满电后所储存的总电能为10 000 mAh×3.7V=37Wh,由能量守恒定律可知总化学能为37 Wh,选项B正确。
乘飞机出行时,这款移动电源可以随身携带,不可以托运,选项C错误。
Wh为能量单位,mAh为电量单位,选项D错误。
此题正确选项为B。
2.(2017浙江建人中学摸底)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为酷斯520扫地机器人,已知其工作额定电压15V,额定功率30W,充电额定电压24V,额定电流0.5A,充电时间约240分钟,电池容量2000mAh,则下列说法正确的是()A.电池容量是指电池储存电能的大小B.机器人正常工作的电压为24VC.机器人正常工作时的电流为0.5AD.机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时【参考答案】D3.(2016百校联盟猜题卷)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。
全国通用版2018高考物理大一轮复习第八章恒定电流第1课时部分电路的规律及应用课件
统计考情·有的放矢
考点内容
课 时 考点名称 20 11 20 12 Ⅰ 卷
明考情
全国新课标卷命题实况
2013 Ⅱ 卷 2014 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 2015 Ⅰ 卷 Ⅱ 卷 Ⅰ 卷 2016 Ⅱ 卷 Ⅲ 卷
部 分 电 路 的 规 律 及 应 用
电阻、电阻定律的 理解与应用
欧姆定律及伏安特 性曲线的应用
Hale Waihona Puke 答案:见解析4.R1和R2是材料、电阻率ρ 相同、厚度h相同,表面为正方形的导体,但R2 的尺寸比R1小很多,通过两个导体的电流方向如图所示.
(1)若R1表面的边长为a,则R1的阻值与ρ ,h,a的关系式是怎样的?
(2)若R2表面的边长为b,则R2的阻值与ρ ,h,b的关系式是怎样的? (3)比较问题(1)与(2)的关系式,这两个电阻有什么关系?
RR 1 1 1 = + ,或 R= 1 2 . R R1 R2 R1 R2 U (2)由于两个电阻的电压都是 U,由欧姆定律 I= 可知 I1∶I2=R2∶R1. R U2 (3)由电功率的表达式 P= 可知 P1∶P2=R2∶R1. R
解析:(1)这个电阻的阻值 R 与 R1,R2 的关系式为
解析:(1)该电阻的阻值 R=
过了电流表可以测量的最大电流,所以不能用这个电流表来测量.
答案:(1)4 000 Ω (2)不能
2.两个电阻R1,R2串联起来接到电路中,作为一个整体,它相当于一个电阻 R,如图所示.
选修3-1P49图2.4-3 (1)这个电阻R与原来两个电阻R1,R2阻值上有什么关系? (2)这两个电阻两端的电压U1,U2与阻值R1,R2有什么关系? (3)这两个电阻的电功率P1,P2与阻值R1,R2有什么关系? 解析: (1)这个电阻的阻值R=R1+R2. (2)由于通过两个电阻的电流都是I,所以U1∶U2=(IR1)∶(IR2)=R1∶R2. (3)由电功率的表达式P=I2R,可知P1∶P2=(I2R1)∶(I2R2)=R1∶R2. 答案:见解析
(新课标)2018年高考物理一轮复习第八章恒定电流突破全国卷试题
第八章 恒定电流电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力,每年高考都有考查,属于必考内容.【重难解读】电学实验中主要有以下几个实验 (1)电阻的测量;(2)电源电动势和内阻的测量; (3)多用电表的使用.其中测量电阻的方法和思路是考查的重点,而电动势和内阻的测量属于难点.【典题例证】(9分)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r ,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(量程I g =0.6 A ,内阻r g =0.1 Ω)和若干导线.(1)请根据测定电动势E 和内电阻r 的要求,设计图甲中器材的连接方式,把它们连接起来.(2)闭合开关,逐次改变电阻箱的阻值R ,读出与R 对应的电流表的示数I ,并作记录.当电阻箱的阻值R =2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如图乙所示.处理实验数据时,首先计算出每个电流值I 的倒数1I ;再制作R -1I坐标图,如图丙所示,图中已标注出了⎝ ⎛⎭⎪⎫1I ,R 的几个与测量对应的坐标点,请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上.(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线.(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E =________ V ,内电阻r =________ Ω.[解析] (1)把各器件直接串联即可.(2)当R =2.6 Ω时,由题图乙可知I =0.5 A ,1I=2 A -1,坐标为(2,2.6).(3)图线是一条倾斜的直线.连线时不能连成折线;为减小偶然误差,个别偏离太远的点舍去.(4)由闭合电路的欧姆定律得E =I (R +r +r g ),则R =EI-(r +r g ),故图线的斜率k 表示电池电动势E 的大小,纵轴截距的绝对值表示(r +r g ).E =k =6.0-04.20-0.25V ≈1.52 V(1.46~1.54 V 范围内均正确),r ≈0.3 Ω(0.25~0.35Ω均正确).[答案] (1)(2)(3)见解析[(1)3分;(2)2分;(3)2分)] (4)1.52(1.46~1.54)(1分) 0.3(0.25~0.35)(1分)解决电学实验问题应掌握以下内容:1.明确题目的要求:认真审清题意,看清题目的要求.即审题时要看清题目要求测定什么物理量,验证、探究什么物理规律,或者要求设计达到何种标准的电路等.2.明确实验原理:解决设计型实验题的关键在于选择实验原理.如果实验需要测定某些电学量,应弄清待测物理量可通过哪些规律、公式求得,与哪些物理量有直接联系,可用哪些物理量定量地表示,用何种方法测定相关量,进而得出待求量.3.明确设计电路的原则设计电路一般应遵循“安全性”原则、“精确性、方便性”原则,兼顾“运用仪器少、耗电少”等原则.(1)安全性原则:选用仪器组成电路,首先要保证实验正常进行.例如通过电流表的电流和加在电压表上的电压均不得超过其量程,滑动变阻器、被测电阻不得超过其额定电流(额定功率)等.(2)精确性、方便性原则:“精确”是指选用仪器组成实验电路时要尽可能减小测量误差,提高精确度.例如所用电流表、电压表的指针应有较大的偏转,一般应使指针偏转在满刻度的13以上,以减小因读数引起的偶然误差.“方便”是指实验中便于调节控制,便于读数.例如应根据电路可能出现的电流、电压范围选择滑动变阻器.对大阻值的滑动变阻器,如果滑片稍有移动就使电路中的电流、电压有很大变化,则不宜采用.对于滑动变阻器,还要权衡用分压式电路还是限流式电路.(3)运用仪器少、耗电少原则:在达到实验目的,各项指标均符合要求的前提下,还应注意运用的仪器尽量少和节约电能.例如控制电路有限流式与分压式两种调节电路,若这两种调节电路均能满足要求,从消耗功率小,节约电能的角度,则应选用限流式电路.4.控制电路的选择滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据:(1)负载电阻电压要求变化范围较大,且从零开始连续可调,应选分压电路. (2)若负载电阻的阻值R x 远大于滑动变阻器总阻值R ,应选分压电路.(3)若负载电阻的阻值R x 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多,且没有要求电压从零可调,应选限流电路.(4)两种电路均可时限流电路优先,因为限流电路消耗的总功率小. 5.测量电路的选择对伏安法测电阻,应根据待测电阻的大小选择电流表不同的接法.(1)阻值判断法当R V ≫R x 时,采用电流表“外接法”; 当R x ≫R A 时,采用电流表“内接法”. (2)倍率比较法①当R V R x =R xR A 即R x =R V ·R A 时,既可选择电流表“内接法”,也可选择“外接法”; K ②当R V R x >R x R A 即R x <R V ·R A 时,采用电流表外接法; ③当R V R x <R x R A即R x >R V ·R A 时,采用电流表内接法.(3)试触法ΔU U 与ΔII大小比较:①若ΔU U >ΔII ,则选择电压表分流的外接法;②若ΔI I>ΔUU,则选择电流表分压的内接法. 6.实验器材的选择(1)安全因素:通过电源、电表、电阻的电流不能超过允许的最大电流.(2)误差因素:选择电表时,保证电流和电压均不超过其量程.使指针有较大偏转⎝ ⎛⎭⎪⎫一般取满偏度的13~23;使用欧姆表选挡时让指针尽可能在中值刻度附近. (3)便于操作:选滑动变阻器时,在满足其他要求的前提下,可选阻值较小的. (4)关注实验的实际要求.【突破训练】1.(高考全国卷Ⅱ)在伏安法测电阻的实验中,待测电阻R x 约为200 Ω,电压表V 的内阻约为2 k Ω,电流表A 的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示,结果由公式R x =UI计算得出,式中U 与I 分别为电压表和电流表的示数.若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为R x 1和R x 2,则________(填“R x 1”或“R x 2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值R x 1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值R x 2________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值.解析:根据题意知R x R A >R V R x,电压表的分流作用较显著,故采用电流表内接法时R x 1更接近待测电阻的真实值.图甲的测量值是R x 与R A 串联的电阻阻值,故R x 1>R x 真;图乙的测量值是R x 与R V 并联的电阻阻值,故R x 2<R x 真.答案:R x 1 大于 小于2.(2016·高考浙江卷)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3 V 、内阻约为3 k Ω的电压表和量程为0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表.采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测电阻为图2中的R 1,其阻值约为5 Ω.(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填a 或b )、导线②连接________(填c 或d ).(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R 1的阻值为________Ω.(3)已知图21R 2的边长是R 1的110,若测R 2的阻值,则最优的连线应选________(填选项). A .①连接a ,②连接c B .①连接a ,②连接d C .①连接b ,②连接c D .①连接b ,②连接d解析:(1)因电压表的内阻远大于电阻R 1的阻值,故电流表应外接,导线①连接a ,因题述要求采用分压电路接线,故导线②连接d .(2)由实验数据用作图法(如图所示)求得R 1的阻值为R 1=2.40-0.400.53-0.09Ω≈4.5 Ω.(3)根据电阻定律R =ρl S,由题设条件知R 2=R 1=4.5 Ω,因电压表的内阻仍远大于电阻R 2的阻值,测电阻R 2阻值的最优连接方式应是导线①连接a ,导线②连接d ,故选项B 正确.答案:(1)a d (2)4.5(4.4~4.7) (3)B3.某同学在“利用DIS 实验的电压、电流传感器,描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,采用了图甲所示电路.(1)图甲中,E矩形框内应该接____________,F矩形框内应该接____________.(选填“电压传感器”“电流传感器”或“小灯泡”)(2)该同学利用测量的数据,画出如图乙的图线,但该同学忘记在坐标上标明横坐标和纵坐标所表示的物理量,请你根据图线作出判断:横坐标表示________,纵坐标表示________.解析:(1)实验电路采用的是滑动变阻器分压式接法,图甲中E矩形框内应该接电压传感器,F矩形框内应该接小灯泡.(2)根据小灯泡的电阻会随温度的升高而增大,可判断横坐标表示电流,纵坐标表示电压.答案:(1)电压传感器小灯泡(2)电流电压4.(高考上海卷)在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中:(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图甲所示.图中未接导线的A端应接在________点(选填“B”“C”“D”或“E”).(2)实验得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为________V,内电阻阻值为________Ω.(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到________点(选填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为____________Ω.解析:(1)电压传感器测的是路端电压,且开关打开,电压传感器示数应为零,故导线的A端应接在C点.(2)由图乙中的直线Ⅰ可知U-I关系图线的纵截距为2.8 V,即为电池组的电动势,斜率的绝对值为2.81.4Ω=2 Ω,即内电阻阻值为2 Ω.(3)为了测量定值电阻的阻值,应将A 端接到D 点,由图乙中的直线Ⅱ可知,斜率的绝对值为2.80.56 Ω=5 Ω,即内电阻阻值与定值电阻阻值之和为5 Ω,所以定值电阻的阻值为5 Ω-2 Ω=3 Ω.答案:(1)C (2)2.8 2 (3)D 35.某课题研究小组,选用下列器材测定某型号手机所用锂电池的电动势E 和内阻r .(电动势约为4 V ,内阻在几欧到几十欧之间)A .电压表V(量程6 V ,内阻约为6.0 k Ω)B .电流表A(量程2 mA ,内阻约为50 Ω)C .电阻箱R (0~999.9 Ω)D .开关S 一只、导线若干(1)某同学从上述器材中选取了电流表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,你认为可行吗?请说明理由:________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)今用上述器材中的电压表和电阻箱测锂电池的电动势和内阻,请在虚线框中画出实验电路图.(3)用(2)中实验电路测得的8组U 、R 数据,已在U -1R坐标系中描出了各点,如图所示,请在图中作出1U -1R图线.根据图线求得E =________V ,r =________Ω(保留两位有效数字).解析:(1)将电流表、电阻箱串联在锂电池上,估算通过电路的最小电流大于2 mA.故该同学的设计不可行.(2)实验电路图如图所示(3)根据1U -1R 坐标中描出的各点,画出1U -1R的图线,如图所示.根据I =ER +r,U =E -Ir推出1U =1E +r E ·1R由此可知图线的截距为电动势的倒数,斜率为内阻和电动势的比值,由此可得出E ≈3.6 V ,r ≈9.9 Ω.答案:见解析6.某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精确地测量一只几千欧电阻的阻值. A .电流计,满偏电流为1 mA ,内阻为20 Ω B .电流计,满偏电流为0.6 A ,内阻为5 Ω C .电动势15 V ,内阻5 Ω的直流电源 D .电动势3 V ,内阻3 Ω的直流电源 E .最大阻值为5 000 Ω的滑动变阻器 F .最大阻值为100 Ω的滑动变阻器(1)以上器材应选用________(填字母),并在下面虚线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图.K(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为________Ω.(3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之一处,则此电阻的阻值约为________Ω.(4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且仍然能正常调零,这将导致测量的结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”).解析:(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求,即I =ER +R g +r,调节滑动变阻器的滑片时,当滑动变阻器的阻值最大时,电流小于电流表的满偏电流I g ,综合考虑应选A 、D 、E.欧姆表的内部电路结构图如图所示.(2)欧姆表调零时,由闭合电路欧姆定律得E=I g(R+R g+r),代入数据解得R=2 977 Ω.(3)测量电阻时,由闭合电路欧姆定律得E=I(R+R g+r+R x),由题意得I=错误!,代入数据解得R x=6 000 Ω.(4)用欧姆表测电阻时要先进行调零,电池内阻对欧姆表的测量结果没有影响.由于电池的电动势不变,根据上面的分析可知,测量的结果准确.答案:(1)ADE 见解析图(2)2 977 (3)6 000(4)准确。
2018年高考物理二轮复习 100考点千题精练 第八章 恒定电流 专题8.5 含电容电路
专题8.5 含电容电路一.选择题1.如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,闭合开关S,待电流达到稳定时,电流表示数为I,电压表示数为U,电容器C所带电荷量为Q.将滑动变阻器的滑动触头P从图示位置向a端移动一些,待电流达到稳定后,则与P移动前相比( )A.U变小 B.I变小C.Q不变 D.Q减小【参考答案】B2.(宁夏石嘴山市第三中学2016届高三下学期第四次模拟考试理科综合试题)如图所示,A为巨磁电阻,当它周围的磁场增强时,其阻值增大; C为电容器.在S闭合后,当有磁铁靠近A时,下列说法正确的有A.电流表的示数增大B.电容器C的电荷量增大C.电压表的示数变大D.电源内阻消耗的功率变大【参考答案】BC【名师解析】当有磁铁靠近A时,巨磁电阻A电阻增大,电流表的示数减小,电压表的示数变大,电容器C 的电荷量增大,电源内阻消耗的功率变小,选项BC正确。
考点:闭合电路的欧姆定律【名师点睛】有磁铁靠近A时,其阻值增大,然后结合电路的关系即可判断出电流和电压的变化,分析总电流和路端电压的变化,即可分析其他量的变化。
3.(2016·西北工大附中高三质检)如图所示电路中,R1、R2、R3、R4为四个可变电阻器,C1、C2为两个极板水平放置的平行板电容器,两电容器的两极板间分别有一个油滴P、Q处于静止状态,欲使油滴P向上运动,Q向下运动,应使下列变阻器连入电路的阻值增大的是( )A.R1B.R2C.R3D.R4【参考答案】C4.[2015·黄冈模拟]如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r一定,A、B为平行板电容器的两块正对金属板,R1为光敏电阻.当R2的滑动触头P在a端时,闭合开关S,此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U.以下说法正确的是( )A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动,则I不变,U增大B.若仅增大A、B板间距离,则电容器所带电荷量减少C.若仅用更强的光照射R1,则I增大,U增大,电容器所带电荷量增加D.若仅用更强的光照射R1,则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变35.[2015·山东质检]如图所示,R 1、R 2、R 3、R 4均为可变电阻,C 1、C 2均为电容器,电源的电动势为E, 内阻r ≠0.若改变四个电阻中的一个阻值,则()A .减小R 1,C 1、C 2所带的电荷量都增加B .增大R 2,C 1、C 2所带的电荷量都增加 C .增大R 3,C 1、C 2所带的电荷量都增加D .减小R 4,C 1、C 2所带的电荷量都增加 【参考答案】BD【名师解析】R 1上没有电流流过,R 1是等势体,故减小R 1,C 1两端电压不变,C 2两端电压不变,C 1、C 2所带的电荷量都不变,选项A 错误;增大R 2,C 1、C 2两端电压都增大,C 1、C 2所带的电荷量都增加,选项B 正确;增大R 3,C 1两端电压减小,C 2两端电压增大,C 1所带的电荷量减小,C 2所带的电荷量增加,选项C 错误;减小R 4,C 1、C 2两端电压都增大,C 1、C 2所带的电荷量都增加,选项D 正确.6.(2016·陕西西安一中模拟)(多选)如图所示,I 为电流表示数,U 为电压表示数,P 为定值电阻R 2消耗的功率,Q 为电容器C 所带的电荷量,W 为电源通过电荷量q 时电源做的功。
专题09 恒定电流-2018年高考物理备考中等生百日捷进提升系列(原卷版)
第一部分 特点描述电路的分析与计算是本章的重点内容.电路的分析与计算、电路基本概念的理解以及基本规律的掌握情况,是近几年高考考查的重点,因此要求在熟练掌握串、并联电路特点的基础上,进一步掌握闭合电路欧姆定律的应用问题、动态分析问题、故障判断问题以及含电容电路问题的处理方法,同时要注意电路中的理想电表与非理想电表处理方法的不同,熟练掌握电路的简化方法.恒定电流主要考查以"电路"为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透;电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切,是应用型、能力型题目的重要内容之一,也是高考命题热点内容之一。
历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识;二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题,值得说明的是,近年来高考在对本章的考查中,似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际,是学生应具备的基本技能.尤其引人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.第二部分 知识背一背1.电功和电热电功W =qU =UIt ;电热Q =I 2R t.(1)对纯电阻电路,电功等于电热,即电流流经纯电阻电路,消耗的电能全部转化为内能,所以W =Q =UIt =I 2Rt =U 2R t .(2)对非纯电阻电路(如电动机和电解槽),电能一部分转化为内能,另一部分转化为其他形式的能(如机械能或化学能等),所以电功必然大于电热,即W>Q ,这时电功只能用W =UIt 计算,电热只能用Q =I 2Rt 计算,两式不能通用.2.闭合电路欧姆定律表达形式:①E =U 外+U 内;②I =ER +r (I 、R 间关系);③U =E -Ir (U 、I 间关系);④U =RR +r E (U 、R 间关系).注意:①当外电路断开时(I =0),路端电压U 等于电动势E .若用理想电压表测量,则读数等于电动势,在进行断路故障分析时,常用此结论进行判断,即何处断路,何处两端电压等于电动势.但用电压表直接测量时,读数却略小于电动势(因为有微弱电流流过电源而产生内压降).②当外电路短路时(R =0,因而U 外=0),电流最大,为I m =E r (不允许出现这种情况,因为这会把电源烧坏).3.电源的功率与效率(1)电源的功率P :也称电源的总功率,是电源将其他形式的能转化为电能的功率,计算式为:P =IE (普遍适用);P =E 2R +r =I 2(R +r )(只适用于外电路为纯电阻的电路). (2)电源内阻消耗功率P 内:是电源内阻的热功率,也称电源的损耗功率,计算式为:P 内=I 2r.(3)电源的输出功率P 外:是外电路上消耗的功率,计算式为:P 外=IU 外(普遍适用);P外=I 2R =E 2R R +r 2(只适用于外电路为纯电阻的电路).(4)电源的效率:η=P 外P =UI EI =U E =RR +r .(5)电源的输出功率(P 外)与外电阻R 的关系:P 外与R 的关系图象如图所示:由图可以看出:当R =r 时,电源的输出功率最大,P m =E 24r ,此时电源效率η=50%.当R >r 时,随着R 的增大输出功率越来越小.当R <r 时,随着R 的增大输出功率越来越大.当R 由小于r 增大到大于r 时,随着R 的增大输出功率先增大后减小(非单调变化).4.含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压,与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流,则无电压).第三部分 技能+方法一、直流电路动态分析1.引起电路特征发生变化的主要原因有:①滑动变阻器滑片滑动,使电路的电阻发生变化;②开关的闭合、断开或换向(双掷开关)使电路结构发生变化;③电路发生短路和断路(电路故障).2.电路动态变化问题的分析思路当电路中某处的电阻发生变化时,先由局部电阻的变化推出外电路电阻R 外的变化,再由闭合电路的欧姆定律I总=ER外+r和U端=E-I总r讨论干路电流I总的变化和路端电压U端的变化,最后分析对其他部分电路产生的影响,从而分别确定各元件上其他量的变化情况(使用的公式是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系等).注意:①电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大,随任一电阻的减小而减小;电阻并联的数目越多,总阻值越小;②从电路分析角度看,断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大,短路可认为是电路某处电阻减小到零,因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题;③对电路进行简化时,电压表和电容器视为断路,电流表视为短路;④电容器是一个储存电能的元件,在直流电路中,当电容器充、放电时,其所在电路中有充、放电电流,电路达到稳定状态时,电容器就相当于一个阻值无穷大的电阻,则电容器所在电路处可视为断路.分析计算含有电容器的直流电路时应注意:电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,在此支路的电阻没有电压降,因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压.电路中的电流、电压变化时,将会引起电容器充(放)电.【例1】如图所示,电源电动势为E,内阻为r,不计电压表和电流表内阻对电路的影响,当电键闭合后,两小灯泡均能发光。
2018年新课标高考物理总复习教师用书:第八章恒定电流含解析
第八章 恒定电流考 纲 要 求考 情 分 析欧姆定律 Ⅱ 1.命题规律近几年高考对本章内容主要以选择题的形式考查电路的基本概念和规律、闭合电路的欧姆定律等知识,实验部分则以基本仪器使用和实验设计为主,题型以填空题的形式出现. 2.考查热点预计本章命题的重点仍将是基本概念和规律、闭合电路欧姆定律的理解和应用,实验则考查基本仪器的使用、实验原理的理解、实验数据的处理等知识。
电阻定律 Ⅰ 电阻的串联、并联 Ⅰ电源的电动势和内阻 Ⅱ 闭合电路的欧姆定律 Ⅱ 电功率、焦耳定律Ⅰ实验八:测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验九:描绘小电珠的伏安特性曲线 实验十:测定电源的电动势和内阻实验十一:练习使用多用电表第42课时 电阻定律、欧姆定律(双基落实课)[命题者说] 本课时是电路的基础知识,包括电流的概念、欧姆定律、电阻定律、电路的串并联等内容。
高考虽然很少针对本课时的知识点单独命题,但是掌握好本部分内容,对分析闭合电路问题、电学实验问题有至关重要的作用。
一、电流的三个表达式公式 适用范围 字母含义公式含义 定义式I =q t一切 电路q 为时间t 内通过导体横截面的电荷量I 与q 、t 无关,I 与错误!的值相等微观式 I =nqS v一切 电路n 为导体单位体积内自由电荷数q 为每个自由电荷的电荷量 S 为导体横截面积 v 为电荷定向移动速率微观量n 、q 、S 、v 决定I 的大小 决定式I =错误!金属、 电解液U 为导体两端的电压 R 为导体本身的电阻I ∝U I ∝错误![小题练通]1.(2017·重庆模拟)某兴趣小组调查一条河流的水质情况,通过计算结果表明,被污染的河里一分钟内有相当于6 C 的正离子和9 C 的负离子向下游流去,则取样时这条河流的等效电流大小和方向分别是( )A .0。
25 A 顺流而下B .0。
05 A 顺流而下C .0。
25 A 逆流而上D .0。
05 A 逆流而上解析:选D 在1 min 内通过横截面的总电荷量应为q =6 C -9 C =-3 C ,所以电流I =错误!=0。
高考物理二轮复习教案 第八章 恒定电流
第八章 恒定电流知识网络一、闭合电路欧姆定律研究闭合电路,主要物理量有E 、r 、R 、I 、U ,前两个是常量,后三个是变量。
闭合电路欧姆定律的表达形式有: ①E =U 外+U 内②r R E I += (I 、R 间关系)③U=E-Ir (U 、I 间关系)④E rR RU +=(U 、R 间关系) 从③式看出:当外电路断开时(I = 0),路端电压等于电动势。
而这时用电压表去测量时,读数却应该略小于电动势(有微弱电流)。
当外电路短路时(R = 0,因而U = 0)电流最大为I m =E /r (一般不允许出现这种情况,会把电源烧坏)。
图像的应用 1、图像的应用 (1)U-I 图像的应用注意区别电源的伏安特性曲线与电阻的伏安特性曲线的不同及应用。
例1.如图所示,直线A为电源的路端电压与总电流关系的伏安图线,直线B 为电阻R两电压与通过该电阻电流关系的伏安图线,用该电源和该电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是:A.2瓦,66.7%B.2瓦,33.3%C.4瓦,33.3%D.4瓦,66.7%A例2.如图所示,不计电表内阻的影响,改变滑线变阻器的滑片的位置,测得电压表V l和V2随电流表A的示数变化的两条实验图象如图,关于这两条图象,有A. 图线b的延长线不一定过坐标原点OB.图线a的延长线与纵轴交点的坐标值等于电源电动势C.图线a、b的交点的横坐标和纵坐标值乘积等于电源的瞬时输出功率D.图线a、b的交点的横坐标和纵坐标值乘积等于电阻R0的瞬时消耗功率BCD例 3.利用如图甲所示电路图可以测定定值电阻R0的阻值、电源电动势E及内电阻r的值,利用实验测出的数据作出U—I图线如右图乙所示。
(1)测得a图线的电压表应该是(填“V1”或“V2”)(2)要使实验中测量定值电阻R0的误差尽可能小,对电流表A的内电阻大小的要求是;(选填字母代号)A.尽可能选小一点B.尽可能选大一点C.无要求(3)要使实验中测量电源电动势E和内阻r的误差尽可能小对电压表V1的内电阻大小的要求是;(选填字母代号)A.尽可能选小一点B.尽可能选大一点C.无要求答案:(1)V2(2)C (3)B(2)11U R图像的应用由 U E U r R =+得 111r U E E R=+∙ 例4.已知电阻R l =4.8 Ω,测电源电动势E (不计内阻)和电阻R 2的阻值。
2018年高考物理二轮复习100考点千题精练第八章恒定电流专题8.2电功和电功率
专题8.2 电功和电功率一.选择题1. (2018浙江名校联考)如图是某品牌吊扇的相关参数,假设吊扇的吊杆下方的转盘与扇叶的总质量为 7 kg, 则吊扇(g=10m/s2)()A.吊扇的内电阻为880 ΩB.以额定功率工作时通过吊扇的电流为0.25 AC.正常工作时吊扇机械功率等于55 WD.正常工作时吊杆对转盘的拉力大于70 N【参考答案】B【命题意图】本题考查对吊扇铭牌数据的理解,意在考查运用电功率、能量守恒定律、牛顿运动定律等相关知识分析解决实际问题的能力。
2.(2018洛阳一模)如图所示,直线a、抛物线b和c为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率P E、输出功率P R、电源内部发热功率P r随路端电压U变化的图象,但具体对应关系未知,根据图象可判断 ( )A.P EU图象对应图线a,由图知电动势为9 V,内阻为3 ΩB.P rU图象对应图线b,由图知电动势为3 V,内阻为1 ΩC.P RU图象对应图线c,图象中任意电压值对应的功率关系为P E=P r+P RD.外电路电阻为1.5 Ω时,输出功率最大为2.25 W【参考答案】.BC【命题意图】本题考查电功率图象、闭合电路欧姆定律、电路电功率关系及其相关的知识点。
3、(天津市河北区2015-2016学年度高三年级总复习质量检测(三)理科综合试卷·物理部分)如图所示-图象中,直线a表示某电源路端电压与电流的关系,直线b为某一电阻R的伏安特性曲线。
用该电的U I源直接与电阻R连接成闭合电路,由图象可知: ( )A.R的阻值为1.5 ΩB.电源电动势为3 V,内阻为0.5 ΩC.电源的输出功率为3.0 WD.电源内部消耗功率为1.5 W【参考答案】AD考点:闭合电路的欧姆定律;电功;电功率【名师点睛】本题主要考查了闭合电路的欧姆定律、电功、电功率。
对于图线关键要根据物理规律,从数学角度来理解其物理意义.本题要抓住图线的斜率、交点的意义来理解图象的意义。
高考物理二轮复习100考点千题精练第八章恒定电流专题8.1电路定律(2021学年)
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专题8.1电路定律一.选择题1.(2017洛阳联考)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为40cm时测得电阻为R,若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。
同将管中盐水柱均匀拉长到50cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管)。
则盐水柱电阻变为A. B.C. D.【参考答案】D2.(2016·黑龙江牡丹江一中模拟)如图所示,为A、B两电阻的伏安特性曲线,关于两电阻的描述正确的是()A.电阻A的电阻随电流的增大而减小,电阻B阻值不变B.在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻BC.在两图线交点处,电阻A的阻值大于电阻BD.在两图线交点处,电阻A的阻值小于电阻B【参考答案】 B【名师解析】电阻A的电阻随电流的增大而增大,电阻B阻值不变,选项A错误。
在两图线交点处,电阻A的阻值等于电阻B,选项B正确CD错误.3.(多选)如图甲所示电路,小灯泡通电后其两端电压U随所通过的电流I变化的图线如图乙所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PM为U轴的垂线,PQ为I轴的垂线,下列说法中正确的是( )A.随着所通电流的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=错误!C.在电路中灯泡L两端的电压为U1时,电阻R两端的电压为I1RD.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积【参考答案】 ABD4.两根由同种材料制成的均匀电阻丝A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;B的长度为2L,直径为2d,那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为( )A.Q A∶QB=1∶1 B.Q A∶QB=2∶1C.QA∶Q B=1∶2D.Q A∶Q B=4∶1【参考答案】B【名师解析】两电阻丝直径之比为1∶2,则横截面积之比为1∶4,根据电阻公式R=ρlS可知,电阻之比为2∶1,根据Q=I2Rt,由于电流相等,则产生的热量之比为2∶1。
2018年高考物理二轮复习100考点千题精练第八章恒定电流专题8.3电路动态变化2018011019
专题8.3 电路动态变化一.选择题1.(2018河北衡水六调)某电路如图所示,电源电动势为E、内阻为r,定值电阻R1、R2,电位器(滑动变阻器)为R,L1是小灯泡,电压表和电流表均为理想电表。
当电位器的触片滑向b 端时,下列说法正确的是 ( )A.小灯泡L1将变亮B.电压表示数与电流表A1示数的比值将变大C.电流表A1的示数将变大D.电源的总功率将变大【参考答案】ACD【命题意图】本题考查力的突变、瞬时作用、牛顿运动定律及其相关的知识点。
2.(2016·苏北四市三模)如图所示,A为巨磁电阻,当它周围的磁场增强时,其阻值增大,C为电容器,当有磁铁靠近A时,下列说法中正确的有()A. 电流表的示数减小D. 电容器C的电荷量增大C. 电压表的示数变小D. 电源内部消耗的功率变大【参考答案】 AB3.(2017广州模拟)阻值均为R的四个电阻、电容为C的电容器及电动势为E的电源(不计内阻)连接成如图所示的电路。
开关K闭合且电路稳定时,以下说法正确的是A.电容器两板间电压为3EB.电容器极板上的电荷量为52CEC.减小电容器两极板正对面积,极板上的电荷量减小D.减小电容器两极板间的距离,稳定后两板间电压比原来的更小.【参考答案】C【名师解析】开关K闭合且电路稳定时,外电路等效为三个电阻串联,电容器两板间电压为U=23E,选项A错误。
由C=Q/U,可得电容器极板上的电荷量为Q=CU=23CE,选项B错误。
减小电容器两极板正对面积,电容C减小,极板上的电荷量Q=CU减小,选项C正确。
减小电容器两极板间的距离,只是改变了电容器电容,不影响稳定后两板间的电压,选项D错误。
4.(2016·东北三省三校一模)如图所示的电路中,电源内阻一定,电压表和电流表均为理想电表。
现使滑动变阻器R滑片向左滑动一小段距离,测得电压表V1的示数变化大小为ΔU1,电压表V2的示数变化大小为ΔU2,电流表A的示数变化大小为ΔI,对于此过程下列说法正确的是( )A .通过电阻R 1的电流变化量大小等于ΔU 1R 1B .R 0两端的电压的变化量大小等于ΔU 2-ΔU 1C .路端电压的增加量等于ΔU 2 D.ΔU 1ΔI为一定值 【参考答案】ABD5.[2015·吉林长春一模]如图所示电路中,R 1、R 2为定值电阻,电源的内阻为r .闭合开关S ,电压表显示有读数,调节可变电阻R 的阻值,电压表示数增大量为ΔU .对此过程,下列判断正确的是( )A .可变电阻R 阻值增大,流过它的电流增大B .电阻R 2两端的电压减小,减小量小于ΔUC .通过电阻R 2的电流减小,减小量等于ΔUR 2D.路端电压一定增大,增大量小于ΔU【参考答案】BD6.如图所示,电源的电动势为E,内阻为r,定值电阻R的阻值也为r,滑动变阻器的最大阻值是2r.闭合开关,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是( )A.电压表的示数变大B.电流表的示数变小C.滑动变阻器消耗的功率变小D.定值电阻R消耗的功率先变大后变小【参考答案】C【名师解析】当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电路部分的电阻减小,电流表的示数变大,电压表的示数变小,滑动变阻器消耗的功率变小,定值电阻R 消耗的功率变小,选项C正确ABD错误。
2018年高考物理二轮复习100考点千题精练第八章恒定电流专题8.6电路综合性问题201801101
专题8.6 电路综合性问题一.选择题1.(2017北京东城二模)移动电源(俗称充电宝)解决了众多移动设备的“缺电之苦”,受到越来越多人的青睐。
目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池(电动势3.7 V)及其充放电保护电路、充放电管理电路、升压电路等。
其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机、平板电脑等移动设备所要求的输入电压(5 V)。
由于锂离子电池的材料特性,在电池短路、过高或过低温度、过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液、起火或爆炸。
为安全起见,中国民航总局做出了相关规定,如图1所示。
为了给智能手机充电,小明购买了一款移动电源,其铭牌如图2所示。
给手机充电时该移动电源的效率按80%计算。
根据以上材料,请你判断A.这款移动电源能为手机提供的最大充电量为8000 mAhB.这款移动电源充满电后所储存的总化学能为37 WhC.乘飞机出行时,这款移动电源可以托运D.Wh与mAh均为能量单位【参考答案】B【名师解析】这款移动电源能为手机提供的最大充电量为10 000 m Ah,选项A错误;这款移动电源充满电后所储存的总电能为10 000 mAh×3.7V=37Wh,由能量守恒定律可知总化学能为37 Wh,选项B正确。
乘飞机出行时,这款移动电源可以随身携带,不可以托运,选项C错误。
Wh 为能量单位,mAh为电量单位,选项D错误。
此题正确选项为B。
2.(2017浙江建人中学摸底)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为酷斯520扫地机器人,已知其工作额定电压15V,额定功率30W,充电额定电压24V,额定电流0.5A,充电时间约240分钟,电池容量2000mAh,则下列说法正确的是()A.电池容量是指电池储存电能的大小B.机器人正常工作的电压为24VC.机器人正常工作时的电流为0.5AD.机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时【参考答案】D3.(2016百校联盟猜题卷)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。
(新课标)2018年高考物理一轮复习 第八章 恒定电流 第二节 电路 闭合电路的欧姆定律试题
第二节 电路 闭合电路的欧姆定律一、串、并联电路的特点 1.特点对比2.(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻. (3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和. (4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.1.电阻R 1与R 2并联在电路中,通过R 1与R 2的电流之比为1∶2,则当R 1与R 2串联后接入电路中时,R 1与R 2两端电压之比U 1∶U 2为( )A .1∶2B .2∶1C .1∶4D .4∶1提示:选B.由并联特点可知:R 1R 2=I 2I 1=21,又由串联电路特点可得:U 1U 2=R 1R 2=21,故B 正确.二、电源的电动势和内阻 1.电动势(1)定义:电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(2)表达式:E =Wq.(3)物理意义:反映电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量.2.内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数.2.判断正误(1)在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加.( ) (2)对于给定的电源,非静电力移动正电荷做功越多,电动势就越大.( ) (3)电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多.( )(4)电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多.( )(5)电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是两极间的电压.( ) (6)E =W q只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定.( )提示:(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ 三、闭合电路欧姆定律1.内容:闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.2.公式⎩⎪⎨⎪⎧I =E R +r (只适用于纯电阻电路)E =U 外+U 内(适用于任何电路)3.路端电压U 与电流I 的关系 (1)关系式:U =E -Ir .(2)U -I 图象如图所示.①当电路断路即I =0时,纵坐标的截距为电源电动势. ②当外电路电压为U =0时,横坐标的截距为短路电流. ③图线的斜率的绝对值为电源的内阻.3.(多选)如图所示为某一电源的U -I 图线,由图可知( )A .电源电动势为2 VB .电源内电阻为13 ΩC .电源短路时电流为6 AD .电路路端电压为1 V 时,电路中电流为5 A 提示:AD对电路的串、并联方式的考查【知识提炼】简化串、并联电路的常用方法(1)等电势法:电流沿电势高→电势低的方向流动,若两点之间等电势,则没有电流. (2)电流流向法:电流分叉的地方则为并联,否则为串联.【典题例析】(2016·高考全国卷甲)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Q 1;闭合开关S ,电流再次稳定后,C 所带的电荷量为Q 2.Q 1与Q 2的比值为( )A .25 B .12 C .35D .23[解析] 电路中四个电阻阻值相等,开关S 断开时,外电路的连接等效为图1,由于不计电池的内阻,设每个定值电阻的阻值为R ,根据串、并联电路的特点可知,电容器两端的电压为U 1=12×23R 23R +R E =15E ;当开关S 闭合后,外电路的连接等效为图2,则电容器两端的电压为U 2=12R 12R +R E =13E ,由Q =CU 可知,Q 1Q 2=U 1U 2=35,C 项正确.[答案]C(1)当含有电容器的直流电路达到稳定状态时,电容器处可视为断路,与之串联的电阻中无电流,不起降压作用.(2)电容器电压等于与之并联的电阻的电压.(3)电容器(或串联一个电阻)接到某电源两端时,电容器的电压等于路端电压. (4)在计算电容器所带电荷量的变化时,如果变化前后极板所带电荷的电性相同,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之差;如果变化前后极板所带电荷的电性相反,那么通过所连导线的电荷量等于初末状态电容器所带电荷量之和.用图示的电路可以测量电阻的阻值.图中R x 是待测电阻,R 0是定值电阻,G 是灵敏度很高的电流表,MN 是一段均匀的电阻丝.闭合开关,改变滑动头P 的位置,当通过电流表G 的电流为零时,测得MP =l 1,PN =l 2,则R x 的阻值为( )A .l 1l 2R 0 B .l 1l 1+l 2R 0 C .l 2l 1R 0D .l 2l 1+l 2R 0 解析:电流表G 中的电流为零,表示电流表G 两端电势差为零(即电势相等),则R 0与R l 1两端电压相等,R x 与R l 2两端电压相等,其等效电路图如图所示.I 1R 0=I 2R l 1① I 1R x =I 2R l 2②由公式R =ρl S 知R l 1=ρl 1S③ R l 2=ρl 2S④ 由①②③④式得R 0R x =l 1l 2即R x =l 2l 1R 0.选项C 正确. 答案:C闭合电路欧姆定律的理解及应用【知识提炼】在恒流电路中常会涉及两种U -I 图线,一种是电源的伏安特性曲线(斜率为负值的直线),另一种是电阻的伏安特性曲线(过原点的直线).求解这类问题时要注意二者的区别.图甲为某元件R 的U -I 特性曲线,把它连成图乙所示电路.已知电源电动势E=5 V ,内阻r =1.0 Ω,定值电阻R 0=4 Ω.闭合电键S 后,求:(1)该元件的电功率; (2)电源的输出功率.[审题指导] (1)根据欧姆定律写出R 两端的电压U 与电流I 的关系式. (2)画出U -I 图象. (3)两图象交点表示什么?[解析] 设非线性元件的电压为U ,电流为I ,由欧姆定律得:U =E -I (R 0+r ),代入数据得U =5-5I画出U =E ′-Ir ′=5-5I 图线.。
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专题8.6 电路综合性问题一.选择题1.(2017北京东城二模)移动电源(俗称充电宝)解决了众多移动设备的“缺电之苦”,受到越来越多人的青睐。
目前市场上大多数充电宝的核心部件是锂离子电池(电动势3.7 V)及其充放电保护电路、充放电管理电路、升压电路等。
其中的升压电路可以将锂离子电池的输出电压提升到手机、平板电脑等移动设备所要求的输入电压(5 V)。
由于锂离子电池的材料特性,在电池短路、过高或过低温度、过度充电或放电等情况下都有可能引起电池漏液、起火或爆炸。
为安全起见,中国民航总局做出了相关规定,如图1所示。
为了给智能手机充电,小明购买了一款移动电源,其铭牌如图2所示。
给手机充电时该移动电源的效率按80%计算。
根据以上材料,请你判断A.这款移动电源能为手机提供的最大充电量为8000 mAhB.这款移动电源充满电后所储存的总化学能为37 WhC.乘飞机出行时,这款移动电源可以托运D.Wh与mAh均为能量单位【参考答案】B【名师解析】这款移动电源能为手机提供的最大充电量为10 000 mAh,选项A错误;这款移动电源充满电后所储存的总电能为10 000 mAh×3.7V=37Wh,由能量守恒定律可知总化学能为37 Wh,选项B正确。
乘飞机出行时,这款移动电源可以随身携带,不可以托运,选项C错误。
Wh为能量单位,mAh为电量单位,选项D错误。
此题正确选项为B。
2.(2017浙江建人中学摸底)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫,如图为酷斯520扫地机器人,已知其工作额定电压15V,额定功率30W,充电额定电压24V,额定电流0.5A,充电时间约240分钟,电池容量2000mAh,则下列说法正确的是()A.电池容量是指电池储存电能的大小B.机器人正常工作的电压为24VC.机器人正常工作时的电流为0.5AD.机器人充满电后一次工作时间最多约为1小时【参考答案】D3.(2016百校联盟猜题卷)某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。
图中R T为热敏电阻(随温度升高,阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,R G为光敏电阻(随光照强度增大,阻值减小),接收小灯泡L的光照,除R T、R G外,其他电阻均为定值电阻。
当R处温度升高时A.L变亮B.R3的电流减小C.E2的路端电压增大D.R的功率减小【参考答案】AD【名师解析】当R处温度升高时,R T阻值变小,小灯泡L的光照强度增大,R G阻值变小,通过R2的电流变大,E2的路端电压变小,R两端电压变小,通过的电流也变小,功率变小,通过R3的电流变大,选项A、D正确。
4. (2016·河南省百校联考改编)如图甲所示为一电源路端电压与电流关系的函数图象,把此电源接在如图乙所示的电路中,其中R1=1 Ω,R2=R3=2 Ω.则下列说法中错误的是()甲乙A. 若C、D间连一电容为C=20μF的电容器,则电容器所带电荷量是1.5×10-5CB. 若C、D间用一导线连接,则电源效率最高C. 若在C、D间连一个理想电流表,其读数是0.375 AD. 若在C、D间连一个理想电压表,其读数是0.75 V【参考答案】ABD【名师解析】U-I图线纵轴截距表示电源电动势,即电动势E=3.0 V,内阻r=Ω=2 Ω,当C、D间连一电容为C=20 μF的电容器时,则电容器所带电荷量是Q=CU=20×10-5××2 C=2.4×10-5 C,选项A错误;当C、D间用一导线连接时,外电路总电阻为2 Ω,电源输出功率最大,但电源效率仅为η=50%,选项B错误;若在C、D 间连一个理想电流表,则电路结构为R3、R2并联后与R1串联,接到电源上,根据闭合电路欧姆定律得总电流I= A=0.75 A,所以通过电流表的电流为I3==0.375 A,选项C正确;若C、D间连一个理想电压表,则电路结构为R1、R2串联接到电源上,电压表测量的是R2两端的电压U=×2 V=1.2 V,选项D错误.5.如图所示是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图.当开关闭合时,灯L1亮,灯L2不亮,电流表和电压表均有读数.则故障原因可能是( )A.L1断路 B.L1短路C.L2断路 D.L2短路【参考答案】D6.在“测量灯泡伏安特性”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,若将滑动变阻器的触头置于左端,闭合S,在触头向右端滑动过程中,会分别出现如下四种现象:a.灯泡L不亮;电流表示数几乎为零b.灯泡L亮度增加;电流表示数增大c.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被烧断d.灯泡L不亮;电流表示数增大直到线圈被烧断与上述a、b、c、d四种现象对应的电路序号为( )A.③①②④ B.③④②①C.③①④② D.②①④③【参考答案】A7.(2016·山东文登模拟)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。
如图所示,某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压,ac 间的电阻是cd 间电阻的(n -1)倍,某次测量中输出端数字电压表的示数为U ,则输入端的电压为( )A .nU B.U nC .(n -1)U D.Un -1【参考答案】A【名师解析】 设cd 间电阻为R ,则ac 间的电阻是(n -1)R ,由串联电路分压规律可得输入端的电压为U ’=UR((n -1)R+R)= nU,,选项A 正确。
8.(2016·黑龙江双鸭山一中考试)如图,电路中电源电动势为3.0 V ,内阻不计,L 1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡,小灯泡的伏安特性曲线如图所示。
当开关闭合后,下列说法中正确的是( )A.L1的电流为L2电流的2倍B.L3的电阻约为0.33 ΩC.L3的电功率约为1.20 WD.L2和L3的总电功率约为3 W【参考答案】C9.(2015·河北唐山模拟)(多选)如图所示,电源电动势E=3 V,小灯泡L标有“2 V、0.4 W”,开关S接1,当变阻器调到R=4 Ω时,小灯泡L正常发光;现将开关S接2,小灯泡L和电动机M均正常工作。
则( )A.电源内阻为1 ΩB.电动机的内阻为4 ΩC.电动机的正常工作电压为1 VD.电源效率约为93.3%【参考答案】AD10.如图所示为一磁流体发电机的示意图,A 、B 是平行正对的金属板,等离子体(电离的气体,由自由电子和阳离子构成,整体呈电中性)从左侧进入,在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上,则关于R 中的电流大小及方向判断正确的是( )A .I =ne t,从上向下 B .I =2net,从上向下C .I =ne t,从下向上 D .I =2net,从下向上【参考答案】A【名师解析】等离子体从左侧进入后,正、负带电粒子在洛伦兹力的作用下,向极板偏转,根据题意,自由电子落在B 板上,阳离子应该落在A 板上,两极板间形成电势差,自由电子会从电势较低的B 板通过导线流经电阻R 回到A 板,根据在t 时间内有n 个自由电子落在B 板上,可知R 中的电流大小I =ne t,R 中的电流方向为从上向下.11.(2016·荆州质检)在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束。
已知电子的电荷量为e 、质量为m ,则在刚射出加速电场时,一小段长为Δl 的电子束内的电子个数是( )A.I ΔleS m 2eU B.I Δl e m2eU C.I eSm 2eU D.IS Δl em 2eU【参考答案】B二.计算题1. [2015·北京卷] 真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置,如图所示.光照前两板都不带电.以光照射A 板,则板中的电子可能吸收光的能量而逸出.假设所有逸出的电子都垂直于A 板向B 板运动,忽略电子之间的相互作用.保持光照条件不变.a 和b 为接线柱.已知单位时间内从A 板逸出的电子数为N ,电子逸出时的最大动能为E km ,元电荷为e . (1)求A 板和B 板之间的最大电势差U m ,以及将a 、b 短接时回路中的电流I 短. (2)图示装置可看作直流电源,求其电动势E 和内阻r .(3)在a 和b 之间连接一个外电阻时,该电阻两端 的电压为U ,外电阻上消耗的电功率设为P ;单位时间内到达B 板的电子,在从A 板运动到B 板的过程中损失的动能之和设为ΔE k .请推导证明P =ΔE k . (注意:解题过程中需要用到、但题目中没有给出的物理量,要在解题中做必要的说明)【参考答案】 (1)E km e Ne (2)E km e E kmNe2 (3)略 【名师解析】 (1)由动能定理,有E km =eU m ,可得U m =E kme短路时所有逸出电子都到达B 板,故短路电流I短=Ne.(3)外电阻两端的电压为U,则电源两端的电压也是U.由动能定理,一个电子经电源内部电场后损失的动能ΔE k e=eU设单位时间内有N′个电子到达B板,则损失的动能之和ΔE k=N′eU根据电流的定义,此时电源内部的电流I=N′e此时流过外电阻的电流也是I=N′e,外电阻上消耗的电功率P=IU=N′eU所以P=ΔE k.2.(2015北京西城区期末)在如图所示的电路中,电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流I g=10mA,电流表的电阻R g=7.5Ω,A、B为接线柱。
(1)用一条导线把A、B直接连起来,此时,应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?(2)调至满偏后保持R1的值不变,在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2,电流表的读数是多少?(3)调至满偏后保持R1的值不变,在A、B间接入一个未知的定值电阻R x,电流表的读数为I x,请写出I x 随R x变化的数学表达式。
导线电阻R23.(2015上海长宁期末)下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指电动自行车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。
请参考表中数据,完成下列问题 (g取10 m/s2):(1)此电动机的电阻是多少?正常工作时,电动机的效率是多少?(2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重(包括载重)的k倍,试计算k的大小。
(3)仍在上述道路上行驶,若电动自行车满载时以额定功率行驶,当车速为2m/s时的加速度为多少?【名师解析】(1)从表中可知,输出功率P出= 180W,输入功率P入=UI=36×6W=216WP损= P入-P出=36W,,由22=636WP I r r=⨯=损解得此电动机的电阻 r=1 Ω。