2021版高考物理一轮复习课时分层提升练三十一电路电路的基本规律(含解析)

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A.电动机线圈电阻为 1 Ω B.灯泡正常发光时电流表示数为 0.5 A C.灯泡正常发光时电流表示数为 1 A D.电动机输出的机械功率为 4.25 W 【解析】选 A、D。根据 P= 可知灯泡电阻 RL=9 Ω,当 AB 间接电压为 0.49 V 时,电动机不转、 为纯电阻电路,根据欧姆定律可知 R 两端电压 UR=IR=0.1×4 V=0.4 V,灯泡两端电压 U1=U-UR=0.49 V-0.4 V=0.09 V,通过灯泡的电流 I1= =0.01 A,通过电动机的电流 I2=0.1 A-0.01 A=0.09 A,根据并联电路特点可知电动机线圈电阻 r= =1 Ω,故选项 A 正确;当 AB 间接电压 为 15 V 时,灯泡正常发光,灯泡两端电压为 UL=9 V、通过灯泡的电流为 IL=1 A,则电动机两端 电压为 UM=9 V,R 两端电压为 UR=6 V,干路电流 I′= =1.5 A,电流表示数为 1.5 A,通过电动 机的电流为 IM=I′-IL=0.5 A,则此时电动机输出的机械功率 P=UMIM- r=4.25 W,故选项 B、C 错误,选项 D 正确。 10.(2019·安顺模拟)如图所示,曲线 C1、C2 分别是纯电阻电路中,内、外电路消耗的电功率随 电流变化的图线。由该图可知下列说法中正确的是 ( )
则电源内阻消耗的功率 Pr1<Pr2,选项 C 正确;电源的效率η= = = = ,可知外电路的电
阻越大,则电源的效率越大,则电源效率η1>η2,选项 D 错误;故选 C。 【总结提升】 U-I 图像的一般分析思路 (1)明确纵、横坐标的物理意义。 (2)明确图像的截距、斜率及交点的意义。
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动时,下列判断正确的是 ( )
A.电压表、电流表示数均变大,灯泡 L 将变暗 B.定值电阻 R0 中将有从右向左的电流 C.电压表示数改变量与电流表示数改变量之比不变 D.电源输出功率一定变小 【解析】选 B、C。电路稳定时,与电容器串联的电路没有电流,R0 两端的电压为零。当滑动变 阻器的滑片向右移动时,变阻器电阻减小,外电阻减小,电路中总电流变大,则灯 L 将变亮,电流 表示数变大,电源的内电压变大,则路端电压减小,电压表读数减小,选项 A 错误。而电容器的 电压等于路端电压,所以电容器的电压减小,由 Q=CU 分析可知其电荷量将减小。电容器放电, 则定值电阻 R0 中将有从右向左的电流出现,选项 B 正确。根据闭合电路欧姆定律知 U=E-Ir,得
B.2 Ω
C.3 Ω
D.4 Ω
【解析】选 A。根据闭合电路欧姆定律 U 外=E-Ir 和 I= ,可得 E=3 V,r=1 Ω,故选项 A 正确,B、 C、D 错误。 2.用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中 Rx 是待测电阻,R0 是定值电阻, 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 的电流为零时, 测得 MP=l1,PN=l2,则 Rx 的阻值为 ( )
A. R0
B.
R0
C. R0
D.
R0
【解题指南】解答本题可按以下思路进行:
(1)通过电流表 的电流为零,表明 Rx 与 R0 连接点与 P 点等电势,即电流在 R0 和 MP 上的电压降 是相等的。
(2)将 MN 看作是 MP 和 PN 串联,用电阻定律表示出阻值。
【解析】选 C。设 MN 之间的电压为 U,则 R0 上的电压为:UR=
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电路 电路的基本规律
(建议用时 45 分钟)
1.(2019·江苏高考)如图所示的电路中,电阻 R=2 Ω。断开 S 后,电压表的读数为 3 V;闭合 S 后,电压表的读数为 2 V,则电源的内阻 r 为 ( )
A.1 Ω
R0,MP 上的电压
为:UM=
ρ 由题意 UR=UM 得:Rx= R0,C ———欢迎下载，祝您学习进步，成绩提升———————
3.(多选)在如图所示的电路中,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,若电路中仅有一处故障,则出现这种现象的原因可能是
端的电压减小,但由于二极管的单向导电性,无法放电,电容器的电量保持不变,两板间的电场
强度保持不变,液滴 M 将保持静止,A 错误;外电路总电阻小于内阻,现外电路电阻减小,电源输
出的功率减小,C 正确。故选 C。
12.(多选)如图所示,电池的电动势为 E,内阻为 r,电阻 R=r,滑动变阻器的总阻值为 2R,电表为
理想电表,在滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 滑动的过程中,下列判断正确的是 ( )
A.电压表示数最大值为 B.电源的输出功率一直减小 C.电流表示数先增大后减小,电压表示数先减小后增大 D.电流表示数在 ～ 间变化
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A.两条图线的交点表示内、外电路消耗的总功率为 4 W B.电源的内电阻为 2 Ω C.电源输出功率最大值为 4 W D.电源的效率最大可达 50% 【解析】选 C。根据图像可以知道,在曲线 C1、C2 的交点的位置,此时的电路内外的功率相等, 由于内外电路的电流是相等的,所以此时电源的内阻和电路的外电阻的大小是相等的,内、外
R=r=1 Ω,选项 B 错误;电源的效率η= = =
= ,仅当 r=R 时,电源的效率才是 50%,
但不是效率的最大值,选项 D 错误。 11.如图所示的电路中,电源电动势为 E、内电阻为 r,水平放置的平行板电容器与二极管 D 连 接,在两板间一带电液滴 M 恰好处于静止状态。灯 L 的电阻保持不变且等于 R,r=R1=R2=R,若 R2 的滑片 P 向上滑动时,下列判断正确的是 ( )
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=r,可得电压表示数改变量与电流表示数改变量之比保持不变。故 C 正确。 因不清楚外电 路电阻与电源内阻的大小关系,则不能确定电源输出功率的变化,选项 D 错误;故选 B、C。 【总结提升】电路动态分析的一般步骤 (1)明确局部电路电阻变化时所引起的外电路总电阻的变化。
由图像一定能确定的是 ( ) A.电阻 R1<R2 B.电源输出功率 P1<P2 C.电源内阻消耗的功率 Pr1<Pr2 D.电源效率η1<η2 【解析】选 C。根据 R= 可知,电阻 R1>R2,选项 A 错误;电源的输出功率等于电阻 R 上消耗的功 率,大小等于电源的 U-I 线与电阻的 U-I 线交点的横纵坐标的乘积,由图像可知,两种情况下电 源的输出功率无法确定,选项 B 错误;电源内阻上的功率为 Pr=I2r,由图可知电源接 R1时电流小,
【解析】选 B。由题图可知电源电动势为 6 V,电源内阻为 Ω=0.5 Ω。对 A 图 I=
=
A=4 A,U=IR 外=4 V;对 B 图,I=
=2.4 A,U=IR 外=4.8 V;对 C 图,I=
=0.63 A,U=5.68 V;
对 D 图,I=
=1.2 A,U=5.4 V,故 B 正确。
8.(2019·盘锦模拟)如图所示,闭合开关 S 后,A 灯与 B 灯均发光,当滑动变阻器的滑片 P 向左 滑动时,以下说法中正确的是
A.液滴 M 将向下加速运动
B.灯泡 L 变亮
C.电源输出的功率减小
D.通过 R1 的电流减小
【解析】选 C。R2 的滑片 P 向上滑动时,阻值减小,回路总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,
灯泡 L 支路电流减小,灯泡 L 变暗,B 错误;流过 R1 的电流增大,D 错误;R1 两端的电压增大,R2 两
泡变亮,故 B 正确;若 R2 短路,电流不经过灯泡,灯泡不亮,C 错误;若电容器断路,总电阻不受影
响,故灯泡亮度不变,D 错误。
4.(多选)(2019·淮北模拟)如图所示,电源电动势为 E,内电阻为 r,C 为电容器,R0 为定值电阻, 电表均为理想电表,R 为滑动变阻器,闭合开关后灯泡正常发光,当滑动变阻器的滑片 P 向右移
(2)根据闭合电路欧姆定律 I 总=
,确定电路的总电流如何变化。
(3)由 U 内=I 总 r 确定电源的内电压如何变化。 (4)由 U=E-U 内确定路端电压如何变化。 (5)确定支路两端的电压及通过各支路的电流如何变化。 5.(2019·成都模拟)如图,直线 A 为电源的 U-I 图线,直线 B 和 C 分别为电阻 R1、R2 的 U-I 图线。 现用该电源分别与 R1、R2 组成闭合电路甲和乙。
(已知 A、B 两灯电阻均大于电源内阻) ( ) A.A 灯变暗 B.B 灯变暗 C.电源的输出功率先变大后减小 D.电源的总功率可能增大 【解析】选 B。当滑动变阻器滑片 P 向左滑动,其接入电路的电阻增大,电路总电阻 R 总增大, 干路电流 I 减小,B 灯变暗,电源的内电压减小,路端电压增大,B 的电压减小,所以 A 的电压增 大,A 灯变亮,选项 A 错误,B 正确;当内、外电阻相等时,电源的输出功率最大,而灯泡 B 的电阻 大于电源的内阻,当 R 增大时,电源的输出功率减小,选项 C 错误;电源的总功率 P=EI,电流减小, 总功率减小,选项 D 错误。
(3)找出图线上对应状态的参量或关系式。 (4)结合相关概念或规律进行分析、计算。 6.(2020·绵阳模拟)如图所示的电路中变阻器的最大阻值大于电源的内阻。调节变阻器的阻 值使其由大到小,发现理想电流表 A 的示数为 1.5 A 时,电源的输出功率达到最大值 9 W。由此 可知 ( )
A.电源的内阻为 4 Ω B.电源的电动势为 6 V C.电源输出功率最大时,闭合电路的总电阻为 4 Ω D.该电路中,电源效率的最大值为 50% 【解析】选 A。电源的输出功率达到最大时,设变阻器的电阻值为 R,则:P=I2R,可得:R= = Ω=4 Ω,根据电源的输出功率最大的条件:外电阻与电源的内电阻相等可知,电源的内电阻也 是 4 Ω,故 A 正确;电源的电动势:E=I(R+r)= 1.5×(4+4) V=12 V,故 B 错误;电源输出功率最 大时,闭合电路的总电阻为:R 总=R+r=(4+4) Ω=8 Ω,故 C 错误;电源的效率