2016届高考物理二轮复习重点讲练专题5电路问题

1．(2014·上海)将阻值随温度升高而减小的热敏电阻Ⅰ和Ⅱ串联，接在不计内阻的稳压电源两端．开始时Ⅰ和Ⅱ阻值相等，保持Ⅰ温度不变，冷却或加热Ⅱ，则Ⅱ的电功率在( )
A ．加热时变大，冷却时变小
B ．加热时变小，冷却时变大
C ．加热或冷却时都变小
D ．加热或冷却时都变大 答案 C
解析 将温度不变的热敏电阻等效成电源的内阻，初始时两者阻值相同，所以此时“电源”的输出功率最大，即热敏电阻Ⅱ的电功率最大，无论将其冷却还是加热，其消耗的电功率均减小，C 项正确．
2．(2015·衡水高三调研)现有甲、乙、丙三个电源，电动势E 相同，内阻不同，分别为r 甲，r 乙，r 丙．用这三个电源分别给定值电阻R 供电，已知R ＝r 甲>r 乙>r 丙，则将R 先后接在这三个电源上的情况相比较，下列说法正确的是( )
A ．接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大
B ．接在甲电源上时，定值电阻R 两端的电压最大
C ．接在乙电源上时，电源的输出功率最大
D ．接在丙电源上时，电源的输出功率最大
答案 AD
解析 A 项，三个电源的电动势E 相同，而电阻R ＝r 甲>r 乙>r 丙，根据闭合电路欧姆定律
得I ＝E R ＋r ，R 接在电源上时，内电阻消耗的功率为：P ＝I 2r ＝(E R ＋r )2r ＝E 2－
2r ＋4R
，则当R ＝r 时，P 最大，则知接在甲电源上时，电源内阻消耗的功率最大，故A 项正确；B 项，
在甲电源上时，定值电阻R 两端的电压为：U ＝IR ＝R R ＋r E ＝E 1＋r R
，由于甲的内阻最大，故U 最小，故B 项错误；CD 项，电源的输出功率P 出＝I 2
R ，由于丙电源的内阻最小，故接在丙电源时电流最大，故接在丙电源上时，电源的输出功率最大，故C 项错误，D 项正确．
命题立意 本题旨在考查闭合电路的欧姆定律
3．(2015·宝鸡三检)在如图所示的电路中，电源的电动势为E ，内阻为r ，R 1、R 3为定值电阻，R 2为滑动变阻器，C 为电容器．将滑动变阻器的滑动触头P 置于位置a ，闭合开关S ，电路稳定时理想电压表V 1、V 2的示数分别为U 1、U 2，理想电流表A 的示数为I.当滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑到b 且电路再次稳定时，理想电压表V 1、V 2的示数分别为U′1、U′2，理想电流表A 的示数为I′.则以下判断中正确的是( )
A ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，电容器的带电量减小
B ．滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑向b 的过程中，通过R 3的电流方向由右向左
C ．U 1＞U′1，U 2＞U′2，I ＞I′
D ．|U 2－U′2I －I′
|＝R 1＋r 答案 BD
解析 滑动变阻器的滑动触头P 由a 滑到b 过程中，R 2增大，电路中R 总增大，电路再次
稳定时，I 总减小，由闭合电路的欧姆定律，可得U 内减小，U 外增大，又有C ＝Q U
，得电容器的带电量Q ＝CU ＝CU 外增大，故A 项错误；电容器再次充电，I 3增大，由电源正负极方向可得通过R 3的电流方向由右向左，故B 项正确；由于I 3增大，I 总减小，则I′减小，即I′<I，故C
项错误；由闭合电路的欧姆定律得|U 2－U′2I －I′
|＝R 1＋r ，故D 项正确． 命题立意 本题旨在考查电路动态分析、电容、闭合电路的欧姆定律
4．(2015·大庆三检)某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n 匀速转动时，电压表示数是U 1，额定电压为U 2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为P ，手摇发电机的线圈电阻是r ，则有( )
A ．电流表的示数是P U 1
B ．变压器原副线圈的匝数比是U 2∶U 1
C ．变压器输入电压的瞬时值u ＝U 2sin2πnt
D ．手摇发电机线圈中产生的电动势最大值是
E m ＝2(U 1＋
Pr U 1
) 答案 AD
解析 A 项，理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为P ，所以
输入功率为P ，电流表的示数是P U 1
，故A 项正确；B 项，电压与匝数成正比，所以变压器的原副线圈的匝数比是U 1∶U 2.故B 项错误；C 项，线圈以较大的转速n 匀速转动时，所以ω＝2πn ，所以变压器输入电压的瞬时值u ＝2U 1sin2πnt ，故C 项错误；D 项，手摇发电机的线圈中产
生的电动势最大值是E m ＝2(U 1＋P U 1
r)，故D 项正确． 命题立意 本题旨在考查变压器的构造和原理、交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率
5．(2015·成都三诊)如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V,440 W”的纯电阻和“220 V,220 W”的电动机．如果副线圈两端电压按图乙所示正弦规律变化，则下列说法正确的是( )
A ．副线圈两端电压的瞬时值表达式为
u ＝2202sin50πt V
B ．电压表示数为1 100 2 V
C ．纯电阻的发热功率是电动机发热功率的2倍
D ．1 min 内电动机消耗的电能为1.32×104
J
答案 D
解析 A 项，由图乙可知，交变电流的峰值是220 2 V ，ω＝2πT ＝2π0.02
＝100πrad/s ，初位相为00，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin100πt(V)，故A 项错误；B
项，U 1＝51
×220 V＝1 100 V ，则电压表示数为1 100 V ，故B 项错误；C 项，纯电阻的发热功率为440 W ，而电动机的发热功率远小于220 W ，纯电阻的发热功率不是电动机功率的2倍，故C 项错误；D 项，1 min 内电动机消耗的电能W ＝Pt ＝220×60 J＝1.32×104 J ，故D 项正确．
命题立意 本题旨在考查变压器的构造和原理
6．(2014·山东省高考仿真模拟冲刺题)按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S ，L 1、L 2两灯泡都能发光．在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器的滑动头向左移动时，下列判断正确的是( )
A ．L 1亮度不变
B ．L 1变亮
C ．L 2功率变小
D ．L 2变亮
答案 D
解析 滑动变阻器的滑动头向左移动时，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律I ＝U R
知，干路电流增大，则L 2变亮，路端电压减小，又L 2两端的电压增加，则并联电路两端的电压减小，那么L 1两端的电压减小，L 1变暗．
7．(2015·吉林三模)如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压
变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法中正确的有( )
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为50 Hz
B．远距离输电线路损耗功率为180 kW
C．当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大
D．当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大
答案AD
解析A项，由图乙知交流电的周期0.02 s，所以频率为50 Hz，A项正确；B项，由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250 V，根据电压与匝数成正比知副线圈电压为25 000 V，
所以输电线中的电流为：I＝P
U
＝30 A，输电线损失的电压为：ΔU＝IR＝30×100 V＝3 000 V，
输电线路损耗功率为：ΔP＝ΔUI＝90 kW，B项错误；C项，当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V 的示数变小，C项错误；D项，由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流变大，D项正确．
命题立意本题旨在考查远距离输电、电功、电功率
8．(2015·盐城1月检测)在如图(a)所示的电路中，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．闭合电键S，将滑动变阻器的滑动触头P从最右端滑到最左端，两个电压表(内阻极大)的示数随电路中电流变化的完整过程图线如图(b)所示．则( )
A．图线甲是电压表V1示数随电流变化的图线
B．电源内电阻的阻值为10 Ω
C．电源的电动势是4 V
D ．滑动变阻器R 2的最大功率为0.9 W
答案 D
解析 由图可知，三电阻串联，V 1测R 1两端的电压，V 2测R 2两端的电压，电流表测电路中的电流，A 项，当滑片向左端滑动时，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，由I ＝U R
可知，电路中的电流增大，R 0、R 1两端的电压增大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R 2两端的电压减小，即电压表V 2示数减小，由图像可知，甲表示电压表的示数随电流的增大而减小，表示的是电压表V 2示数随电流变化的图线，故A 项错误；BC 项，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，R 1与R 0串联，电路中的电流最大，由图像可知，R 1两端的电
压U 1＝3 V ，电路中的电流I 1＝0.6 A ，则电阻R 1的阻值：R 1＝U 1I 1＝3 V 0.6 A
＝5 Ω，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电动势
E ＝U 1＋I 1R 0＝3 V ＋0.6 A×R 0①
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，三电阻串联，由图像可知，R 1两端的电压U′1＝1 V ，
R 2两端的电压U 2＝4 V ，电路中的电流I 2＝0.2 A ，滑动变阻器的最大阻值：
R 2m ＝U 2I 2＝4 V 0.2 A
＝20 Ω，则电源的电动势 E ＝U′1＋U 2＋I 2R 0＝1 V ＋4 V ＋0.2 A×R 0②
由①②可得，R 0＝5 Ω，E ＝6 V ，故B 、C 项错误；D 项，电路中的电流：I ＝E R 0＋R 1＋R 2
，滑动变阻器消耗的电功率：P 2＝I 2R 2＝( 6 V 10 Ω＋R 2
)2R 2，当R 2＝10 Ω时，滑动变阻器消耗的电功率最大，则P 2m ＝2
40 Ω＝0.9 W ，故D 项正确．
命题立意 本题旨在考查欧姆定律的应用、电功率的计算
9．(2014·衡中二调)如图所示，电源的电动势为E 、内阻为r ，若将可变电阻R 1的阻值调大，可使电压表V 1、V 2的示数变化的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2；电流表A 1、A 2、A 3示数变化的绝对值分别为ΔI 1、ΔI 2、ΔI 3(所有电表均为理想电表)，在这个过程中( )
A ．通过R 1的电流减小，且R 1＝ΔU 2ΔI 3
B ．通过R 2的电流减小，且R 2＝ΔU 2ΔI 2
C ．通过R 3的电流减小，且R 3＝ΔU 2ΔI 1－ΔU 1ΔI 1
D ．路端电压减小，且r 3＝ΔU 1ΔI 1
答案 C
解析 根据串并联电路的电压、电流与电阻的关系，可知R 1增大，R 总增大，I 总减小，U 内减小，U 外增大即U 1增大，I 1减小，U 3减小，U 2增大，I 2增大，I 3减小．BD 项错误．由U 2＝I 3R 1
不是定值，A 项错误．由U 2＝I 2R 2，R 2为定值则有R 2＝
ΔU 2ΔI 2.由U 2＝E －I(R 3＋r)知ΔU 2ΔI 1＝R 3＋r.由U 1＝E －I 1r 知r ＝ΔU 1ΔI 1
得到C 项正确． 10．(2015·菏泽二模)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈输入如图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)．下列说法中正确的是( )
A ．图乙中电压的有效值为110 V
B ．电压表的示数为44 V
C ．R 处出现火警时，电流表示数减小
D ．R 处出现火警时，电阻R 0消耗的电功率增大
答案 D
解析 A 项，设将此电流加在阻值为R 的电阻上，电压最大值为U m ，图乙中电压的有效值
为U ，则U m
22R ·T 2＝U 2
R ·T，代入数据得图乙中，电压的有效值为110 2 V ，故A 项错误；B 项，变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5∶1，电压表的示数为22 2 V ，故B 项错误；C 项，R 处温度升高时，阻值减小，由于电压不变，所以出现火警时电流表示数增大，故C 项错误；D 项，由C 项知出现火警时，电路中电流增大，故电阻R 0消耗的电功率增大，所以D 项正确．
命题立意 变压器的构造和原理
11．(2014·河北省唐山一模)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 Ω
B ．电动机的内阻为4 Ω
C ．电动机正常工作电压为1 V
D ．电源效率约为93.3%
答案 AD
解析 小灯泡中正常工作电流0.2 A ，开关S 接1；当变阻器调到R ＝4 Ω时，小灯泡L 正常发光；由E ＝2＋0.2(r ＋4)解得电源内阻r ＝1 Ω，A 项正确；将开关S 接2，小灯泡L 和电动机M 均正常工作，由E ＝2＋0.2r ＋U 解得电动机正常工作电压为U ＝0.8 V ，电动机的
内阻一定小于4 Ω，BC 项错误；电源效率约为η＝2.83
×100%＝93.3%.D 项正确．
12．(2014·四川省凉山州二诊)理想变压器的输入电压如图所示，输出端并联2只相同的小灯泡L1，L2，如图所示，灯泡的额定电压为20 V，额定功率为10 W，电路连接了两理想电流表A1，A2，导线电阻不计，开始电键S断开，L1恰好正常发光，则( )
A．原副线圈的匝数比为n1∶n2＝32∶1
B．流过灯L1的电流方向每秒改变10次
C．电键S闭合后，灯L1变暗
D．电键S闭合后，电流A1的读数变大，A1与A2的比值也变大
答案 B
解析由变压器变压公式可知，原副线圈的匝数比为n1∶n2＝3∶1，A项错误；交变电流周期0.2 s，电流方向每秒改变10次，B项正确；电键S闭合后，流过灯L1电流不变，灯L1亮度不变，C项错误；电键S闭合后，电流A1的读数变大，根据变压器变流关系，A1与A2的比值也不变，D项错误．
13．(2015·山东)如图甲，R0为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内．左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过R0的电流i始终向左，其大小按图乙所示规律变化．规定内圆环a端电势高于b端时，a，b间的电压为u ab正，下列u ab－t图像可能正确的是( )
答案 C
解析在第一个0.25T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐增加，由楞次定律可判断内环a端电势高于b端，因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小；同理在第0.25T0－0.5T0时间内，通过大圆环的电流为瞬时针逐渐减小，由楞次定律可判断内环a端电势低于
b端，因电流的变化率逐渐变大故内环的电动势逐渐变大；故C项正确．命题立意法拉第电磁感应定律；楞次定律。