2026届人教版高考物理第一轮复习:电路与电能综合提高练习1
一、单选题(本大题共6小题)
1.一根粗细均匀的金属导线,两端所加电压为U时,通过导线的电流为I,导线中自由电子定向移动的平均速率为v.若将导线均匀拉长,使其半径变为原来的,两端电压仍为U,则 ( )
A.通过导线的电流为I
B.通过导线的电流为I
C.自由电子定向移动的平均速率为v
D.自由电子定向移动的平均速率为v
2.下列对电源电动势概念的描述,正确的是( )
A.电动势大小等于电源两极间的电压
B.当电源未接入电路时,电动势为零
C.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小
D.电动势等于非静电力把正电荷从负极移动到正极单位时间内做的功
3.电源电动势反映了电源把其他形式的能转化为电势能的能力,下列说法错误的是( )
A. 电动势由电源中非静电力的特性决定
B. 电动势越大,表明电源储存的电能越多
C. 电动势在数值上等于未接入电路时电源两端的电压
D. 电动势等于把的正电荷在电源内部从负极移到正极非静电力做的功
4.关于电功和电热,下面说法正确的是( )
A.任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt且W=Q
B.任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt但W有时不等于Q
C.电功W=UIt在任何电路中都适用,Q=I2Rt只在纯电阻电路中适用
D.电功W=UIt,电热Q=I2Rt,只适用于纯电阻电路
5.如下图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是( )
A.2W,33.3% B.4W,33.3% C.2W,66.7% D.4W,66.7%
6.如图甲所示是某同学连接好的测量小灯泡电功率的电路。闭合开关,移动滑片,灯始终不亮。该同学用如图乙中检测灯来检测电路。闭合开关,当的两根接线分别接在、两点时,仅灯亮且正常发光;当分别接在、两点时,灯也正常工作;当分别接在、两点时,、均不亮,由以上检测中观察到的现象判断出电路故障可能是( )
A.滑动变阻器短路 B.短路 C.电流表短路 D.断路
二、多选题(本大题共4小题)
7.在如图所示的电路中,R1、R2皆为定值电阻,R3为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r。设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U。当R3的滑动触点P向图中a端移动时( )
A.I变大 B.I变小
C.U变大 D.U变小
8.下列说法正确的是( )
A.电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功
B.电动势在数值上等于非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功
C.在外电路中,沿电流方向电势降低
D.运动电荷在磁场中运动一定受到洛伦兹力的作用
9.(四川绵阳高二上月考)如图是小灯泡L(灯丝材料是钨)和某种热敏电阻R的伏安特性曲线,M为两曲线交点.下列说法正确的有( )
A.在M点状态下,小灯泡L和电阻R的功率相等
B.在M点状态下,小灯泡L的阻值比电阻R的小
C.曲线a是L的伏安特性曲线,曲线b是R的伏安特性曲线
D.曲线a是R的伏安特性曲线,曲线b是L的伏安特性曲线
10.某同学研究白炽灯得到其图像如图所示。图像上A点与原点的连线与横轴成角,A点的切线与横轴成角,则( )
A.白炽灯的电阻随电压的增大而增大
B.白炽灯是非线性元件,不能用欧姆定律计算它的电阻
C.在A点,白炽灯的阻值可表示为
D.在A点,白炽灯的阻值可表示为
三、非选择题(本大题共5小题)
11.表头的满偏电压和满偏电流一般都比较小,测量较大的电压或电流时要把它改装成较大量程的电压表或电流表。现有一个量程IA=2mA,内阻为150Ω的表头G,
(1)若要把此表头改装成量程为3V的电压表,应串联一个阻值为 Ω的电阻;
(2)若要把此表头改装成量程为10mA的电流表,应并联个阻值为 Ω的电阻;
(3)若将此表头改装成有两个量程的电流表,如图所示,则使用A、B两个端点时,量程 (选填“较大”或“较小”);
(4)某同学完成了电流表的改装后,将改装后的电流表和标准电流表串联,然后接入电路进行测量,发现改装表的示数总比标准表的示数小,为了校准改装表,应 (选填“增大”或“减小”)改装表的并联电阻。
12.(10分)基于铂电阻阻值随温度变化的特性,某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下:型号铂电阻、电源(电动势,内阻不计)、电流表(量程,内阻)、电流表(量程,内阻约)、定值电阻(阻值)、定值电阻(阻值)、开关和导线若干。
查阅技术手册可知,型号铂电阻测温时的工作电流在之间,在范围内,铂电阻的阻值随温度的变化视为线性关系,如图(a)所示。
图(a)
完成下列填空:
(1) 由图(a)可知,在范围内,温度每升高,该铂电阻的阻值增加____________ ;
(2) 兴趣小组设计了如图(b)所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图,能准确测出铂电阻阻值的是______(填“甲”或“乙”),保护电阻应选____________(填“”或“”);
图(b)
(3) 用(2)问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时,某次测量读得示数为,示数如图(c)所示,该示数为____________,则所测温度为______(计算结果保留2位有效数字)。
图(c)
13.有一条横截面积S=1mm2的铜导线,通过的电流I=2A。已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,电子的电量大小e=1.6×10-19C,每个铜原子可提供一个自由电子,求铜导线中自由电子定向移动的速率。(结果保留两位有效数字)
14.如图,电源电动势。闭合开关S,理想电压表读数,理想电流表读数。求:
(1)电阻的阻值;
(2)电阻消耗的功率;
(3)电源的内阻;
(4)若在电阻两端并入一个相同的电阻,电流表的读数变大还是变小?
15.微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×106Hz ).食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动,内能增加,温度升高,食物增加的能量是微波给它的.右下表是某微波炉的部分技术参数,问:
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少?
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少
(3)如果做一道菜,使用微波挡需要正常工作30min,则做这道菜需消耗的电能为多少
参考答案
1.【答案】A
【解析】将导线均匀拉长,使其半径变为原来的,横截面积变为原来的,导线长度将变为原来的9倍,金属丝电阻率不变,由R=ρ知,导线电阻变为原来的81倍,电压U不变,由欧姆定律可知I=,电流变为原来的,A正确,B错误;电流变为原来的,横截面积变为原来的,单位体积内自由移动的电子数n不变,每个电子所带的电荷量e不变,由电流的微观表达式I=nevS知,电子定向移动的速率变为v,C、D错误.
2.【答案】C
【详解】A.电动势大小等于外电路断开时电源两极间的电压,选项A错误;
B.电源电动势是由电源本身决定的,与是否接入电路无关,选项B错误;
C.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,选项C正确;
D.电动势等于非静电力把单位正电荷从负极移动到正极做的功,选项D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】电动势是描述电源把其他形式的能转化为电势能本领的物理量,是非静电力做功能力的反映,由非静电力的特性决定,电动势越大,表明电源将其他形式的能转化为电势能的本领越大,但不表明电源储存的电能越多,故正确,错误;电源未接入电路时,电流,由闭合电路欧姆定律,可知,所以电动势在数值上等于未接入电路时电源两端的电压,故正确;电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功,故正确符合题意.
4.【答案】B
【详解】
任何电路中电功公式W=UIt,电热公式Q=I2Rt都适用,但两者不一定相等,只有在纯电阻电路中 W=Q,故A错误,CD错误.
B项:任何电路中的电功W=UIt,电热Q=I2Rt,在非纯电阻电路中电能一部分转化为内能,还有一部分转化为其他形式的能,所以此时W大于Q,故B正确.
5.【答案】D
【思路点拨】根据U-I图象A正确读出电源的电动势和短路电流,根据U-I图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流,是解决此类问题的出发点.
【分析】由图象A可知电源的电动势为3V,短路电流为6A,两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流.电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率,效率等于R消耗的功率除以总功率.
【详解】由图象A可知电源的电动势E=3V,短路电流为6A,该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为:U=2V,电流为:I=2A;电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率,根据P=UI得:P=2×2W=4W,电源的总功率为:P总=EI=3×2W=6W;所以效率为:η=×100%=×100%=66.7%;选D.
6.【答案】B
【详解】
ABD.由图知,滑动变阻器、灯泡L1串联在电路中,电压表测量灯L1两端的电压,电流表测量电路的电流;闭合开关,移动滑片,灯L1始终不亮可能是电路断路也可能是灯泡L1短路;
当L2的两根接线分别接在B、N两点时,仅灯L2亮且正常发光,说明灯泡两端的电压为额定电压;
当L2的两根接线分别接在A、D两点时,灯L2也正常工作,说明滑动变阻器没有短路,若滑动变阻器短路,灯泡L2亮也会被短路,灯泡L2就不会发光,同时说明除滑动变阻器以外没有断路,又因为灯L2也正常工作,说明灯泡L2两端的电压仍为电源电压,故故障为灯泡L1短路,AD错误B正确;
C.若电流表短路,开始时,两灯泡都会发光,C错误。
故选B。
7.【答案】BD
【详解】当R3的滑动触点P向图中a端移动时,滑动变阻器接入电路的电阻值减小,则总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,回路总电流变大,内电压变大,路端电压变小,则电压表读数U变小,R1两端的电压变大,则R2两端电压变小,所以电流表示数I变小。
故选BD。
8.【答案】AC
【详解】A.根据电势能变化与电场力做功的关系可知,电荷在某点的电势能,等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功,A正确;
B.电动势在数值上等于非静电力把单位正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功,B错误;
C.在外电路中,电流由正极流向负极,沿电流方向电势降低,C正确;
D.运动电荷在磁场中运动时,若运动方向与磁场方向平行,不受到洛伦兹力的作用,D错误。选AC。
9.【答案】AC
【解析】题图中的M点,电流和电压都相等,根据欧姆定律可知,小灯泡L和热敏电阻R的电阻相等,两者功率P=UI也相等,故A正确,B错误;随着电压的增加,元件的热功率增加,温度升高,从题图可以看出,随着温度升高,曲线b对应电阻减小,曲线a对应电阻增加,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,而小灯泡的电阻随温度的升高而增加,故b是热敏电阻R,a是小灯泡L,故D错误,C正确.
10.【答案】AD
【详解】A.由图示图像可知,随电压增大,通过灯泡的电流增大,电压与电流的比值增大,灯泡电阻变大,A正确;
B.白炽灯随流经的电流增大,阻值在增大,是非线性元件,但仍可以用欧姆定律计算它的电阻,B错误;
CD.由欧姆定律可知,在A点,白炽灯的电阻,C错误,D正确。选AD。
11.【答案】1350;37.5;较大;增大;
【详解】
(1)[1]若要把此表头改装成量程为3V的电压表,应串联的电阻为
(2)[2]若要把此表头改装成量程为10mA的电流表,应并联的电阻为
(3)[3]因为接AC端时分流电阻为R1+R2,而接AB端时分流电阻只有R1,则分流电阻较小,量程较大;
(4)[4]将改装后的电流表和标准电流表串联,然后接入电路进行测量,发现改装表的示数总比标准表的示数小,说明分流电阻偏小,分流偏大,则为了校准改装表,应该增大改装表的并联电阻。
12.【答案】(1) (2分)
(2) 乙(2分);(2分)
(3) (2分);51(2分)
【详解】
(1) 温度每升高,该铂电阻的阻值增加 。
(2) 由于内阻确定,将与电阻并联可测量电阻两端的电压,用与示数之差来表示经过电阻的电流,故能准确测出铂电阻阻值的是乙;电路中的最大安全电流为,可得电路中的最小阻值 ,可知保护电阻应选。
(3) 由题图(c)可知的分度值为,则其读数为;根据欧姆定律可得,
根据题图(a)可得,代入数据可得。
【易错警示】
注意本题要求计算结果保留2位有效数字,并不是(3)问的两空均保留2位有效数字,读数时不要遗漏估读位,2位有效数字并不等同于2位小数,需要注意区分。
13.【答案】
【详解】设自由电子定向移动的速率为v和导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t
设铜导线长为L,则体积为
质量为
物质的量为
总的自由电子数为
总电荷量为
全部通过该铜线截面时间为
根据电流的定义式
可得
带入数据解得
14.【答案】(1) (2) (3) (4)变大
【详解】(1)根据欧姆定律;
(2)电阻消耗的功率为;
(3)根据闭合电路欧姆定律,解得;
(4)若在电阻两端并入一个相同的电阻,电路总电阻减小,根据,则电流增大,那么电流表的读数变大。
15.【答案】(1)0.12m(2)5A(3)
【分析】由c=λf求得λ;额定电流=额定功率除以额定电压;消耗的电能等于功率与时间的乘积.
【详解】(1)波长为.
(2)额定电流:.
(3)消耗的电能 E=W=Pt=1100×1800=1.98×106J.
【关键点拨】本题主要考查了电功率和电能的计算,属于基础题.
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一、单选题(本大题共6小题)
1.在如图所示的电路中,干电池、开关和额定电压为1.5 V的灯泡组成串联电路.当闭合开关时,发现灯泡不发光.为了检验故障,某同学在开关闭合的情况下,用多用电表的电压挡对电路进行检测.检测结果如表格所示,已知电路仅有一处故障,由此得到的判断中正确的是 ( )
测试点 A、C A、D A、E A、F
多用表示数 0 0 约1.5 V 约1.5 V
A.D、E间导线断路
B.B、F间导线断路
C.灯泡断路
D.A、C间导线断路
2.某小灯泡的一段伏安特性曲线如图所示,当通过灯泡的电流由0.10A变为0.15A时,灯泡的电阻变化了
A.10Ω B.30Ω
C.40Ω D.60Ω
3.一根横截面积为S的铜导线,通过电流为I。已经知道铜的密度为ρ,铜的摩尔质量为M,电子电荷量为e,阿佛加德罗常数为NA,设每个铜原子只提供一个自由电子,则铜导线中自由电子定向移动速率为( )
A. B. C. D.
4.工程师对某款新能源汽车的直流蓄电池进行性能测试,测试过程中系统输出的图像如图,其中为直流蓄电池的输出功率,为总电流,该蓄电池的电动势为,下列说法正确的是( )
A. 该蓄电池的内阻为
B. 该蓄电池的短路电流为
C. 该蓄电池最大输出功率为
D. 若该蓄电池仅与内阻为 的一个座椅加热电阻丝相连,每分钟消耗电能为
5.(吉林长春外国语学校高二上月考)如图是利用电动机提升重物的示意图,其中D是直流电动机.P是一个质量为m的重物,它被细绳拴在电动机的轴上.闭合开关S,重物P以速度v匀速上升,这时电流表和电压表的示数分别是5.0 A和100 V,重物P上升的速度为0.70 m/s.重物的质量为50 kg,g取10 m/s2.下列说法不正确的是( )
A.电动机消耗的电功率为500 W
B.绳对重物做功的机械功率350 W
C.电动机线圈的电阻20 Ω
D.电动机的效率为70%
6.如图所示,电源电动势、内阻 ,初始时电阻箱设置的阻值 ,定值电阻 、 ,电容器电容.当开关闭合时,电容器内的带电微粒恰好处于静止状态.下列说法正确的是( )
A. 当电阻箱阻值变大时,带电微粒将向下加速运动
B. 当开关由闭合到断开时,电容器所带电荷量增加了
C. 将电容器两极板距离增大时,电路中电流方向从到
D. 增大时,电阻箱的功率一定减小
二、多选题(本大题共4小题)
7.有两段电阻丝,材料相同,长度也相同,它们的横截面的直径之比为dA:dB=1:2,把它们串联在电路中,则下列说法正确的是( )
A.它们的电阻之比RA:RB=4:1
B.通过它们的电流之比IA:IB=1:1
C.电子在两段电阻丝中定向移动速度大小之比vA:vB=1:4
D.两段电阻丝中的电场强度大小之比EA:EB=1:4
8.如图是某品牌电动汽车的标识牌,以下说法正确的是( )
整车型号 CH830BEV
最大设计总质量 1 800 kg
动力电池容量 60 A·h
驱动电机额定功率 30 kW
驱动电机型号 WXMP30LO
车辆设计代号VIN LVFAD1A3440000003
A.该电池的容量为60 A·h
B.若该电池以6 A的电流放电,可以工作10 h
C.若该电池以6 A的电流放电,可以工作60 h
D.该电池充满电可贮存的电荷量为60 C
9.如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡L1、L2的电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,电流表示数变化量为ΔI,则下列说法中正确的是 ( )
A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴将向下运动
C.=R+r D.ΔU2<ΔU1
10.如图所示,A、B、C、D四个电路中,电源的电动势为E,电阻为r,定值电阻为R0,当滑动变器R的滑片P从a向b滑动时,电压表的示数将变小的是( )
A.
B.
C.
D.
三、非选择题(本大题共5小题)
11.某同学通过实验测定阻值约为10Ω的电阻Rx,用内阻约为3kΩ的电压表,内阻约为0.125Ω的电流表进行测量,他设计了图甲和图乙两种电路。
(1)为得到更加准确的测量结果,本实验应采用图 (填“甲”或“乙”)所示的电路,此电路测得的Rx偏 (填“大”或“小”)。
(2)要将一小量程电流表(满偏电流为250μA,内阻为1.2kΩ)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图丙所示,其中定值电阻R1=40Ω,R2=360Ω,当开关S接B端时,该电流表的量程为0~ mA。
12.在测电阻的实验中,待测电阻约为,电压表的内阻约为,电流表的内阻约为。如图,测量电路中电流表的连接方式有两种。计算结果由计算得出,式中与分别为电压表和电流表的读数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为和,则其中哪一个更接近真实值?这个值比真实值偏大还是偏小?请说明原因。
13.雷雨天气电闪雷鸣,形成一幅壮观的自然景象,如图所示。某中学实验小组的同学为了探究闪电形成的条件,在实验室进行了模拟。假设某次实验时产生的电压为、电流为,该放电过程持续的时间为。则:
(1)该放电过程放出的电荷量为多少?如果放电过程电荷以0.5A的电流通过电灯(正常发光),则可供电灯照明的时间为多少?
(2)该放电过程对外释放的电能应为多少?
14.多用电表是常用的测量仪表。
(1)如图是多用电表原理简图,若选择开关S接5时,对应的挡位是直流电压10V挡,若选择开关S接6时,对应的挡位可能是直流电压______挡(选填“2.5V”或“50V”)。若选择开关S接4时,对应的挡位是______挡(选填“电流”或“欧姆”)。
(2)关于多用电表欧姆挡的使用,下列说法正确的是______。
A.因流过欧姆挡表头的电流与待测电阻的阻值不成线性关系,所以表盘刻度不均匀
B.用欧姆挡测电阻时,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越大
C.测量电阻时用手指紧紧按住红、黑表笔与电阻接触的部分,这样测量较为准确
D.用欧姆挡测电阻时,每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零
15.相距40 km的A、B两地架设两条输电线,电阻共为800 Ω。如果在A、B间的某处发生短路,如图所示。这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表示数为40 mA。求发生短路点相距A有多远。
参考答案
1.【答案】A
【解析】若D、E间导线断路,则D点电势与A点电势相等,E点电势与B点电势相等,A、D间电压应为0,A、E间电压应为1.5 V,故A正确;若B、F间导线断路,则F点电势与A点电势相等,A、F间电压应为0,故B错误;若灯泡断路,则E点电势与A点电势相等,F点电势与B点电势相等,A、E间电压应为0,A、F间电压应为1.5 V,故C错误;若A、C间导线断路,则C点电势与B点电势相等,A、C间电压应为1.5 V,故D错误.
【快解】分析表中数据可得A、C、D等电势,E、F等电势,且两部分存在电势差,分析选项,故障为断路,所以D、E间存在断路.
2.【答案】A
【分析】
根据电阻的定义式分别求出灯泡电流是0.10A和0.15A时的电阻,再求解灯丝电阻的改变量.
【详解】
当电流为0.10A时,灯泡两端的电压为3V,此时灯泡的电阻;当电流为0.15A时,灯泡两端的电压为6V,此时灯泡的电阻为,故电流变化前后,灯泡电阻变化了10Ω.
故选A.
3.【答案】A
【详解】
设自由电子定向移动的速率为v,导线中自由电子从一端定向移到另一端所用时间为t,对铜导体研究,每个铜原子可提供一个自由电子,则铜原子数目与自由电子的总数相等,为
t时间内通过导体截面的电荷量为
则电流强度为
得
故BCD错误,A正确。
故选A。
4.【答案】C
【详解】蓄电池的输出功率,变形可得,图像斜率表示电动势,纵截距绝对值表示电源内阻,可得 ,短路电流,、错误;根据闭合电路欧姆定律可知,蓄电池的输出功率,故当外电阻等于内阻时,蓄电池有最大输出功率,正确;若该蓄电池仅与内阻为 的一个座椅加热电阻丝相连,每分钟消耗电能为,错误.
【关键点拨】 当外电阻等于内电阻时,电源的输出功率最大,且.
5.【答案】C
【解析】根据电功率关系式有P电=UI=5×100 W=500 W,故A正确,不符合题意;以重物为研究对象,由于重物匀速上升,根据平衡条件有F=mg,又P机=Fv,得P机=mgv=350 W,故B正确,不符合题意;根据功能关系有P电=P机+P热,P热=I2R,联立解得R=6 Ω,故C错误,符合题意;电动机效率η==×100%=70%,故D正确,不符合题意;故选C.
6.【答案】D
【详解】当开关闭合时,电容器内的带电微粒恰好处于静止状态,则,当电阻箱阻值变大时,根据“串反并同”,两端的电压变大,电容器两端的电压变大,根据场强知,增大,带电微粒将向上加速运动,错误;开关闭合时,干路电流为,路端电压为,流过电阻的电流为,电容器两端的电压为,电容器所带电荷量为,开关断开时,流过电阻的电流为,电容器两端的电压为,电容器所带电荷量为,电容器所带电荷量增加量为,错误;将电容器两极板距离增大时,根据知,电容器的电容减小,根据知,电容器带电荷量减小,电容器放电,又因为下极板带负电,所以电路中电流方向从到,错误;初始时电路的外电阻为,,电源的输出功率与外电阻的关系如图所示,则当增大时,电源的输出功率减小,根据“串反并同”知,路端电压是增大的,、串联支路的功率在增大,故电阻箱的功率一定减小,正确.
7.【答案】AB
【详解】
A、长度、材料均相同,它们的横截面的直径之比为dA:dB=1:2,则横截面积之比为SA:SB=1:4,根据可知,电阻之比RA:RB=4:1,故A正确;
B、因两者是串联,它们的电流总相等,有IA:IB=1:1,故B正确;
C、根据电流的微观表达式I=neSv,则有,定向移动速率与横截面成反比,因此定向移动速度之比vA:vB=4:1,故C错误;
D、串联电路,电流相等,设为I,则两段中的电场强度,因此电场强度与电压成正比,则有电场强度之比EA:EB=UA:UB=RA:RB=4:1;故D错误;
故选AB.
8.【答案】AB
【详解】ABC.从标识牌信息可知电池的容量为60 A·h,若以6 A的电流放电,可工作10 h,A、B正确,C错误;
D.该电池充满电可贮存的电荷量
q=60 A×3600s=2.16×105 C
D错误。
故选AB。
9.【答案】AC
【详解】滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值减小,总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知回路中电流变大,两灯泡变亮,A正确;总电流增大,故内电压增大,路端电压减小,即V1的示数减小,而L1两端的电压变大,所以L2和滑动变阻器两端的总电压减小,故V2的示数及电容器两板间电压变小,电容器应放电,但二极管的作用使电容器不能放电,导致Q不变,则由C=,联立可得E=,可知板间场强E不变,油滴静止不动,B错误;把L1的电阻R看作电源内阻一部分,ΔU2就是R+r两端电压的增加量,也是电容器两板间电压减少量,则=R+r,C正确;ΔU1等于r两端电压的变化量,即=r,所以ΔU2>ΔU1,D错误。
10.【答案】AC
【详解】
A.图中滑动变阻器从a向b滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路中的电流增大,由
可知电压表示数变小,故A正确;
B.图中滑动变阻器从a向b滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路中的电流增大,由
可知电压表示数变大,故B错误;
C.图中滑动变阻器从a向b滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,则电路中的电流增大,由
知路端电压减小,但两端电压增大,所以电压表示数变小,故C正确;
D.根据电路图可知,滑动变阻器整个串联接入电路,电压表测量滑动变阻器之间的电压,当滑动变阻器滑片P从a向b滑动时,接入电路的电阻不变,总电流不变,与电压表并联部分的电阻增大,所以电压表示数增大,故D错误。
故选AC。
11.【答案】甲;小;10
【详解】(1)[1] [2]由题知,电流表应采用外接法,即实验中应采用图甲所示的电路图,由于电压表的分流作用,使得测量的电流值偏大,则根据
可知,测得的电阻比真实值小。
(2)[3]当开关S接B端时,R2和电流表串联,再与R1并联,则有,该电流表的量程为0~10 mA。
12.【答案】,偏大,原因见解析
【详解】
因为
所以该电阻阻值更接近电压表内阻,采用电流表内接法有利于减小测量误差,即利用图甲测量的结果更接近真实值。图甲电路,因为电流表分压,所以电压表测量的电压偏大,而电流表测量的电流准确,所以根据欧姆定律可知
则,测量结果偏大。
13.【答案】(1)20C,40s;(2)
【详解】
(1)根据电流的定义式可解得
即放电过程放出的电荷量为20 C。可供电灯照明的时间应为
(2)该放电过程对外释放的电能为
14.【答案】 50V 欧姆 AD##DA
【详解】(1)[1]表头与分压电阻串联可以改装成电压表,分压电阻阻值越大,电压表量程越大,若选择开关S接5时,对应的挡位是直流电压10V挡,选择开关S接6时,对应的挡位更大,可能是直流电压50V。
[2]若选择开关S接4时,有内部电源,对应的挡位是欧姆挡。
(2)[3]A.由可知,待测电阻与电流不成线性关系,故表盘刻度不均匀,故A正确;
B.用欧姆挡测电阻时,测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越小,故B错误;
C.若用手指紧紧按住红、黑表笔与电阻接触的部分,则电阻的测量值为该电阻与人体电阻的并联值,测量值偏小,故C错误;
D.用欧姆挡测电阻时,每次换挡后必须重新短接两表笔进行欧姆调零,故D正确。
故选AD。
15.【答案】12.5 km
【详解】
设发生短路处距离A处有xm,据题意知,A、B两地间的距离l=40km,电压表的示数U=10V,电流表的示数I=40mA=40×10-3A,R总=800Ω,根据欧姆定律
可得A端到短路处的两根输电线的电阻
根据电阻定律可知
A、B两地输电线的电阻为R总,根据电阻定律有
解得
则有
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第 page number 页,共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习:电路与电能综合提高练习3
一、单选题(本大题共6小题)
1.电动机与小电珠串联接入电路,电动机正常工作时,小电珠的电阻为R1,两端电压为U1,流过的电流为I1;电动机的内阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则( )
A.I1
C= D.<
2.如图所示,当将两个横截面不同、长度相等的均匀铜棒串联接在电路中时,下列说法正确的是( )、
A.通过两棒的电流强度不同
B.两棒中自由电子定向移动的平均速率相等
C.两棒的电阻相等
D.相同时间内通过两棒的电荷量相等
3.关于电源的电动势,下列说法正确的是( )
A.电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压
B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化
C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化成电能的本领大小的物理量
D.在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也增大
4.已知某电阻的阻值随电压的升高而增大,加在该电阻两端的电压用表示,流过该电阻的电流用表示。当时,;当时,;则当时,可能为( )
A.0.5 A B.0.6 A C.0.8 A D.1 A
5.如图所示,有一电荷静止于电容器两极板间,电源内阻不可忽略,现将滑动变阻器滑片向上移动少许,稳定后三个灯泡依然能够发光,则下列说法中正确的是
A.小灯泡L1、L3变暗,L2变亮
B.该电荷一定带正电
C.电容器C上电荷量减小
D.电流表始终存在从左向右的电流
6.如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,副线圈所在电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、线圈电阻为2 Ω的电动机M.原线圈输入的交流电压如图乙所示.闭合开关S,电动机正常工作,电流表示数为1 A.下列说法正确的是( )
A.副线圈两端的电压有效值为22 V
B.滑动变阻器R接入电路的电阻为10 Ω
C.电动机的输出功率为12 W
D.若电动机突然卡住,原线圈输入功率将变小
二、多选题(本大题共4小题)
7.图(a)所示的电路中, 与 间接一智能电源,用以控制电容器 两端的电压 .如果 随时间 的变化如图(b)所示,则下列描述电阻 两端电压 随时间 变化的图像中,正确的是( )
图(a) 图(b)
A. B. C. D.
8.由欧姆定律导出和,下列叙述中正确的是( )
A.由知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定
B.导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关
C.对于确定的导体,其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值
D.电流相同时,电阻越大,其电压降越大
9.黑箱外有编号为1、2、3、4的四个接线柱,接线柱1和2、2和3、3和4之间各接有一个电阻,在接线柱间还接有另外一个电阻R和一个直流电源。测得接线柱之间的电压U12=3.0 V,U23=2.5 V,U34=-1.5 V。符合上述测量结果的可能接法是( )
A.电源接在1、4之间,R接在1、3之间
B.电源接在1、4之间,R接在2、4之间
C.电源接在1、3之间,R接在1、4之间
D.电源接在1、3之间,R接在2、4之间
10.在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,电容器的电容为C,灯泡L的灯丝电阻不随温度变化,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关S,待电路稳定后,缓慢减小电阻箱R接入电路中的阻值,与调节电阻箱之前相比,电压表示数变化量的绝对值为ΔU,在这个过程中电路中所有器件均不会被损坏,下列说法中正确的是
A.灯泡L将变亮
B.电压表和电流表的示数都将变大
C.电源两端电压变化量的绝对值将大于ΔU
D.电容器所带电荷量增加,增加量小于CΔU
三、非选择题(本大题共5小题)
11.(1)如图甲所示,新电池、开关和灯泡组成串联电路,并将多用电表旋至10V直流电压挡与灯泡并联。当闭合开关时,发现灯泡不发光,电压表有示数,有可能是以下原因造成的 。
A.电池接触不良
B.开关接触不良
C.灯泡和灯泡座接触不良
(2)如果某同学先将多用电表旋至电阻“×1”挡,并将红表笔和黑表笔短接调零测量了一个电阻,再按图乙连接电路,测量电路中电流,但忘记了切换挡位,发现多用电表指针指在正中央,如图丙所示,已知多用电表内部的电池电动势为1.5V,则电路中的电流为 A。
12.(10分)实验小组欲探究如图(a)所示长方体导体左、右及前、后两侧面间的电阻大小的关系,小组同学在长方体的四个侧面分别焊接上、、、四个测脚,所用的器材有:定值电阻 和、电阻箱、滑动变阻器、电流计(零刻度线在表盘的正中央)、电源、开关、导线若干,设计的电路图如图(b)所示(图中表示长方体导体)。
具体的操作如下:
①将长方体测脚、接入电路,滑动变阻器的滑片置于最右端,闭合开关,调节和电阻箱使电流计的示数为零,记下电阻箱的读数;
②将测脚换为、接入电路,重复①的操作,记下电阻箱的读数。
(1) 依据电路图将图(c)中的实物连线补充完整。
图(c)
(2) 已知当电流由经过电流计时,电流计指针偏向零刻度的右侧,当电流由经过电流计时,电流计指针偏向零刻度的左侧。若某次调节时,发现指针偏向零刻度的右侧,为使指针指在零刻度,则应调节电阻箱使其阻值________(填“增大”或“减小”)。
(3) 将测脚、接入电路,调节电阻箱,当电流计示数为零时,读得电阻箱的阻值为 ,则测脚、之间的电阻________________(结果保留一位小数),此时图中、两点间的电势差与、两点间的电势差的大小关系为________(填“ ”“ ”或“”)。
(4) 将测脚、接入电路,调节电阻箱,当电流计示数为零时,若读得电阻箱的阻值为 ,则测脚、间的电阻________(填“大于”“小于”或“等于”)测脚、间的电阻,长方体导体中、长度的关系为__________。
13.在图甲的电路中,R1是可变电阻,R2是定值电阻,电源内阻不计.实验时调节R1的阻值,得到各组电压表和电流表数据,用这些数据在坐标纸上描点、拟合,作出的U-I图像如图乙中AB所示.
(1)图乙中a、b、AB的斜率各等于多少?
(2)结合图甲,说明a、b、AB的斜率各表示什么物理量.
14.如图所示,和是长度均为的两根输电线(电阻值为),若发现在距离A和等远的两点和间发生漏电,相当于在两点间连接了一个电阻。接入电压为的电源:当电源接在A、间时,测得、间电压为;当电源接在、间时,测得、间电压为。由此可知与相距多远?
15.如图,电源的电动势不变,内阻为,定值电阻为,滑动变阻器的最大阻值为,求:
(1)当滑动变阻器的阻值为多大时,电阻消耗的功率最大?
(2)当滑动变阻器的阻值为多大时,滑动变阻器消耗的功率最大?
(3)当滑动变阻器的阻值为多大时,电源的输出功率最大?
参考答案
1.【答案】D
【详解】因为两个用电器串联,所以I1=I2,A错误;小电珠为纯电阻用电器,有U1I1=I12R1,U1=I1R1,电动机为非纯电阻用电器,有U2I2=I22R2+P动,即U2I2>I22R2,U2>I2R2,综上所述可得<,即<,D正确。
2.【答案】D
【详解】
A.因两棒串联,则通过两棒的电流相等,A错误;
B.电流的微观表达式为,通过两棒的电流相等,单位体积内的自由电子数相等,而两棒的横截面积不相同,故自由电子定向移动的平均速率不同,B错误;
C.由电阻定律可知,两棒的电阻不同,C错误;
D.通过两棒的电流相等,根据,相同时间内通过两棒的电荷量相等,D正确。
故选D。
3.【答案】C
【详解】
试题分析:电压表是由内阻的,跟电源连接后构成一个通路,测量的是电压表内阻的电压,所以电压表测得的电源两极间电压值略小于电动势.故A错误;电动势反映本身的特性,与外电路的结构无关.即同一电源接入不同的电路,电动势不会变化;在闭合电路中,当外电阻变大时,路端电压增大,电源的电动势也不会变化,故BD错误;电源的电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能的本领大小的物理量,C正确.
考点:考查了对电源电动势的理解
4.【答案】C
【详解】
由题意可知,电流应大于0.5 A而小于1A。电阻两端的电压为1 V时,电流为0.5 A,阻值
电阻两端的电压为3 V时,电流为1 A,阻值
当电阻两端的电压为2V时,电阻的阻值大于而小于,所以这时通过电阻的电流应大于,且小于。
故选C。
5.【答案】A
【详解】
当滑动变阻器的滑片向上移动时,滑动变阻器的阻值增大,外电路中并联部分的总电阻增大,外电路中总电阻增大,再根据闭合电路欧姆定律得知:总电流减小,电源的内电压减小,路端电压增大,通过的电流也增大,所以灯变亮.根据总电流减小,而的电流增大,则知通过的电流减小,变暗,故A正确;根据外电路中顺着电流方向,电势降低,可知电容器上极板带正电,板间场强方向向下,由平衡条件分析可知,该电荷所受的电场力向上,与场强方向相反,所以该电荷带负电.根据电容器的电压等于与串联的总电压,路端电压增大,的电压减小,所以电容器的电压增大,其电量将增加,在充电过程中电流表有从左向右的电流,当滑片停止移动时,电容器不再充电,没有电流通过电流表,故BCD错误.
6.【答案】B
【详解】由题图乙知,原线圈输入电压的有效值为U1=220 V,由=得副线圈两端电压的有效值为U2=U1=×220 V=22 V,A错误;滑动变阻器两端的电压UR=U2-U=22 V-12 V=10 V,由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的电阻R===10 Ω,B正确;电动机的输出功率P=UI-I2r=12 V×1 A-(1 A)2×2 Ω=10 W,C错误;电动机正常工作时,U2=U+I2R,U>I2r,若电动机突然卡住,电动机相当于纯电阻,U2=I′2(R+r),由以上各式知I′2>I2,则副线圈的输出功率变大,由输入功率等于输出功率知,原线圈的输入功率也变大,D错误.
7.【答案】A
【解析】
电容 ,电流 ,由以上两式解得 ,则 图像中图线的斜率表示 ,斜率的正负表示电流的方向,由题图知, 内、 内电路中的电流为恒定电流,且 内的电流为 内电流的2倍,电流方向相反,由欧姆定律 知, 内电阻 两端的电压为 内的2倍,都恒定不变,但电流方向相反, 正确, 、 、 错误.
8.【答案】BCD
【详解】
AB.导体电阻由导体材料、长度、横截面积等决定,与电压、电流无关,故A错误,B正确;
C.由
可知,对某一导体来说,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值,故C正确;
D.根据
可知,一定的电流流过导体,电阻越大,两端电压越大,其电压降越大,故D正确。
故选BCD。
9.【答案】CD
【解析】画出1、2、3、4之间的电阻示意图,由题意可知,电势大小关系为φ1>φ2、φ2>φ3、φ3<φ4,取3点电势为零,标注各点电势大小,如图所示,因为接线柱之间接了一直流电源,所以电源负极一定接在接线柱3,1点电势最高,接电源正极;还有一电阻接在中间,很明显4点电势较小,应当由更高电势的点接电阻再到4,故1接线柱和2接线柱均有可能,综上,电源接在1、3之间,R接在1、4或者2、4之间,C、D正确。
【一题多解】
选项 电路图 分析 正误
A.电源接在1、4间,R接在1、3间 U12、U23、U34同为正值 ×
B.电源接在1、4间,R接在2、4间 U12、U23、U34同为正值 ×
C.电源接在1、3间,R接在1、4间 U12、U23为正值,U34为负值 √
D.电源接在1、3间,R接在2、4间 U12、U23为正值,U34为负值 √
10.【答案】AD
【详解】A.电阻箱阻值减小,整个电路总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律:
可知干路电流增大,通过灯泡的电流增大,灯泡L将变亮,故A正确;
B.干路电流增大,电流表示数增大,根据闭合电路欧姆定律:
可知路端电压减小,通过灯泡的电流增大,分压增大,则电阻箱的分压减小,电压表示数减小,故B错误;
C.根据闭合电路欧姆定律,结合数学推理可知:
则电源两端电压变化量的绝对值小于电压表示数的变化量的绝对值,故C错误;
D.根据闭合电路欧姆定律:
结合数学推理可得:
根据方程可知:,电容器并联在灯泡两端,所以电压与灯泡的分压相同,所以电容器的电荷量增加量为:
故D正确。
故选AD。
11.【答案】C ;0.05
【详解】(1)[1]A.当闭合开关时,发现灯泡不发光,电压表有示数,若电池接触不良,电路相当于断路,则电压表不可能有示数,A错误;
B.若开关接触不良,则电路相当于断路,电压表不可能有示数,B错误;
C.若灯泡和灯泡座接触不良,电压表直接接在电源两端,测电源的路端电压,电压表有示数,灯泡不亮,C正确。选C。
(2)[2]欧姆表“”挡调零时,欧姆表的内阻等于中值电阻15Ω,此时电流表满偏,满偏电流为,接入题中乙电路时欧姆表的半偏电流为0.05A。
12.【答案】(1) 见解析(2分)
(2) 增大(2分)
(3) (2分); (1分)
(4) 小于(1分);(2分)
【详解】
(1) 依据题图(b)电路图将题图(c)中的实物连线补充完整,如图所示。
(2) 已知当电流由经过电流计时,电流计指针偏向零刻度的右侧,某次调节时,发现指针偏向零刻度的右侧,说明的电势比的电势高,则有,,现要使指针指在零刻度,应调节电阻箱使其阻值增大,使。
(3) 根据电路结构和桥式电路,当指针指在零刻度有,调节电阻箱的阻值为 ,则测脚、之间的电阻 ;此时则有,,,、两点间的电势差与、两点间的电势差的大小关系为。
(4) 将测脚、接入电路,调节电阻箱,当电流计示数为零时,若读得电阻箱的阻值为 ,则测脚、间的电阻 ,即测脚、间的电阻小于测脚、间的电阻;根据电阻定律有,,则有,长方体导体中、长度的关系为。
13.【答案】(1)20,3.3,-5 (2)见解析
【详解】
(1)a的斜率为
b的斜率
AB的斜率
(2)a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时,R1的有效电阻为20 Ω
b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时,R1的有效电阻为3.3 Ω
由于电源的内阻不计,所以AB的斜率的绝对值表示R2的电阻为5 Ω
14.【答案】
【详解】
根据题意,将电路变成图甲所示电路,其中,,当接,电压为,如图乙所示(电压表内阻太大,和的作用忽略,丙图同理)
此时、、串联,因为在串联电路中电阻和电压成正比,所以
同理,当接,电压为,如图丙所示,此时、、串联,因为在串联电路中电阻和电压成正比,所以
联立解得
由题意,可得
所以
,
相距
15.【答案】(1)0;(2);(3)
【详解】
(1)电阻R1消耗的功率
当滑动变阻器的阻值为0时,电阻消耗的功率最大;
(2) 滑动变阻器消耗的功率
当时,滑动变阻器消耗的功率最大;
(3) 电源的输出功率
当
即
则当时电源输出功率最大。
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