（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 第八章 恒定電流 課時分層作業(yè) 二十四 8.2 電路 電路的基本規(guī)律.doc

課時分層作業(yè) 二十四 電路　電路的基本規(guī)律 (45分鐘　100分) 【基礎達標題組】 一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。1～7題為單選題,8～10題為多選題) 1.(2018衡陽模擬)在如圖所示的電路中,閉合開關S,當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動過程中,下列說法正確的是 (　　) A.電容器的電荷量增大 B.電流表A的示數減小 C.電壓表V1示數在變大 D.電壓表V2示數在變大 【解析】選C。當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動過程中,滑動變阻器阻值減小,故路端電壓減小,而電容器的兩端間的電壓就是路端電壓,結合Q=CU可得,電容器的電荷量減少,故A錯誤;滑動變阻器阻值減小,電路的電流增大,電流表A的示數變大,故B錯誤;電壓表V1示數等于電流與R1阻值的乘積,故示數在變大,故C正確;路端電壓減小,而電壓表V1示數在變大,電壓表V2示數在減小,故D錯誤。 2.(2018商丘模擬)如圖所示為兩電源的U-I圖象,則下列說法正確的是 (　　) A.電源①的電動勢和內阻均比電源②小 B.當外接相同的電阻時,兩電源的輸出功率可能相等 C.當外接同樣的電阻時,兩電源的效率可能相等 D.不論外接多大的相同電阻,電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大 【解析】選D。圖線在U坐標軸上的截距等于電源電動勢,圖線的斜率的絕對值等于電源的內阻,因此A錯;作外接電阻R的U-I曲線分別交電源①、②的伏安特性曲線于S1、S2兩點,電源的工作點橫、縱坐標的乘積IU為電源的輸出功率,由圖可知,無論外接多大電阻,兩工作點S1、S2橫、縱坐標的乘積都不可能相等,且電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大,故B錯,D對;電源的效率η===,因為電源內阻不同則電源效率不同,C錯。 【加固訓練】 (多選)在如圖所示的U-I圖象中,直線Ⅰ為某一電源的路端電壓與電流的關系圖 線,直線Ⅱ為某一電阻R的U-I 圖線。用該電源直接與電阻R相連組成閉合電路, 由圖象可知 (　　) A.電源的電動勢為3 V,內阻為0.5 Ω B.電阻R的阻值為1 Ω C.電源的輸出功率為4 W D.電源的效率為50% 【解析】選A、B、C。由圖線Ⅰ可知,電源的電動勢為3 V,內阻為r==0.5 Ω;由圖線Ⅱ可知,電阻R的阻值為1 Ω,該電源與電阻R直接相連組成的閉合電路的電流為I==2 A,路端電壓U=IR=2 V(可由題圖讀出),電源的輸出功率為P=UI=4 W,電源的效率為η=100%≈66.7%,故選項A、B、C正確,D錯誤。 3.如圖所示的電路中,電源內阻為0.5 Ω,電阻R1為1 Ω,電表均為理想電表。當滑動變阻器R2的滑片從圖示位置移到另一位置時,發(fā)現電壓表示數增大了0.20 V,則下列判斷正確的是 (　　) A.電流表示數增大了0.40 A B.滑動變阻器的滑片是向下移動的 C.電壓表示數增大了0.60 V D.滑動變阻器接入電路中的阻值增大了1.5 Ω 【解析】選C。路端電壓的變化量ΔU1與回路電流變化量ΔI的比值等于電源內阻,即=r,因此有ΔI==0.40 A,由于路端電壓增大,則回路電流減小,A錯誤;回路電流減小則電路總電阻增大,因此滑動變阻器的滑片是向上移動的,B錯誤;回路電流減小,則R1和r分得的電壓減小,減小量為ΔI(r+R1)=0.6 V,故電壓表的示數增大了0.6 V,C正確;=1.5 Ω=r+R1,并不能確定滑動變阻器R2的變化量,D錯誤。 4.如圖所示,電源輸出的電壓恒為6 V,當開關閉合后,燈L1、L2均不亮,用多用電表的電壓擋測得電路中各部分的電壓分別是Uad=Ubd=6 V,Uab=Ubc=0 V,由此可以判斷出造成電路故障的原因是 (　　) A.開關S接觸不良 B.燈L1、L2的燈絲都斷了 C.滑動變阻器R開路 D.L1、L2中有一個燈絲斷了 【解析】選C。閉合開關后,兩個小燈泡均不發(fā)光,說明電路為斷路,電壓表測得ad與bd兩點間的電壓均為6 V,說明L2沒故障,bd間有斷路。Uab=0 V,也說明bd間有斷路;Ubc=0 V,則說明ab或cd有斷路;故只能是滑動變阻器開路。 【總結提升】閉合電路的故障分析 (1)故障特點。 ①斷路特點:表現為路端電壓不為零而電流為零。 ②短路特點:用電器或電阻發(fā)生短路,表現為有電流通過電路但它兩端電壓為零。 (2)檢查方法。 ①電壓表檢測:如果電壓表示數為零,則說明可能在并聯路段之外有斷路,或并聯路段被短路。 ②電流表檢測:當電路中接有電源時,可用電流表測量各部分電路上的電流,通過對電流值的分析,可以確定故障的位置。在運用電流表檢測時,一定要注意電流表的極性和量程。 ③歐姆表檢測:當測量值很大時,表示該處斷路,當測量值很小或為零時,表示該處短路。在運用歐姆表檢測時,電路一定要切斷電源。 【加固訓練】 (多選)如圖所示為一電路板的示意圖,a、b、c、d為接線柱,a、b與220 V的交流電源連接,ab間、bc間、cd間分別連接一個電阻?，F發(fā)現電路中沒有電流,為檢查電路故障,用一交流電壓表分別測得b、d兩點間以及a、c兩點間的電壓均為220 V。由此可知 (　　) A.ab間電路通,cd間電路不通 B.ab間電路不通,bc間電路通 C.ab間電路通,bc間電路不通 D.bc間電路不通,cd間電路通 【解析】選C、D。由于用交流電壓表測得b、d兩點間電壓為220 V,這說明ab間電路是通的,bc間電路不通或cd間電路不通;由于用交流電壓表測得a、c兩點間電壓為220 V,這說明cd間電路是通的,ab間電路不通或bc間電路不通。綜合分析可知bc間電路不通,ab間電路通和cd間電路通,即C、D正確。 5.某一電源的路端電壓與電流的關系和電阻R1、R2的電壓與電流的關系如圖所示。用此電源和電阻R1、R2組成電路。R1、R2可以同時接入電路,也可以單獨接入電路。為使電源輸出功率最大,可采用的接法是 (　　) A.將R1、R2串聯后接到電源兩端 B.將R1、R2并聯后接到電源兩端 C.將R1單獨接到電源兩端 D.將R2單獨接到電源兩端 【解析】選C。由U-I圖象可以確定電源的電動勢E=3 V,內阻r=0.5 Ω,R1= 0.5 Ω,R2=1 Ω。由電源的輸出功率特點可知當外電路電阻和內阻相等時輸出功率最大,故選C。 6.電源電動勢反映了電源把其他形式的能量轉化為電能的能力,因此 (　　) A.電動勢是一種非靜電力 B.電動勢越大,表明電源儲存的電能越多 C.電動勢的大小是非靜電力做功能力的反映 D.電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓 【解析】選C。電動勢E=,它不屬于力的范疇,A錯誤;電動勢表征非靜電力做功的本領,電動勢越大,表明電源將其他形式的能轉化為電能的本領越大,B錯誤,C正確;電動勢與電壓是兩個不同的概念,通常情況下,電動勢大于閉合電路電源兩端電壓,D錯誤。 7.(2018安慶模擬)某同學做電學實驗(電源內阻r不能忽略),通過改變滑動變阻器電阻大小,觀察到電壓表和電流表的讀數同時變大,則他所連接的電路可能是圖中的 (　　) 【解析】選C。設圖中定值電阻的阻值為R,則四個選項中電壓表的讀數分別為UA=E-I(r+R)、UB=E-Ir、UC=IR和UD=E-Ir,則可知只有C項滿足題中要求,故選C。 8.(2018沈陽模擬)如圖所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3 Ω,R2=6 Ω,電源電動勢E=18 V,內阻不計。下列說法正確的是 (　　) A.開關S斷開時,a、b兩點電勢相等 B.開關S閉合后,a、b兩點間的電流是2 A C.開關S斷開時C1帶的電荷量比開關S閉合后C1帶的電荷量大 D.不論開關S斷開還是閉合,C1帶的電荷量總比C2帶的電荷量大 【解題指導】(1)當S閉合時,穩(wěn)定狀態(tài)下,R1與R2串聯,C1與R1并聯,C2與R2并聯。 (2)S斷開時外電路處于斷路狀態(tài),兩電阻中無電流通過,電阻兩端電勢相等,兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢。 【解析】選B、C。S斷開時外電路處于斷路狀態(tài),兩電阻中無電流通過,電阻兩端電勢相等,由圖知a點電勢與電源負極電勢相等,而b點電勢與電源正極電勢相等,A錯誤。S斷開時兩電容器兩端電壓都等于電源電動勢,而C1>C2,由Q=CU知此時Q1>Q2,當S閉合時,穩(wěn)定狀態(tài)下C1與R1并聯,C2與R2并聯,電路中電流I==2 A,此時兩電阻兩端電壓分別為U1=IR1=6 V、U2=IR2=12 V,則此時兩電容器所帶電荷量分別為Q1′=C1U1=3.610-5 C,Q2′=C2U2=3.610-5 C,對電容器C1來說,S閉合后其兩端電壓減小,所帶電荷量也減少,故B、C正確,D錯誤。 9.電源、開關S、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖所示的電路,電容器的兩平行板水平放置。當開關S閉合,并且無光照射光敏電阻R2時,一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點。當用強光照射光敏電阻R2時,光敏電阻的阻值變小,則 (　　) A.液滴向下運動 B.液滴向上運動 C.電容器所帶電荷量減少 D.電容器兩極板間電壓變大 【解析】選B、D。當用強光照射光敏電阻R2時,光敏電阻的阻值變小,電流增大,電容器兩極板間電壓變大,電容器所帶電荷量增大,液滴所受電場力增大,液滴向上運動,選項B、D正確。 10.(2018鄭州模擬)在圖甲所示電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100 Ω,R2的阻值未知,R3是一滑動變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測得電源的路端電壓U隨干路電流I的變化圖線如圖乙所示,其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器上的兩個不同端點時分別得到的,則 (　　) A.電源的電動勢為20 V、內電阻為20 Ω B.定值電阻R2的阻值為5 Ω C.定值電阻R2消耗的最大功率為16 W D.滑動變阻器R3的最大阻值為300 Ω 【解析】選A、B、D。由圖乙知,UA=16 V、IA=0.2 A,UB=4 V,IB=0.8 A,利用E=U+Ir,解得:E=20 V,r=20 Ω,A正確;當滑片滑到最右端時,R3、R1均被短路,此時外電阻為R2且對應圖中B點,則R2== Ω=5 Ω,此時R2上功率最大,P2=UBIB=3.2 W,故B正確,C錯誤;當滑片位于R3最左端時,R3最大,此時外電阻為R== Ω= 80 Ω。又因為R=+R2,解得R3=300 Ω,D正確。 二、計算題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟) 11.三只燈泡L1、L2和L3的額定電壓分別為1.5 V、1.5 V和2.5 V,它們的額定電流都為0.3 A。若將它們連接成圖甲、圖乙所示電路,且燈泡都正常發(fā)光。 (1)試求圖甲電路的總電流和電阻R2消耗的電功率。 (2)分別計算甲、乙電路電源提供的電功率,并說明哪個電路更節(jié)能。 【解析】(1)由題意,在圖甲電路中: 電路的總電流I總=++=0.9 A U路端=E-I總r=2.55 V =U路端-=0.05 V =I總=0.9 A 電阻R2的消耗功率==0.045 W (2)圖甲電源提供的電功率 P總=I總E=0.93 W=2.7 W 圖乙電源提供的電功率 P′總=I′總E′=0.36 W=1.8 W 由于燈泡都正常發(fā)光,兩電路有用功率相等,而P′總<P總 所以,圖乙電路比圖甲電路更節(jié)能。 答案:(1)0.9 A　0.045 W (2)2.7 W　1.8 W　乙電路更節(jié)能 【能力拔高題組】 1.(8分)在如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內阻為r,燈泡L的電阻大于電源的內阻r。閉合開關S,在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中,下列各物理量的變化情況正確的是 (　　) A.電流表的讀數先減小后增大 B.燈泡L變亮 C.電源輸出功率先增大后減小 D.電壓表的讀數先增大后減小 【解析】選D。電流表測量的電流是滑動變阻器右半部分電阻上的電流,在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中,右半部分上的電阻值越來越大,而左半部分的電阻值越來越小,所以電流表的讀數越來越小,故A錯誤;在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中,變阻器并聯的總電阻先增大后減小,根據閉合電路歐姆定律分析可知,電路中的總電流I先減小后增大,燈泡L先亮后暗,路端電壓先增大后減小,B錯誤,D正確;由于燈泡L的電阻大于電源的內阻r,變阻器并聯的總電阻先增大后減小,所以電源輸出功率先減小,后增大,故C錯誤。 2.(17分)(多選)(2018武漢模擬)某同學將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標系中,如圖中的a、b、c所示。則下列說法正確的是 (　　) A.圖線b表示輸出功率PR隨電流I變化的關系 B.圖中a線最高點對應的功率為最大輸出功率 C.在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC D.兩個圖線交點M與N的橫坐標之比一定為 1∶2,縱坐標之比一定為1∶4 【解析】選C、D。Pr=I2r,電流I越大,P越大,且為非線性關系,所以圖線b表示Pr隨電流I變化的關系,A錯誤;PE=EI,PE與I成正比,為圖線a,故圖中a線最高點對應的功率為電源最大功率,B錯誤;電源輸出功率PR=PE-Pr,所以在圖線上A、B、C三點的縱坐標一定滿足關系PA=PB+PC,C正確;兩個圖線交點M對應R=r,N對應R=0,兩個圖線交點M與N的橫坐標之比一定為1∶2,M點縱坐標P=,N點的縱坐標P=,兩個圖線交點M與N的縱坐標之比一定為1∶4,D正確。