2022年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

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2022年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一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中16为单选,710为多选)1xx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(n1)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()AnU B.C(n1)UD.答案A解析Rac与Rcd串联,电流I,对输出端电压UcdUIRcd,即输入端电压为UabnU。2xx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R1、R2及电位器(滑动变阻器)R连接而成,L1、L2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()AL1、L2两个指示灯都变亮BL1、L2两个指示灯都变暗CL1变亮,L2变暗DL1变暗,L2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L1支路电流I1变小,L1变暗,R1所在支路中电流变大,R1两端电压变大,那么L2、R2两端电压变小,L2变暗。综上所述,A、C、D错误,B正确。3xx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L1变亮B灯L2变亮C电源的总功率变大D电阻R1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L1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R2的电流增大,而总电流减小,所以通过灯L2的电流变小,灯L2变暗,选项B错误;根据PEI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R1有从b到a方向的电流,选项D正确。4如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,C为电容器,L为小灯泡,R为定值电阻,闭合开关,小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离,滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为U1、U2,理想电流表A示数变化量的绝对值为I,则()A电源的输出功率一定增大B灯泡亮度逐渐变暗C.与均保持不变D当电路稳定后,断开开关,小灯泡立刻熄灭答案C解析滑片向右滑动,滑动变阻器阻值减小,但外电路总阻值R外与电源内阻r关系未知,则电源输出功率的变化情况无法确定,故A错误。由I,因R外减小,则I增大,灯泡亮度逐渐变亮,故B错误。当断开开关,电容器中存储的电荷会流过灯泡,则灯泡不会立即熄灭,故D错误。由题图分析知R,r,故C正确。5xx武昌实验中学模拟在如图a所示的电路中,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片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 C电源的电动势是4 VD滑动变阻器R2的最大功率为0.9 W答案D解析当滑片左移时,滑动变阻器接入电阻减小,则电路中总电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流增大;而R1两端的电压增大,故题图b中图线乙表示V1示数随电流的变化;图线甲表示V2示数随电流的变化,A错误;由题图b可知,当只有R1接入电路时,电路中电流I00.6 A,R1两端电压U103 V,则由EUIr可得E3 V0.6r;当滑动变阻器全部接入时,两电压表示数之比,故;由闭合电路欧姆定律可得E5 V0.2r,解得r5 ,E6 V,B、C错误;由以上分析可知,R15 ,则R2电阻为20 ;因当内阻等于外电阻时,电源的输出功率最大,把R1等效为内阻,则当滑动变阻器的阻值等于R1r时,滑动变阻器消耗的功率最大,故当滑动变阻器阻值R10 时,滑动变阻器消耗的功率最大,由闭合电路欧姆定律可得,电路中的电流I A0.3 A,则滑动变阻器消耗的总功率PI2R0.9 W,D正确。6如图所示,电池的电动势为E,内阻为r,电阻Rr,滑动变阻器的总阻值为2R,电表为理想电表,在滑动变阻器的滑动片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答案A解析外电路是滑动变阻器两部分并联再与定值电阻串联,当滑动片位于a、b时,外电路阻值最小为R,内、外电阻相等,电源输出功率最大,电流表示数最大为,电压表示数最大为,A对;当滑动片两侧电阻值相等时,外电路阻值最大为,干路电流最小为,所以在滑动变阻器的滑动片P由a向b滑动的过程中,电源的输出功率、电压表示数、电流表示数都先减小后增大,电流表示数变化范围为,B、C、D错。7xx上海青浦质检如图所示,直线A、B分别为电源a、b的路端电压与电流的关系图线,设两个电源的内阻分别为ra和rb,若将一定值电阻R0分别接到a、b两电源上,通过R0的电流分别为Ia和Ib,则()ArarbBIaIbCR0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低DR0接到b电源上,电源的输出功率较小,电源的效率较低答案ABC解析在电源路端电压与电流的关系图象中斜率表示电源内阻,rarb,A正确。在图象中作出定值电阻R0的伏安特性曲线,与电源的伏安特性曲线交点表示电路工作点,IaIb,B正确。输出功率PI2R0,电源效率,由rarb,IaIb可知R0接到a电源上,电源的输出功率较大,但电源的效率较低,R0接到b电源上,电源的输出功率较小,但电源的效率较高,C正确,D错误。8xx贵州遵义一模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()A电阻R1短路 B电阻R2断路C电阻R2短路 D电容器C损坏答案AB解析若电阻R1短路,电路中总电阻减小,总电流增大,灯泡与R2并联部分两端电压增大,则灯泡变亮,故A符合题意。若电阻R2断路,则总电阻增大,总电流减小,R1及内阻r分担的电压减小,则灯泡两端的电压增大,灯泡变亮,故B符合题意;若电阻R2短路,则灯泡也被短路,不亮,故C不符合题意;若电容器C损坏,对灯泡亮度没有影响,故D不符合题意。9xx湖北第二次联考如图所示,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PE、输出功率PR、电源内部发热功率Pr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()APEU图象对应图线a;由图知电动势为9 V,内阻为3 BPrU图象对应图线b;由图知电动势为3 V,内阻为1 CPRU图象对应图线c;图象中任意电压值对应的功率关系为PEPrPRD外电路电阻为1.5 时,输出功率最大为2.25 W答案BC解析设路端电压为U,电源电动势为E,电源内阻为r,电源的总功率PEEU,故PEU图象对应图线a,由题图知,3,9,解得E3 V,r1 ,电源内部发热功率Pr(EU),故PrU图象对应图线b,选项A错误,B正确;输出功率PRUU2U,故PRU图象对应图线c,由能量守恒定律知PEPrPR,选项C正确;当外电路的电阻等于电源内阻r1 时,输出功率最大,最大功率P2r2.25 W,选项D错误。10xx上海八校联考小明同学尝试用图甲所示的电路图进行实验,定值电阻R18 ,在滑动变阻器由a端向b端移动的过程中,分别用两个电流传感器测量了电流I1与I2的关系,并得到完整图象如图乙所示,其中C点为图线最低点,则由图可知()A当滑动头P滑到b点时得到图乙中B点B图乙中A点纵坐标为0.375 AC滑动变阻器总阻值为16 D电源电动势为6 V答案BD解析P滑到b点时,此时电路中总阻值最大,由图乙知,I1最小值为0.375 A,且I1I2,故对应的是图乙中A点,图乙中A点纵坐标为0.375 A,选项A错误,B正确;设滑动变阻器总阻值为R,P滑到b点时,由闭合电路欧姆定律得EI1(Rr)0.375(Rr),P滑到ab之间某位置时,I10.5 A,I20.25 A,此时RPbR18 ,则有EI1(RRPbr)I2R10.5(R8r)2,解得Rr16 ,电源电动势E6 V,故选项C错误,D正确。二、非选择题(本题共2小题,共30分)11xx哈师大附中月考(14分)如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间的距离d40 cm。电源电动势E24 V,内阻r1 ,电阻R15 。闭合S,待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v04 m/s竖直向上射入板间。若小球带电荷量为q1102 C,质量为m2102 kg,不考虑空气阻力。那么,滑动变阻器滑片P在某位置时,小球恰能到达A板。求(g取10 m/s2):(1)两极板间的电场强度大小;(2)滑动变阻器接入电路的阻值;(3)此时电源的输出功率。答案(1)20 V/m(2)8 (3)23 W解析(1)对小球从B到A,vA0,由动能定理有qUABmgd0mv,解得UAB8 V,则E20 V/m。(2)由闭合电路欧姆定律有EI(Rr)UAB,解得I1 A,则RP8 。(3)电源的输出功率PEII2r23 W。12(16分)如图所示,电源由n个电动势均为1.5 V,且内阻相同的电池串联组成,闭合开关S,滑动变阻器的滑片C从A端滑至B端的过程中,电路中的一些物理量的变化如图甲、乙、丙所示,电表、导线对电路的影响不计。求:(1)组成电源的串联电池的个数;(2)滑动变阻器总阻值;(3)将甲、乙两个图上的a、b、c各点的坐标补齐。(甲图为输出功率与路端电压关系曲线;乙图为路端电压与总电流关系曲线;丙图为电源效率与外电路电阻关系曲线)答案(1)4(2)8 (3)a(0.6 A,4.8 V),b(3 V,4.5 W),c(4.8 V,2.88 W)解析(1)由题图乙可知Imax,所以有r 0.5 。由题图甲可知Pmax,所以n4。(2)由题图丙知,当滑片C滑到B端时,电源效率最高,有rnr40.5 2 ,所以R8 。(3)当内、外电路的电阻相等时,电源的输出功率最大,有PmaxUI4.5 W,I,解得U3 V,即b点的坐标为(3 V,4.5 W)。当滑片C到达B时,电流最小,而路端电压最大,则a点的横坐标I0.6 A。a点的纵坐标UaIR0.68 V4.8 V,即a点的坐标为(0.6 A,4.8 V)。c点的横坐标UcUa4.8 V,功率PcUcI4.80.6 W2.88 W,所以c点的坐标为(4.8 V,2.88 W)。
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