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

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)。