2019年高考物理二轮复习 专题强化十三 电路分析.doc

专题强化十三电路分析一、选择题：本题共12小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分12018北京学业测试中国是全球最大的家用电器生产和消费国家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗，同时也加重了对环境的污染因此，我国通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率，促进节能减排，减少对环境的污染如图是某型号空调的能效标识其中，能效等级是依据能效比来划分的，目前中国的能效等级根据能效比由高到低依次分为1、2、3三个等级能效比是指空调在额定工作条件下制冷时，制冷量与输入功率之比制冷量是指空调制冷时，单位时间内从密闭空间内去除的热量总和若空调在额定工作条件下制冷，根据以上资料可以判断，下列说法中正确的是()A在制冷量相同的情况下，能效比大的空调输入功率大B在能效比相等的情况下，制冷量大的空调输入功率小C在输入功率相同的情况下，能效比大的空调制冷量大D在输入功率相同的情况下，制冷量大的空调能效比小2(多选)2018洛阳市第一次统考如图所示，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PE Pr PRD外电路电阻为1.5 时，输出功率最大为2.25 W3(多选)2018成都市高三质检一如图所示的电路中，电源电动势E4 V，内阻r1 ，定值电阻R01 ，R为滑动变阻器，电容器的电容C40 F.闭合开关S，下列说法中正确的是()A将R的阻值调至2 时，电容器的电荷量为8105CB将R的阻值调至2 时，滑动变阻器的功率为最大值C将R的阻值调至2 时，电源的输出功率为最大值D在R的滑动触头P 由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加42018郑州市一模如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，定值电阻的阻值R1r，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，理想电流表A1，A2的示数变化量的绝对值分别为I1、I2，理想电压表示数变化量的绝对值为U，下列说法不正确的是()A电压表V的示数减小 B电流表A1、A2的示数均减小CU与I2的比值等于电源内阻r D电源的输出功率逐渐增大5(多选)2018四川遂宁市高三一模如图所示，电源电动势E3 V，内电阻r 2 ，定值电阻R12 ，滑动变阻器的最大阻值R24 ，其滑片P置于正中央，电容器C的正中央A处固定一个带正电的点电荷q，右极板N接地，现将开关K1、K2闭合，则()A若变阻器的滑片从中央向右滑动，电压表的读数变大B若变阻器的滑片从中央向右滑动，电源的输出功率变小C若变阻器的滑片从中央向左滑动，电容器内的电场强度变小，A位置的电势降低D若将开关K1、K2闭合一段时间后再断开K2，将电容器左极板M稍稍向右移，点电荷q的电势能不变6(多选)2018天津市和平区三模如图1所示的电路，电源电动势E3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的IU特性曲线如图2所示当开关闭合后，下列关于电路中的灯泡的说法中，正确的是()A灯泡L1消耗的电功率为0.30 W B灯泡L1的电阻为75 C灯泡L3的电阻为12 D三灯泡消耗的总电功率为0.90 W7(多选)2018山东二模如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，开关S闭合后，平行板电容器中的带电液滴P处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，则()A带电液滴P一定带正电BR4的滑片向上端移动时，电流表示数减小，电压表示数增大C若仅将电容器下极板稍微向上平移，带电液滴P将向上极板运动D若将开关S断开，带电液滴M将向下极板运动8(多选)2018济宁市高三一模如图甲所示，理想变压器的原、副线圈共接有四个规格完全相同的小灯泡，在原线圈所在电路的A、B端输入的交流电的电压如图乙所示，四个灯泡均正常发光下列说法正确的是()A原、副线圈的匝数比4：1B灯泡的额定电压为55 VC原线圈两端的电压为220 VD若副线圈再并联一规格相同的灯泡，灯泡L1有可能被烧坏92018银川一中一模如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO转动，转轴OO垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度转动，下列判断正确的是()A从图位置计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2sintB电压表V1示数等于NBL2，电压表V2示数等于C当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大D当可变电阻R的滑片P向上滑动时，变压器的输入功率减小10(多选)2018哈尔滨市第三中学一模如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接在u36sin100t(V)的正弦交流电上，图中D为理想二极管(正向电阻不计，反向电阻为无穷大)，定值电阻R9 ，则下列说法正确的是()At s时，原线圈输入电压的瞬时值为18 VB电压表示数为18 VC电流表示数为1 AD变压器的输入功率为 W11如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，现在四个灯泡在含有理想变压器的交流电路中都能正常发光，则变压器的原副线圈匝数比n1：n2、电源电压U1分别为()A1：2；2U B1：2；4UC2：1；4U D2：1；2U12(多选)2018河南省六校联考用图示装置可以检测霍尔效应利用电磁铁产生磁场，电流表检测输入霍尔元件的电流，电压表检测元件输出的电压已知图中的霍尔元件是半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴，空穴可视为能自由移动的带正电的粒子图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端当开关S1、S2闭合后，电流表A和电流表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是()A电表B为电压表，电表C为电流表B接线端4的电势低于接线端2的电势C若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则电压表的示数将保持不变D若增大R1、增大R2，则电压表示数增大二、实验题：本题3小题，共18分13(6分)2018张掖市高三模拟在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，备用实验器材如下：A小灯泡(标称值为“2.5 V,1.25 W”) B电流表(量程0.6 A，内阻约1 )C电流表(量程3 A，内阻约0.2 ) D电压表(量程1.5 V，内阻3 K)E滑动变阻器(010 ) F滑动变阻器(0200 )G定值电阻(阻值为100 ) H定值电阻(阻值为3 K)I电源(电动势3 V，内阻很小) J开关，导线若干备选电路图如下(各电路图中R为滑动变阻器，R0为定值电阻)：为了实现实验测量目标，并使测量结果尽量准确，回答以下问题(填写器材前的字母序号或电路图下的字母序号)：(1)电路图应选择_(2)电流表应选择_(3)滑动变阻器应选择_(4)定值电阻应选择_(5)如图所示，是此次实验所得出的小灯泡的伏安特性曲线，若把该小灯泡与一个电动势为3 V，内阻为0.8 的电源直接相连接，构成闭合回路，小灯泡_(能、不能)正常发光，理由是灯泡两端电压_2.5 V(填“大于”、“等于”或“小于”)14(6分)2018沈阳市高三模拟现有一电池，电动势E 约为5 V，内阻r 约为50 ，允许通过的最大电流为50 mA.为测定该电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验图中R为电阻箱，阻值范围为0999.9 ， R0为定值电阻，V为理想电压表(1)可供选用的R0有以下几种规格，本实验应选用的R0的规格为_(填选项序号字母)A15 1.0 W B50 0.01 WC60 1.0 W D1 500 6.0 W(2)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路(3)连接好电路，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，记录阻值R和相应的电压表示数U，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的关系图象，则电动势E_V，内阻r_.(结果均保留2位有效数字)15(6分)2018河北省武邑中学高三调研为了测量某种材料制成的电阻丝的电阻Rx，提供的器材有：A电流表G，内阻Rg120 ，满偏电流Ig6 mAB电压表V，量程为6 VC螺旋测微器，毫米刻度尺D电阻箱R0(099.99 )E滑动变阻器R(最大阻值为5 )F电池组E(电动势为6 V，内阻约为0.05 )G一个开关S和导线若干(1)用多用电表粗测电阻丝阻值，用“10”挡时发现指针偏转角度过大，应该换用_挡(选填“1”或“100”)，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图甲所示；(2)电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电流表，则电阻箱的阻值应调为R0_；(结果保留3位有效数字) (3)为了用改装好的电流表测量电阻丝Rx的阻值，请根据提供的器材和实验需要，将图乙中电路图补画完整(要求在较大范围内测量多组数据)(4)电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电压表V的示数为U，电流表G的示数为I.请用已知量和测量的字母符号，写出计算电阻的表达式Rx_.三、计算题：本题共2小题，共22分16(10分)2018慈溪市期末新概念汽车的制动能量回收系统是为了实现能源的充分利用大致的工作原理如图甲所示当汽车刹车减速时，线圈受到辐向磁场的阻尼作用助汽车减速，同时产生电能储存，图中线圈匝数为N，ab长度为L1，bc长度为L2，图(b)是此装置的侧视图切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区边线夹角都是90.某次刹车时，线圈以角速度逆时针匀速转动，线圈中的最大电流为I，取ab边刚开始进入右侧的扇形磁场为t0时刻，且设定此时的电流为正方向，不计一切摩擦，则：(1)线圈在图甲(b)所示位置时，线圈中电流方向如何；(2)在图乙中画出线圈产生的电动势e随时间t的变化图象，要求在图象中标明相应的最大值Em与周期T；(3)线圈转动一圈，系统回收的电能为多少17(12分)2018北京市东城区一模两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上，a长为l0，b长为2l0.(1)若沿长度方向的电势随位置的变化规律，如图所示，求：a、b两导线内电场强度大小之比；a、b两导线横截面积之比.(2)以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v.现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示请建立微观模型，利用电流的定义I推导：jnev；从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动设导体的电阻率为，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、E三者间满足的关系式(解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明)专题强化十三电路分析1C能效比k是指空调在额定工作条件下制冷时，制冷量PQ与输入功率P之比，则PQkP.在制冷量相同的情况下，能效比大的空调输入功率小，A选项错误；在能效比相等的情况下，制冷量大的空调输入功率大，B选项错误；在输入功率相同的情况下，能效比大的空调制冷量大，C选项正确；在输入功率相同的情况下，制冷量大的空调能效比大，D选项错误2BC根据闭合电路欧姆定律可知，电源的总功率PEEIEU， PEU图象为一倾斜的直线，对应图线a，图象斜率的绝对值k3，当U0时，PE，联立解得，E3 V，r1 ，A选项错误；电源内部消耗的功率Pr，根据数学知识可知，PrU图象对应图线b，B选项正确；根据能量守恒可知，PRPEPrU2U，则PRU图象对应图线c，C选项正确；根据功率分配知识可知，当内、外电阻相等，外电路电阻为1 时，电源的输出功率最大，Pm2.25 W，D选项错误3AB分析电路可知，闭合开关S，定值电阻R0与滑动变阻器R串联，电容器测量滑动变阻器两端的电压，将R的阻值调至2 时，根据闭合电路欧姆定律可知，UE2 V，电容器的电荷量QCU8105C，A选项正确；根据功率分配原则可知，把定值电阻R0看作等效内阻，当外电阻等于内阻时，等效电源的输出功率最大，即当RR0r2 时，滑动变阻器的输出功率最大，B选项正确；将R的阻值调至0时，电源的输出功率为最大值，C选项错误；在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，滑动变阻器的阻值减小，电容器两端电压减小，电容器的电荷量减小，D选项错误4A分析电路可知，定值电阻R1与滑动变阻器R2并联连接，电压表测量电源两端的电压，当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中，滑动变阻器阻值增大，电压表示数增大，A选项错误；电路总阻值增大，则干路电流减小，故电流表A1的示数减小，流过滑动变阻器的电流减小，故电流表A2的示数减小，B选项正确；电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律可知，r，C选项正确；当电路的外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，定值电阻的阻值R1r，滑动变阻器阻值增大，则两者并联的电阻接近内阻，电源的输出功率逐渐增大，D选项正确5BCD分析电路可知，定值电阻R1和滑动变阻器R2串联，电压表测量R1两端的电压，电容器测量R2两端的电压，若变阻器的滑片从中央向右滑动，电阻增大，则电容器两端电压增大，电压表的读数变小，A选项错误；当电路的外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，故变阻器的滑片从中央向右滑动，电源的输出功率变小，B选项正确；若变阻器的滑片从中央向左滑动，电容器两端电压减小，电场强度变小，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知，UANEdAN，A位置的电势降低，C选项正确；若将开关K1、K2闭合一段时间后再断开K2，电容器电荷量不变，将电容器左极板M稍稍向右移，根据E可知，电场强度不变，点电荷q的电势能不变，D选项正确6AC电源的内阻不计，当开关闭合后，灯泡L3的电压U33 V，根据图2读出电流I30.25 A，根据功率公式可知，灯泡L3消耗的功率PU3I30.75 W，根据欧姆定律可知，灯泡L3的电阻R312 ，C选项正确；灯泡L1、L2串联，电压U1U21.5 V，根据图2可知，电流I1I20.20 A，根据欧姆定律可知，电阻R17.5 ，B选项错误；灯泡L1、L2的功率P1P2U1I10.30 W，A选项正确；三灯消耗的总功率为：20.300.751.35 W，D选项错误7BC分析电路可知，电容器上极板与电源正极相连，极板间的电场方向竖直向下，带电液滴P受重力和电场力作用，保持平衡，电场力方向向上，液滴带负电，A选项错误；R4的滑片向上端移动时，滑动变阻器的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压增大，总电流减小，R3两端电压增大，流过R3的电流增大，电流表测量流过滑动变阻器的电流，读数减小，R2两端电压减小，电压表读数增大，B选项正确；若仅将电容器下极板稍微向上平移，电容器两端电压不变，场强增大，液滴受到的合力向上，故液滴将向上极板运动，C选项正确；若将开关S断开，电容器两极板电压增大，等于电源电动势，场强增大，合外力向上，液滴向上运动，D选项错误8BD四个灯泡均正常发光，说明流过灯泡的电流相等，分析副线圈电路可知，三个灯泡并联，则流过副线圈的电流是原线圈的3倍，根据理想变压器电流和匝数的关系可知，原、副线圈的匝数之比为3：1，A选项错误；根据理想变压器电压和匝数的关系可知，原线圈电压为3U，灯泡L1的电压也为U，则电源的电压为4U220 V，副线圈电压U55 V，原线圈电压3U175 V，C选项错误，B选项正确；若副线圈再并联一规格相同的灯泡，则流过副线圈的电流增大，流过原线圈的电流增大，灯泡L1有可能被烧坏，D选项正确9D正弦式交流发电机从垂直中性面位置开始计时，电动势表达式为eNBL2cost，A选项错误；电压表和电流表读数为有效值，线圈中产生的最大电动势EmNBL2，根据正弦式交变电流的规律可知，电压表V1的示数等于NBL2，电压表V2的示数等于NBL2，B选项错误；交流发电机内电阻不计，变压器输入电压不变，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，当P位置向上滑动时，副线圈上的电压不变，电压表V2读数不变，C选项错误；当P位置向上移动时，R增大，根据电功率的表达式可知，变压器的输出功率减小，输入功率减小，D选项正确10AD将时间的瞬时值代入交变电压的瞬时表达式可知，t s时，原线圈输入电压的瞬时值为18V，A选项正确；电压表的示数为有效值，根据正弦式交变电流中有效值与最大值的关系可知，电压表示数为36 V，B选项错误；根据理想变压器电压与匝数的关系可知，理想变压器输出电压的有效值为U29 V，二极管正向导通时，电流为I21 A，二极管具有单向导通性，根据电流的热效应可知，IRI2RT，解得电流表的示数IA，C选项错误；理想变压器的输出功率等于输入功率，PU2I2W，D选项正确11C灯泡的额定电流为I，根据并联电路规律可知，变压器的输出电流为2I，输入电流为I，变压器的输出电压为U，根据理想变压器的工作原理可知，2IUIU，解得变压器的输入电压为2U，根据理想变压器的基本规律可知，2U：Un1：n22：1，电源电压U14U，C选项正确12BC分析电路可知，B表测量通过霍尔元件的电流，为电流表，C表测量霍尔电压，为电压表，A选项错误；根据安培定则可知，霍尔元件处的磁场方向向下，通过霍尔元件的电流由1流向接线端3，根据左手定则可知，带正电的粒子向接线端2偏转，接线端4的电势低于接线端2的电势，B选项正确；当调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流方向相反，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2、4两接线端的电势高低关系不发生改变，C选项正确；增大R1，电磁铁中的电流减小，产生的磁感应强度减小，增大R2，霍尔元件中的电流减小，霍尔电压减小，电压表示数一定减小，D选项错误13(1)C(2)B(3)E(4)H(5)不能大于解析：(1)“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，电压表量程较小，故需要串联定值电阻H来扩大量程为3 V，电流表外接连接，滑动变阻器分压连接，电路图选择C.(2)小灯泡的额定电流为I0.5 A，故选择电流表B.(3)滑动变阻器分压连接，选择阻值较小的E.(4)根据上述分析可知，定值电阻选择H.(5)在图中画出电源的UI图线，两图线的交点即为小灯泡实际的电压和电流，小灯泡的实际电压为2.6 V，电流为0.47 A，小灯泡不能正常发光，理由是灯泡两端电压大于2.5 V.14(1)C(2)见解析(3)5.0 V53 解析：(1)分析题意可知，电路中允许通过的最大电流为50 mA，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最小电阻Rmin100 ，则定值电阻R0的最小阻值为50 ，B选项中额定功率太小，导致额定电流过小，故C选项正确(2)根据原理图，连接实物图如图所示：(3)根据闭合电路欧姆定律可知，UE.整理为.图象的截距为0.20.解得，E5.0 V.图象的斜率为22.5，解得，r53 .15(1)“1”(2)1.21 (3)见解析(4)解析：(1)用多用电表粗测电阻丝阻值，用“10”挡时发现指针偏转角度过大，说明被测电阻阻值较小，说明选择的倍率较大，应选择“1”倍率(2)将电流表G与电阻箱并联改装成量程为0.6 A的电压表，根据电表改装原理可知，电阻箱的阻值应调为R01.21 .(3)待测电阻阻值为15 ，电压表内阻很大，远大于被测电阻的阻值，电流表应采用外接法，滑动变阻器最大阻值为5 ，为测多组实验数据，采用分压接法，电路图如图所示：(4)根据欧姆定律，Rx.16(1)abcda(2)图象见解析，NBL1L2，(3)NBL1L2I解析：(1)先使线圈在磁场中转动，切割磁感线，产生感应电流，根据右手定则可知，线圈中电流方向为abcda.(2)线圈中产生交流电，感应电动势的最大值为EmNBL1L2.周期为T.线圈产生的电动势e随时间t的变化图象，如图所示：(3)线圈转动一圈，半个周期内产生恒定电流系统回收的电能E电NBL1L2I.其中，.解得线圈转动一圈，系统回收的电能E电NBL1L2I.17(1)6：11：6(2)见解析j解析：(1)分析图象，求出a、b两导线两端电势差，已知18 V，22 V，dal0，db2l0.根据U12可知，a导线两端的电压Ua6 V，b导线两端的电压Ub2 V.根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可知，E.代入解得，Ea：Eb6：1.根据串联电路的规律可知，电流相等，IaIb.根据欧姆定律可知，I.根据电阻定律可知，R.代入数据可知，Sa：Sb1：6.(2)在直导线内任选一个横截面S，在t时间内以S为底，vt为高的柱体内的自由电子都将从此截面通过根据电流及电流密度的定义可知，j.其中qneSvt.代入，jnev.猜想j与E成正比设横截面积为S，长为l的导线两端电压为U.则E.电流密度的定义j.根据电阻定律可知，导线的电阻R.联立解得，j、E三者间满足的关系式为j.