1、考点考点1 1 部分电路的基本概念和规律部分电路的基本概念和规律 1.(2020山东,2,3分)氚核H发生衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生衰变产生的电子可 以全部定向移动,在3.2104 s 时间内形成的平均电流为5.010-8 A。已知电子电荷量为1.610-19 C, 在这段时间内发生衰变的氚核H的个数为( ) A.5.01014 B.1.01016 C.2.01016 D.1.01018 3 1 3 2 3 1 3 1 答案答案 B 设在这段时间内,电子的个数为n,由电流的定义,有I=,即n=1.01016;由衰变规律 可知该核反应方程为HHee,即产生一个电子e)需要发生衰变的氚
2、核H的个数也为一个, 故在这段时间内需要发生衰变的氚核H个数为1.01016,故B正确。 ne t It e 3 1 3 2 0 -1 0 -1 ( 3 1 3 1 2.(2020课标,17,6分)图(a)所示的电路中,K与L间接一智能电源,用以控制电容器C两端的电压 UC。如果UC随时间t的变化如图(b)所示,则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中,正确 的是( ) 答案答案 A 根据图(b)知,在23 s时间内,电容器两端的电压恒定不变,电路中电流为零,故电阻两端 电压为零,故D项错误;在12 s时间内,电容器两端的电压均匀增大,电容器处于充电过程,在35 s时 间内,电容器两端
3、的电压均匀减小,电容器处于放电过程,两个过程通过电阻R的电流方向相反,则 这两段时间内电阻两端的电压值必定一正一负,故B项错误;由于充电时间比放电时间短,因此充电 电流I充比放电电流I放大,则充电时电阻两端电压值大于放电时电阻两端的电压值,故A项正确,C项 错误。 3.(2019浙江4月选考,8,3分)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;电动机的内电阻为R2,两端电压为U2,流过的电流为I2。则( ) A.I1 C.= D.I2R2,U1=I1R1,则,选项B、C错误,D正确。故选 D。 1 2 U U 1 2 R R 4.(2
4、017上海单科,9,4分)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路,测得相应的电流、电压值如图 所示。其中阻值最接近的两个电阻是( ) A.a和b B.b和d C.a和c D.c和d 答案答案 A 本题考查U-I图像的意义。根据R=知,定值电阻的U-I图线的斜率表示定值电阻的阻 值。在U-I图中分别连接O与4个点,根据它们的倾斜度可知,a和b的阻值最接近,故选A。 U I 5.(2016浙江10月选考,9,3分)一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口。管中盐水柱长 为40 cm时测得电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同。现将管 中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐
5、水体积不变,仍充满橡胶管)。则盐水柱电阻变为( ) A.R B.R C.R D.R 4 5 5 4 16 25 25 16 答案答案 D 本题考查对电阻定律的理解。由于盐水柱总体积不变,设l1=40 cm长时的横截面积为S, 则长度变为l2=50 cm后,横截面积S=S,根据电阻定律得R=,R=,两式联立得R=R,选项D 正确。 4 5 1 l S 2 4 5 l S 25 16 6.(2016浙江10月选考,11,3分)如图为一种服务型机器人,其额定功率为48 W,额定工作电压为24 V。 机器人的锂电池容量为20 A h。则机器人( ) A.额定工作电流为20 A B.充满电后最长工作时间
6、为2 h C.电池充满电后总电荷量为7.2104 C D.以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J 答案答案 C 根据P=UI可知,额定电流应该为2 A,选项A错。电池的容量为20 A h,即以额定电流2 A 工作时,能够工作的最长时间为10 h,选项B错误。电池充满电后的总电荷量为Q=It=203 600 C= 7.2104 C,选项C正确。以额定电流工作时,机器人的功率为48 W,即每秒消耗能量48 J,选项D错误。 1.(2018浙江11月选考,1,3分)下列物理量属于标量的是( ) A.速度 B.加速度 C.电流 D.电场强度 以下为教师用书专用 答案答案 C 加速度、速度、电场强度既有
7、大小又有方向,为矢量,虽然电流有方向,但叠加不符合三 角形法则(或平行四边形法则),所以为标量,C正确。 2.(2018浙江4月选考,5,3分)杭州市正将主干道上的部分高压钠灯换成LED灯。已知高压钠灯功率 为400 W,LED灯功率为180 W,若更换4 000盏,则一个月可节约的电能约为( ) A.9103 kW h B.3105 kW h C.6105 kW h D.11012 kW h 答案答案 B 更换后每盏灯的电功率减小0.22 kW,每天亮灯时间大约12 h,因此4 000盏灯一个月节 约的电能W=0.224 0001230 kW h3105 kW h,因此选B。 3.(2017
8、浙江11月选考,12,3分)小明同学家里部分电器的消耗功率及每天工作时间如表所示,则这 些电器一天消耗的电能约为( ) A.6.1103 W B.6.1103 J C.2.2104 W D.2.2107 J 电器 消耗功率/W 工作时间/h 电茶壶 2 000 1 空 调 1 200 3 电视机 100 2 节能灯 16 4 路由器 9 24 答案答案 D 每天消耗的电能为W=2 kW1 h+1.2 kW3 h+0.1 kW2 h+0.016 kW4 h+0.009 kW24 h =6.08 kW h=2.2107 J。 4.(2016北京理综,19,6分)某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的
9、电动势和内阻,他们提出的实 验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确,最不可取的一组器材是 ( ) A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器 B.一个伏特表和多个定值电阻 C.一个安培表和一个电阻箱 D.两个安培表和一个滑动变阻器 答案答案 D 根据U=E-Ir,要测出E和r,就要同时测出U和I,A、B、C三个选项都能满足要求;D选项只 能测出电流I,不能测出电压U,所以选D。 5.(2016浙江理综,22,10分)某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3 V、内阻约为3 k的电 压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 的电流表。采用分压电路接线,图1是实物的部分连线图,待测 电
10、阻为图2中的R1,其阻值约为5 。 (1)测R1阻值的最优连接方式为导线连接 (填a或b)、导线连接 (填c或d)。 (2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为 。 U/V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I/A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 (3)已知图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的,若 测R2的阻值,则最优的连线应选 (填选项)。 A.连接a,连接c B.连接a,连接d C.连接b,连接c D.连接b,连接d 1 10 答案答案 (1)a d (2)见解析 (3)B 解析解
11、析 (1)待测电阻R15 、RV3 k、RA0.1 ,故R1属于小电阻,用电流表外接法,因此导线 应连接a,变阻器采用分压接法,因此导线应连接d。 (2)R1的U-I图线如图所示 其阻值R1= =4.4 (3)设电阻的厚度为d,表面为正方形且长度为l U I 2.2 0.5 由电阻定律R=和S=ld得R= 故R2=R1,因此连接方式与(1)相同,B选项正确。 l S l ld d 解题指导解题指导 (1)根据R1、RA、RV的大约值,可以确定采用电流表外接法; (2)由U-I图线的斜率可求出R1的测量值; (3)由电阻定律确定电阻的长度为电流流经的长度即正方形表面的边长,横截面积为正方形表面的
12、 边长与厚度的乘积,将数据代入公式得出两电阻的大小关系为正确解答此题的关键。 6.(2017课标,23,9分)某同学利用如图(a)所示的电路测量一微安表(量程为100 A,内阻大约为2 5 00 )的内阻。可使用的器材有:两个滑动变阻器R1、R2(其中一个阻值为20 ,另一个阻值为2 000 );电阻箱Rz(最大阻值为99 999.9 );电源E(电动势约为1.5 V);单刀开关S1和S2。C、D分别为两个 滑动变阻器的滑片。 图(a) 图(b) (1)按原理图(a)将图(b)中的实物连线。 (2)完成下列填空: R1的阻值为 (填“20”或“2 000”)。 为了保护微安表,开始时将R1的滑
13、片C滑到接近图(a)中滑动变阻器的 端(填“左”或 “右”)对应的位置;将R2的滑片D置于中间位置附近。 将电阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。将R1的滑片置于适当位置,再反复调节R2的滑片D的 位置。最终使得接通S2前后,微安表的示数保持不变,这说明S2接通前B与D所在位置的电势 (填“相等”或“不相等”)。 将电阻箱Rz和微安表位置对调,其他条件保持不变,发现将Rz的阻值置于2 601.0 时,在接通S2前 后,微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 (结果保留到个位)。 (3)写出一条提高测量微安表内阻精度的建议: 。 答案答案 (1)如图所示 (2)20 左 相等 2
14、550 (3)调节R1上的分压,尽可能使微安表接近满量程 解析解析 本题考查实物图连线、电阻的测量、器材的选取,考查学生的实验能力。 (2)滑动变阻器R1采用分压接法,为了有效控制测量电路,故选20 的小电阻; 为了保护微安表,开始R1的滑片C应滑到左端,使微安表示数为零; 当B与D的电势相等时,IDB=0,S2闭合前后电路的电阻不变,导致微安表的示数不变; 设R2中电流为I1,Rz中电流为I2,当B=D时 URz1=UR2左,URg=UR2右 即I2 Rz1=I1R2左,I2Rg=I1R2右 得= 当Rz与微安表对调时,有= 故有= Rg= =2 550 1 g z R R 2 2 R R
15、左 右 g 2z R R 2 2 R R 左 右 1 g z R R g 2z R R 12zz RR2 5002 601 解题关键解题关键 1.理解惠斯通电桥电路的原理。 当G的示数为零时,=。 1 2 R R 3 x R R 2.知道分压电路一定要选最大阻值较小的滑动变阻器。 7.(2016课标,23,9分)某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5 V的电压表的内阻(内阻为数千 欧姆),可供选择的器材有:电阻箱R(最大阻值99 999.9 ),滑动变阻器R1(最大阻值50 ),滑动变阻 器R2(最大阻值5 k),直流电源E(电动势3 V),开关1个,导线若干。 实验步骤如下: 按电路原理
16、图(a)连接线路; 将电阻箱阻值调节为0,将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置,闭合开关S; 调节滑动变阻器,使电压表满偏; 保持滑动变阻器滑片的位置不变,调节电阻箱阻值,使电压表的示数为2.00 V,记下电阻箱的阻 值。 图(a) 回答下列问题: (1)实验中应选择滑动变阻器 (填“R1”或“R2”)。 (2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线。 图(b) (3)实验步骤中记录的电阻箱阻值为630.0 ,若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,计 算可得电压表的内阻为 (结果保留到个位)。 (4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的,可推断该表头的满刻度电流为
17、(填 正确答案标号)。 A.100 A B.250 A C.500 A D.1 mA 答案答案 (1)R1 (2)如图所示 (3)2 520 (4)D 解析解析 (1)在保证电路安全的前提下,分压式电路中的滑动变阻器应选用总阻值小的。 (2)见答案图。 (3)电压表示数为2.00 V,说明电阻箱分压为0.5 V,可知RV=4R=4630.0 =2 520 。 (4)I满=1 mA。 V U R 满 2.5V 2 520 疑难突破疑难突破 (1)电压表满偏电压为2.5 V,步骤中电压表示数为2.00 V,说明电阻箱仅分压0.5 V。 (2)电压表的满刻度电流与表头一致,故I满=。 V U R 满
18、 反思总结反思总结 半偏法测量电表内阻是高考常考题型,但本题中并没有使电压表真正半偏,而是使示数 变为满偏的五分之四,考生需要灵活运用半偏法的基本原理,体会到其中电阻箱阻值仅为电压表内 阻的四分之一,该题目有一定难度。 1.(2020江苏单科,6,4分)(多选)某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽 车启动时,开关S闭合,电机工作,车灯突然变暗,此时( ) A.车灯的电流变小 B.路端电压变小 C.电路的总电流变小 D.电源的总功率变大 考点考点2 2 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 答案答案 ABD 开关S闭合后外电路增加了一个并联支路,则通过电源的总电流增大,由U=E-
19、Ir可知 路端电压减小,再由I灯=可知通过车灯的电流减小,由P=IE可知电源的总功率增大,故A、B、D 项正确,C项错误。 U R灯 2.(2019江苏单科,3,3分)如图所示的电路中,电阻R=2 。断开S后,电压表的读数为3 V;闭合S后,电 压表的读数为2 V,则电源的内阻r为( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案答案 A 本题考查了欧姆定律内容,有利于培养学生的推理能力,体现了核心素养中的科学思维 要素。 若断开S,则电压表的示数等于电源电动势E,则E=3 V。若闭合S,据串联电路电压分配关系可得 =,且U=2 V,R=2 ,得出r=1 ,故选项A正确。 U E R Rr 3.(2
20、016江苏单科,8,4分)(多选)如图所示的电路中,电源电动势为12 V,内阻为2 ,四个电阻的阻值 已在图中标出。闭合开关S,下列说法正确的有( ) A.路端电压为10 V B.电源的总功率为10 W C.a、b间电压的大小为5 V D.a、b间用导线连接后,电路的总电流为1 A 答案答案 AC 利用桥式全电路的分析,考查了科学思维中科学推理素养。考查了理解能力、推理 论证能力。外电路的总电阻R=10 ,由闭合电路欧姆定律可得电路中的总电流I=1 A,因此 路端电压U=E-Ir=12 V-12 V=10 V,A选项正确;电源的总功率P=EI=12 W,B选项错误;由图(a)可知 Uab=Ua
21、O-UbO=-150.5 V+50.5 V=-5 V,故选项C正确;当a、b间用导线连接后,其等效电路如图(b)所 示,电路中的外电阻R=7.5 ,电路中总电流I= A1 A,D选项错误。 图(a) 图(b) E Rr E Rr 12 9.5 4.(2018海南单科,10,5分)(多选)如图,三个电阻R1、R2、R3的阻值均为R,电源的内阻rr时,R外减小,电源输出功率变大,故C正确。 ()(-) xx RRRR R RRR 滑 滑 2 R滑 E R总 2 1 I 3 3 RRcb cb UU RR 2 3 I 2 2 I 5.(2016上海单科,18,4分)(多选)如图所示电路中,电源内阻忽
22、略不计。闭合开关,电压表示数为U, 电流表示数为I;在滑动变阻器R1的滑片P由a端滑到b端的过程中( ) A.U先变大后变小 B.I先变小后变大 C.U与I比值先变大后变小 D.U变化量与I变化量比值等于R3 答案答案 BC 据题意,由于电源内阻不计,电压表的示数总是不变,故选项A错误;滑片滑动过程中,变 阻器R1的等效阻值R1先增大后减小,又R1、R2两端总电压不变,且R2+R1=,所以电流表示数先减小 后增大,故选项B、C正确;由于电压表示数没有变化,故选项D错误。 U I 6.(2016课标,17,6分)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电 路。开关S断开且
23、电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为 Q2。Q1与Q2的比值为( ) A. B. C. D. 2 5 1 2 3 5 2 3 答案答案 C 通过对全电路在开关闭合与断开时不同特征的分析,考查了科学思维中科学推理素 养。当开关S断开时等效电路如图1所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q1=CU=CE; 当开关S闭合时等效电路如图2所示,电容器C两端的电压U=E,所带的电荷量Q2=CE。所以 =,C项正确。 图1 图2 1 5 1 5 1 3 1 3 1 2 Q Q 3 5 1.(2018江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,电源E对电容器C充电,
24、当C两端电压达到80 V时,闪光灯瞬 间导通并发光,C放电。放电后,闪光灯断开并熄灭,电源再次对C充电。这样不断地充电和放电,闪 光灯就周期性地发光。该电路( ) A.充电时,通过R的电流不变 B.若R增大,则充电时间变长 C.若C增大,则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大 D.若E减小为85 V,闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 以下为教师用书专用 答案答案 BCD 本题考查含容电路和电容器的充电与放电。因电容器属于非线性元件,电容器在充 电过程中,充电电流是非线性减小的,故A错。若R增大,充电电流减小,充电时间变长,故B正确。由 Q=CU且U=80 V为定值可见,C增大时Q增大,闪光灯闪光一次通
25、过的电荷量增大,故C正确。闪光 灯闪光一次通过闪光灯的电荷量与电源电动势无关,故D正确。 难点突破难点突破 含容电路中电容器充电和放电电流是非线性变化的,回路中电阻越大,充、放电的速度 越缓慢。 2.(2018北京理综,23,18分)如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变 阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。 (1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U -I图像与两坐标轴交点的物理意义。 (2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功 率; b.请推导该电
26、源对外电路能够输出的最大电功率及条件。 (3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电 势降落之和。 答案答案 见解析 解析解析 (1)U-I图像如图所示。图像与纵轴交点的纵坐标值为电源电动势,与横轴交点的横坐标值 为短路电流。 (2)a.如图所示。 b.电源输出的电功率 P=I2R=R= 当外电路电阻R=r时,电源输出的电功率最大,为 Pmax= (3)电动势定义式 E= 2 E Rr 2 2 2 E r Rr R 2 4 E r W q 根据能量守恒定律,在题图所示电路中,非静电力做功W产生的电能等于在外电路和内电路产生的 电热,即 W=I2rt+
27、I2Rt=Irq+IRq 得E=Ir+IR=U内+U外 考点考点1 1 部分电路的基本概念和规律部分电路的基本概念和规律 A A组组 考点基础题组考点基础题组 1.(2020北京平谷质监,7)某同学将一毫安表改装成双量程电流表。如图所示,已知毫安表表头的内 阻为100 ,满偏电流为1 mA;R1和R2为定值电阻,且R1=5 ,R2=20 ,则下列说法正确的是( ) A.若使用a和b两个接线柱,电表最大测量值为24 mA B.若使用a和b两个接线柱,电表最大测量值为25 mA C.若使用a和c两个接线柱,电表最大测量值为4 mA D.若使用a和c两个接线柱,电表最大测量值为10 mA 答案答案
28、B 若使用a和b两个接线柱,毫安表与R2串联再与R1并联,电表最大测量值为Imax= +Ig=25 mA,故A错误,B正确;若使用a和c两个接线柱,R1与R2串联,再与毫安表并联,电表最大测量值 为Imax=Ig+=5 mA,故C、D错误。故选B。 gg2 1 ()IRR R gg 12 I R RR 解题关键解题关键 理解扩大量程的目的是扩大干路电流,毫安表上的电流最大值不变。 2.2018辽宁沈阳质检(一),3如图所示的电路中,两个电压表的内阻均为3 k,定值电阻R1的阻值为 12 k,电压表V1示数为2 V,V2示数为3 V,则定值电阻R2的阻值为( ) A.10 k B.20 k C.
29、30 k D.60 k 答案答案 C 设通过V1的电流为I1,通过V2的电流为I2,由串、并联电路关系有 I1(RV+R1)=(I2-I1)R2 I1= I2= 联立得R2=30 k,故选C。 V 2V R V 3V R 温馨提示温馨提示 并联电路两端电压相等。 3.(2019河北精英中学二调,7)如图所示,电源电动势E=10 V,内阻r=1 。闭合开关S后,标有“8 V 12 W”的灯泡恰能正常发光。电动机M线圈的电阻R0=4 ,则下列说法正确的是( ) A.电源的输出功率为14 W B.流过电动机的电流为1 A C.电动机输出功率为3 W D.通电5秒钟电动机产生80 J的热量 考点考点2
30、 2 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 答案答案 C 由题意知,并联部分电压为U=8 V 内电压为U内=E-U=2 V 总电流I=U内/r=2 A 电源的输出功率P出=UI=16 W 故A错误; 流过灯泡的电流I1=P1/U=1.5 A 则流过电动机的电流I2=I-I1=0.5 A 电动机的热功率P0=R0=1 W 5 s内电动机产生的热量Q=P0t=5 J 故B、D错误; 电动机的总功率P=UI2=4 W 电动机的输出功率P输出=P-P0=3 W 故C正确。 2 2 I 4.(2020湖南长郡中学第五次月考,2)(多选)如图电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定 值电阻,R2
31、为滑动变阻器。当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表V、A1、A2的示数分 别为U、I1、I2。现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是( ) A.U增大,I1增大,I2减小 B.U减小,I1增大,I2增大 C.I1变化量的绝对值小于I2变化量的绝对值 D.U变化量的绝对值小于电源内电压变化量的绝对值 答案答案 BC R2的滑动触点向b端移动时,R2接入电路的电阻减小,整个电路的总电阻减小,则总电流 增大,即I1增大,内电压增大,外电压减小,即电压表示数U减小,R1两端电压增大,R2、R3两端的并联电 压减小,通过R3的电流减小,而总电流I1增大,则流过R2的电流I2
32、增大,故A错误,B正确;通过R3的电流 减小,则流过R2的电流I2增大,I2的增加量减去通过R3电流的减小量的绝对值等于总电流I1的增加量, 所以I1变化量的绝对值小于I2变化量的绝对值,故C正确;路端电压的减小量等于内电压的增加量, 故D错误。故选B、C。 思路点拨思路点拨 本题也可用结论法“串联反变,并联同变”分析。 5.(2020北京海淀期末,8)(多选)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
33、U,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U D.电容器所带电荷量增加,增加量小于CU 答案答案 AD 题目考查了全电路动态分析的相关知识。体现了科学思维中科学推理、科学论证要 素。突出对综合性、应用性的考查要求。 电阻箱接入电路的阻值减小,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;干路电流增大,电流表示数增大,根据闭合电路欧姆定 律有E=U路+Ir,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
34、小,电压表示 数减小,故B错误;根据闭合电路欧姆定律,结合数学推理可知=r,=r+RL,则电源两端电压变 化量的绝对值小于电压表示数变化量的绝对值,故C错误;根据闭合电路欧姆定律有E=UL+U+Ir,结 合数学推理可得0=-UL+U-Ir,根据方程可知ULU,电容器并联在灯泡两端,所以其上电压与 灯泡的分压相同,所以电容器电荷量的增加量为Q=CULU2,I1I2 B.滑片位于b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为 C.滑片由a滑到b,等于滑动变阻器接入电路的阻值变化量 2 2 U I 21 12 - - U U I I D.滑片由a滑到b,等于R1的阻值 21 12 - - U U I I 答案答
35、案 BD 题目以全电路为背景,考查了电路的动态分析等相关知识。体现了能量观念。体现 了科学推理,科学论证要素。突出对应用性的考查要求。 滑片从a到b,电阻增大,电流减小,电流表示数减小;根据U=E-IR1,电压表示数增大,故A错误;根据欧 姆定律,滑片位于b点时,滑动变阻器接入电路的阻值为R2=,故B正确;U2-U1等于R1两端电压的减 小量,I1-I2等于通过R1的电流的减小量,故等于R1的阻值,C错误,D正确。故选B、D。 2 2 U I 21 12 - - U U I I 6.(2020湖北部分重点中学一联,11)(多选)如图所示,平行板电容器与直流电源、理想二极管(正向 通电时可以理解
36、为短路,反向通电时可理解为断路)连接,电源负极接地。初始时电容器不带电,闭 合开关,电路稳定后,一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是( ) A.上极板上移,带电油滴保持静止 B.上极板上移,P点电势降低 C.上极板下移,带电油滴向下运动 D.上极板下移,P点电势升高 答案答案 AD 题目考查了电容器、二极管、电势差、电容器动态分析的相关知识。考查了理解能 力、推理论证能力、模型建构能力。体现了物理观念中运动与相互作用观念、能量观念。 二极管具有单向导电性,闭合开关后电容器充电,电容器的电容C=,C=,极板间的电场强度E =,整理得E=,油滴静止,油滴所受合力为零,向上的
37、电场力与向下的重力相等,qE=mg。将上 极板向上移动,d变大,由C=,可知C变小,由于二极管具有单向导电性,电容器不能放电,由E= 可知电容器两极板间的电场强度不变,所以油滴仍然静止,由于电场强度不变,P点与下极板 的距离不变,故P点的电势不变,A正确,B错误;上极板下移时,d变小,C变大,正向通电,二极管相当于 短路,两极板间的电压U等于电源电动势不变,电场强度E=变大,电场力变大,电场力大于重力,油 滴所受合力向上,油滴向上运动,P点与下极板的距离不变,所以P点与下极板的电势差U=Ed增大, 由于下极板接地,所以P点电势升高,故C错误、D正确。故选A、D。 r 4 S kd Q U U
38、d r 4kQ S r 4 S kd r 4kQ S U d 7.(2018辽宁葫芦岛一高周考,21)(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑片P向上滑动时,4个 理想电表的示数均发生变化。电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数的变化量分别用 I、U1、U2和U3表示,则下列说法正确的是( ) A.I、U1均大于零,U2、U3均小于零 B.=不变,=增大 C.=不变,减小,不变 D.=r不变,=R1+R2减小 1 U I 1 U I 2 U I 2 U I 1 U I 1 U I 2 U I 2 U I 3 U I 3 U I 答案答案 AC 滑片P向上滑动的过程中,滑动变阻器
39、连入电路中的电阻减小,所以电路总电阻减小, 电路总电流增大,即电流表示数增大,路端电压减小,即电压表V3示数减小;因为R1为定值电阻并且 通过它的电流增大,所以根据欧姆定律可得,它两端的电压增大,即电压表V1的示数增大,又因为路 端电压减小,电压表V1的示数增大,所以电压表V2的示数变小,所以A正确。=R1不变,= R2减小,=R1+r不变,B错误,C正确。=R1+R2减小,=r不变,故D错误。故选A、C。 1 U I 1 U I 2 U I 2 U I 3 U I 3 U I 8.(2020河北张家口阶段测试,9)(多选)在如图所示的电路中,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动过程
40、中,下列说法正确的是( ) A.电压表V1示数在变大,电压表V2示数在变小 B.电流表A的示数减小,电压表V3示数在变小 C.电容器的电荷量增大,电阻R1消耗的电功率变大 D.电源内阻消耗的功率变大,电源消耗的总功率变大 答案答案 AD 该电路中两个电阻串联,闭合开关S,当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动过程中,接入 电路的电阻减小,根据闭合电路欧姆定律分析可知电路中电流I变大,则电流表A示数变大;路端电 压U=E-Ir减小,电压表V3示数变小,电压表V1示数U1=IR1,随I的增大而变大,电压表V2示数U2=E-I(R1+ r),随电流I的增大而减小,故A正确,B错误;电容器两端的电压为路端电
41、压,U减小,根据Q=CU可知电 容器的带电荷量减小,故C错误;电源内阻消耗的功率P内=I2r,由于电流变大,所以电源内阻消耗的功 率变大,电源消耗的总功率P=IE,电流变大,所以电源消耗的总功率变大,故D正确。故选A、D项。 9.(2020湖北协作体联考,23)(12分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,利用实验得到了8 组数据,在图1所示的I-U坐标系中,通过描点连线得到了小灯泡的伏安特性曲线。 二、实验题(共36分) (1)根据图线的坐标数值,请在图2中选出该实验的实验电路图为 (选填“甲”或 “乙”)。 (2)根据所选电路图,请在图3中用笔画线代替导线,把实验仪器连接成完整的实验电
42、路。 (3)根据图1,可判断出图4中正确的关系图像是 (图中P为小灯泡功率,I为通过小灯泡的电 流)。 图4 (4)将两个这样的小灯泡并联后再与R=10 的定值电阻串联,接在电动势为8 V、内阻不计的电源 上,如图5所示。闭合开关S后,则电流表的示数为 A,两个小灯泡的总功率为 W。 (本小题结果均保留两位有效数字) 图5 答案答案 (1)甲(2分) (2)如图所示(3分) (3)D(3分) (4)0.60(2分) 1.2(2分) 解析解析 (4)由图5所示电路图可知,两灯泡并联,可以把电源与定值电阻等效为电源,设每个灯泡上加 的实际电压和实际电流分别为U和I,在这个闭合电路中,E=U+2IR
43、,代入数据并整理得U=8-20I(V), 在图1所示坐标系中作出U=8-20I(V)的图像如图所示,由图像可知,两图像交点的坐标值为U=2 V、I=0.3 A,此时通过电流表的电流值IA=2I=0.60 A,每个灯泡的实际功率P=UI=20.3 W=0.6 W, 两个小灯泡的总功率为1.2 W。 10.(2020湖北黄冈八模,23)(12分)为了测定电压表的内阻,实验室提供了以下器材: A.待测电压表(03 V,内阻几千欧) B.毫安表(01 mA) C.滑动变阻器(020 ) D.电源4 V(内阻不计) E.开关 F.导线若干 (1)某同学设计了图甲、图乙所示电路图,则设计合理的是 (选填“
44、甲”或“乙”)。在正 确连接合理电路后,闭合开关S,不断调节变阻器R的滑片位置,记录多组电压表V、毫安表A的示 数,作出U-I图线如图丙所示。由图线可得待测电压表的电阻RV= 。 (2)接着,该同学利用上面器材“A、D、F”和电阻箱R0(09 999.9 )改装成一个可测量电阻的简 易欧姆表(倍率“100”)。要求两表笔未短接或未接入待测电阻时电压表都没有示数,请在图丁 虚线框内补画出他设计的该欧姆表原理图。为将电压表表盘的电压刻度转换为电阻刻度,先将两 表笔 (选填“断开”或“短接”),调节电阻箱阻值,使指针指在“3 V”处,此处刻度应标 阻值为 (选填“0”或“”),再根据设计的欧姆表原理
45、图,推算出电压刻度“1.5 V” 及“2 V”所对应的电阻刻度,并填在图戊中的虚线方框内。 答案答案 (1)乙(2分) 3 000(2分) (2)原理图如图1(2分) 短接(2分) 0(2分) 如图2所示(2分) 解析解析 (1)由于电压表的电阻值较大,则将电压表与滑动变阻器串联时,滑动变阻器起不到应有的 作用,故将滑动变阻器连成分压电路效果较好,所以乙的电路是合理的;根据欧姆定律,可知电压表 的内阻RV=3 000 =3 k。 (2)根据欧姆表的原理,画出原理图如答案图1;对欧姆表进行调零时,需要将两表笔短接,调节电阻 箱阻值,使指针指在“3 V”处,此处刻度应标阻值为0;电压表的满偏电流为
46、Ig=0.001 A,3 V刻 度处的电流为满偏电流,则有Ig=,2 V刻度处的电流为Ig,则有Ig=,代入数据可 得R1=2 k,1.5 V刻度处的电流为Ig,则有Ig=,代入数据可得R2=4 k;由于倍率为 “100”,所以两处的刻度分别为40与20,如答案图2所示。 U I V U R V E RR 变 2 3 2 3 V1 E RRR 变 1 2 1 2 V2 E RRR 变 11.(2020北京石景山期末,16)(12分)某实验小组为测量某一电源的电动势和内阻,设计的实验电路 如图所示,用到的器材有:待测电源E,保护电阻R0=1.0 ,电阻箱R1(阻值范围09 999.9 ),电压表
47、V (量程03 V,内阻等于3 k),开关S,导线若干。 (1)实验小组的同学连接好电路,闭合开关S,将电阻箱的阻值由零开始逐渐增大,记录若干组电阻箱 的阻值R1和对应的电压表读数U。将得到的数据在U-R1坐标系中描点连线,得到如图所示的曲线, 其中虚线U=1.50 V为曲线的渐近线,由此可知电源的电动势E= V,内阻r= 。 (2)若以为纵坐标,以 为横坐标,则根据本实验数据作出的图线为一条直线。 (3)实验小组的同学根据P=,描绘了R1消耗功率P随电阻箱的阻值R1变化的曲线如图所示。请推 测图线的顶点坐标值约为R1= ,P= W,其理由是 。 1 U 2 1 U R (4)实验小组的同学计算通过R1的电流I=,进一步描绘R1消耗功率P随电流I的变化曲线。下列各 示意图中正确反映P-I关系的是 。 1 U R 解析解析 (1)由实验原理有E=U+(R0+r) 当
