2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练专题（35）电路的基本概念和规律（解析版）.docx

2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练专题（35）电路的基本概念和规律（解析版）考点一 利用“柱体微元”模型求解电流的微观问题时，注意以下基本思路：设柱体微元的长度为L，横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的速率为v，则：(1)柱体微元中的总电荷量为QnLSq.(2)电荷通过横截面的时间t.(3)电流的微观表达式InqvS.1.如图所示，一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m、电荷量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为()A. B.Cnev D.【答案】C【解析】由电流定义可知：IneSv.由欧姆定律可得：UIRneSv·neLv，又E，故Enev，选项C正确2.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab10 cm，bc5 cm，若将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A；若将C与D接入电压为U的电路中时，则电流为()A4 A B2 A C. A D. A【答案】A【解析】根据电阻定律公式R得，RAB，RCD，故.接入电压相同的电路，两次电流之比为14，故将C与D接入电压为U的电路中时电流为4 A.3.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路，如图所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是 ()A.图甲中的A1、A2的示数相同 B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同 D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同【答案】B【解析】 图甲中A1、A2并联，表头的电压相等，电流相等，指针偏转的角度相同，量程不同的电流表读数不同，选项A错误，B正确。图乙中的A1、A2串联，A1、A2的示数相同，由于量程不同，内阻不同，电表两端的电压不同，流过表头的电流不同，指针偏转的角度不同，选项C、D错误。【提 分 笔 记】电流的三种表达方式及其比较考点二 1定义：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，画出的I­U图象2图线的意义(1)由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线(2)伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻3应用：I­U图象中图线上某点与O点连线的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小4两类图线(1)线性元件的伏安特性曲线(图甲中a、b)是过原点的直线，表明它的电阻是不变的(2)非线性元件的伏安特性曲线(图乙中c、d)是曲线，表明它的电阻是变化的4.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是()A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B对应P点，小灯泡的电阻为RC对应P点，小灯泡的电阻为RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围面积【答案】D【解析】由图可知流过小灯泡的电流I随所加电压U变化的图线为非线性关系，可知小灯泡的电阻随所加电压的增大而逐渐增大，选项A错误；根据欧姆定律，对应P点，小灯泡的电阻应为R，选项B、C错误；对应P点，小灯泡的功率为PU1I2，也就是图中矩形PQOM所围面积，选项D正确5.某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡串联，通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件伏安曲线的交点。则下列关于热敏电阻和小灯泡的说法正确的是()A.图线a是小灯泡的伏安曲线，图线b是热敏电阻的伏安曲线B.图线b是小灯泡的伏安曲线，图线a是热敏电阻的伏安曲线C.图线中的M点表示该状态时小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D.图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等【答案】BD【解析】小灯泡的灯丝是一个纯电阻，其灯丝温度会随着通电电流的增大而增大，阻值也随着增大，所以图线b是小灯泡的伏安曲线；热敏电阻的温度随着通电电流的增大而增大，其阻值会逐渐减小，图线a是热敏电阻的伏安曲线，选项B正确，A错误；两图线的交点M表示此状态下两元件不仅电流相同，电压也相同，所以此时两者阻值相同，功率也相同，选项C错误，D正确。6.(多选)标有“6 V3 W”、“6 V6 W”的两灯泡L1、L2的伏安特性曲线如图甲所示现将两灯泡与理想电压表和理想电流表连接成如图乙所示的电路，其中电源电动势E9 V闭合开关，其中一个灯泡正常发光，下列说法正确的是()A电压表的示数为6 V B电流表的示数为0.5 AC电源内阻为2 D电源输出功率为6 W【答案】BC【解析】由题意可知灯泡L1的额定电流为I1 A0.5 A，灯泡L2的额定电流为I2 A1 A，当电路接通后，灯泡L1与灯泡L2串联，灯泡L1正常发光，则电流表的示数为0.5 A，B选项正确；由伏安特性曲线可知此时灯泡L2两端的电压为U22 V，则电压表的示数为2 V，A选项错误；由闭合电路的欧姆定律EU1U2I1r，代入数据可解得r2 ，C选项正确；此时灯泡L2消耗的功率为P2U2I12×0.5 W1 W，则电源的输出功率为PP1P23 W1 W4 W，D选项错误7.如图所示，图中直线表示某电源的路端电压与电流的关系图线，图中曲线表示该电源的输出功率与电流的关系图线，则下列说法正确的是()A.电源的电动势为50 VB.电源的内阻为253 C.电流为2.5 A时，外电路的电阻为15 D.输出功率为120 W时，输出电压是30 V【答案】ACD【解析】电源的路端电压和电流的关系为U=E-Ir，显然直线的斜率的绝对值等于r，纵轴的截距为电源的电动势，从题图中看出E=50 V，r=50-206-0 =5 ，A正确，B错误；当电流为I1=2.5 A时，由回路中电流I1=Er+R?，解得外电路的电阻R外=15 ，C正确；当输出功率为120 W时，由题图中P-I关系图象看出对应干路电流为4 A，再从U-I图象读取对应的输出电压为30 V，D正确。【提 分 笔 记】I­U图象与U­I图象I­U图象(伏安特性曲线)考点三 纯电阻电路与非纯电阻电路的比较8.如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑片P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向。(电源的内阻不能忽略)下列判断正确的是()A.小球带负电B.当滑片从a向b滑动时，绝缘线的偏角变大C.当滑片从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下D.当滑片停在b处时，电源的输出功率一定大于滑片在a处时电源的输出功率【答案】C【解析】根据电路可知A板电势高于B板电势，AB间电场强度方向水平向右，小球受电场力也水平向右，故小球带正电，故A项错误；当滑片从a向b滑动时，路端电压减小，故R1两端的电压减小，极板间电场强度随之减小，故绝缘线的偏角变小，故B项错误；当极板间电压减小，极板的带电量将减小而放电，又由于A板带正电，故放电电流从上向下流过电流表，故C项正确；由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定，所以无法判断电源的输出功率变化的规律，故D项错误。9.如图所示，把两个相同的灯泡分别接在甲、乙电路中，甲电路两端的电压为8 V，乙电路两端的电压为16 V调节变阻器R1和R2使两灯泡都正常发光，此时变阻器消耗的功率分别为P1和P2，两电路中消耗的总功率分别为P甲和P乙，则下列关系中正确的是()AP甲<P乙 BP甲>P乙CP1>P2DP1P2【答案】D【解析】设灯泡的额定电流为I，则两灯泡都正常发光，电流均为额定电流I，甲电路中总电流I甲2I，乙电路中总电流I乙I，所以P甲U甲I甲8×2I16I，P乙U乙I乙16×I16I，所以P甲P乙，选项A、B错误；R1消耗的功率P1P甲2P灯，R2消耗的功率P2P乙2P灯，故P1P2，选项D正确，C错误10.如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图，电动机内电阻r0.8 ，电路中另一电阻R10 ，直流电压U160 V，电压表示数UV110 V试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以v1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量(取g10 m/s2)【答案】(1)5 A(2)550 W(3)53 kg【解析】(1)由电路中的电压关系可得电阻R的分压URUUV(160110)V50 V，通过电阻R的电流IR A5 A，即通过电动机的电流IMIR5 A.(2)电动机的分压UMUV110 V，输入电动机的功率P电IMUM550 W.(3)电动机的发热功率P热Ir20 W，电动机输出的机械功率P出P电P热530 W，又因P出mgv，所以m53 kg.【提 分 笔 记】电动机的三个功率及关系输入功率电动机的总功率由电动机电路中的电流和电压决定，即P总P入UI输出功率电动机做有用功的功率，也叫做机械功率热功率电动机线圈上有电阻，电流通过线圈时会发热，热功率P热I2r三者关系P总P出P热效率×100%×100%特别说明正常工作的电动机是非纯电阻元件；电动机因故障或其他原因不转动时，相当于一个纯电阻元件11.如图所示，电解池内有一价离子的电解液，在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1，负离子数为n2.设元电荷电荷量为e，则以下说法正确的是()A溶液内电流方向从A到B，电流大小为B溶液内电流方向从B到A，电流大小为C溶液内正、负离子反方向移动，产生的电流相互抵消D溶液内电流方向从A到B，电流大小为【答案】D【解析】电解液中通过一截面的电荷量应为n1en2e，则电流为I.电流方向为正电荷定向移动方向，为AB，D正确，A、B、C错误12.(多选)对欧姆定律公式I的理解，下列说法正确的是()A对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比B在电压相同的条件下，不同导体中的电流跟电阻成反比C导体中的电流既与导体两端的电压有关，也与导体的电阻有关D因为电阻是导体本身的属性，所以导体中的电流只与导体两端电压有关，与导体的电阻无关【答案】ABC【解析】由欧姆定律公式I可知，导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻均有关，故C正确，D错误；对某一段导体来说，导体中的电流跟它两端的电压成正比，而在电压相同的条件下，不同导体中的电流跟导体的电阻成反比，故A、B正确13.如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2.小灯泡两端电压为U1时，电阻等于()A. B.C. D.【答案】B【解析】由于小灯泡的伏安特性曲线上，每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻，所以小灯泡两端电压为U1时，电阻等于，B正确14.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为2 hC电池充满后总电荷量为7.2×104 C D以额定电流工作时每秒消耗能量为20 J【答案】C【解析】根据PUI可知，机器人额定工作电流为2 A，选项A错误；机器人的锂电池容量为20 A·h，则在额定电流2 A下工作时，能够工作最长时间为10 h，选项B错误；电池充满电后的总电荷量QIt20×3 600 C7.2×104 C，选项C正确；在额定电流下，机器人功率为48 W，即每秒消耗能量48 J，选项D错误15.一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16 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20 cm(盐水体积不变，仍充满橡胶管)，则盐水柱电阻为()A.R B.RC.R D.R【答案】D【解析】拉长前，盐水柱的电阻R，拉长后，盐水柱的电阻R1，拉长前后盐水的体积不变，则LSL1S1，由以上各式解得，R1R，选项D正确，A、B、C错误16.如图所示是某直流电路中电压随电流变化的图象，其中a、b分别表示路端电压、负载电阻上电压随电流变化的情况，下面说法正确的是()A阴影部分的面积表示电源的输出功率B阴影部分的面积表示电源的内阻上消耗的功率C当满足时，电源的效率最高D当满足时，电源的效率小于50%【答案】A【解析】闭合电路U­I图象中阴影部分的面积为路端电压与电流的乘积，为电源的输出功率，选项A正确，B错误；当满足时，内、外电阻相等，电源的输出功率最大，但电源的效率仅为50%，不是最高，选项C、D错误17.一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计)，均正常工作用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A，通过洗衣机电动机的电流是0.50 A，则下列说法中正确的是()A电饭煲的电阻为44 ，洗衣机电动机线圈的电阻为440 B电饭煲消耗的电功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍【答案】C【解析】由于电饭煲是纯电阻元件，所以R144 ，P1UI11 100 W，其在1 min内消耗的电能W1UI1t6.6×104 J，洗衣机为非纯电阻元件，所以R2，P2UI2110 W，其在1 min内消耗的电能W2UI2t6.6×103 J，其热功率P热P2，所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍故选C.