高考物理一轮复习 核心素养测评二十四 电路 电路的基本规律（含解析）鲁科版-鲁科版高三全册物理试题.doc

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1、电路电路的基本规律(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分,16题为单选题,79题为多选题)1.下列关于电源电动势的说法,正确的是()A.电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的路端电压增大时,其电源电动势一定也增大C.无论内电压和外电压如何变化,电源电动势不变D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多【解析】选C。电路中通过q=2 C的电荷量,电池提供的电能W=4 J,根据电动势的定义式E=得电动势E=2 V,A项错误;电动势表征电源本身的特性,与外电路无关,当电源的路端电压增大时,电源电动势不变,B项错误,

2、C项正确;电动势越大,电源将其他形式的能转化为电能的本领就越大,不能说电源所能提供的电能就越多,D项错误。2.如图所示,电源A的电压为6 V,电源B的电压为8 V,电容器的电容为200 pF,当开关S合向A,稳定后再合向B,再次达到稳定,则在这个过程中通过电流计的电荷量为()A.410-9 CB.1.210-9 CC.1.610-9 CD.2.810-9 C【解析】选D。开关S合向A稳定时,电容器的电压为U1=6 V,电荷量为Q1=CU1=210-106 C=1.210-9 C。开关S合向B稳定时,电容器的电压为U2=8 V,电荷量为Q2=CU2=210-108 C=1.610-9 C。电容器

3、两极板电性改变,故通过电流计的电荷量为Q=Q1+Q2=2.810-9 C。3. (2020上饶模拟)如图所示,电源内阻为r,灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,滑动变阻器最大阻值为R0。假设灯的电阻不变,某同学合上开关后,将变阻器滑片P由a端向b端移动时,则()A.若R2R0,L2亮度一定先变亮后变暗B.若R2R0,电源的输出功率一定逐渐变大C.若R2R0,L1亮度一定先变暗后变亮D.若R2R0时,灯L2与滑动变阻器的左部分串联的总电阻一定大于右部分的电阻,当变阻器的滑片P由a端向b端移动时,总电阻增大,所以总电流减小,所以通过灯L1的电流减小,所以L1变暗,通过L2的电流变大,L2变亮,因不

4、知道电源内阻与外电阻的大小关系,所以电源的输出功率无法判断,故A、B均错误。当R2r乙r丙,且r乙=R,则对比将R先后接在这三个电源上的情况,下列说法中正确的是()A.接在甲电源上时,电源总功率最大B.接在乙电源上时,电源输出功率最大C.接在丙电源上时,电源输出功率最大,且电源效率最高D.若R2=r甲r丙,则接在甲、丙电源上时,两电源内电阻的热功率相等【解析】选C、D。三个电源的电动势E相同,而电阻r甲R=r乙r丙,根据闭合电路欧姆定律得I=,R接在电源上时,电源的总功率为P总=,则丙电源的总功率最大,A错误;电源的输出功率P出=I2R=()2R,电源的效率=100%=100%,r丙最小,故接

5、在丙电源上时,电源的输出功率最大,电源效率最高,B错误,C正确;电源的内电阻消耗的功率为P内=I2r=()2r,将R2=r甲r丙,代入得P内甲=P内丙=,D正确。8.如图所示,C1=6 F,C2=3 F,R1=3 ,R2=6 ,电源电动势E=18 V,内阻不计。下列说法正确的是()A.开关S断开时,a、b两点电势相等B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2 AC.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大【解析】选B、C。S断开时外电路处于断路状态,两电阻中无电流通过,电阻两端电势相等,由图知a点电势与电源负极电势相等

6、,而b点电势与电源正极电势相等,A错误。S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1C2,由Q=CU知此时Q1Q2,当S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I=2 A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V,U2=IR2=12 V,则此时两电容器所带电荷量分别为Q1=C1U1=3.610-5 C,Q2=C2U2=3.610-5 C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带电荷量也减小,故B、C正确,D错误。9. (2019南开区模拟)在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、

7、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用I、U1、U2和U3表示,下列比值正确的是()A. 不变,不变B.变大,变大C.变大,不变D.变大,不变【解析】选A、C、D。根据欧姆定律得知:=R1。故当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,、均不变。故A正确。=R2,变大。根据闭合电路欧姆定律得:U2=E-I(R1+r),则有=R1+r,不变。故B错误,C正确。=R1+R2,变大。根据闭合电路欧姆定律得:U3=E-Ir,则有=r,不变。故D正确。二、计算题(16分,需写出规范的解题步骤)10.如图所示电路,电源电动势E=3 V,内阻r=1 ,两个定值电阻阻值R1=R2=2 ,电容器的电容C=20 F。

8、开关全部闭合时,一颗带电油滴恰能在极板间静止。取重力加速度g=10 m/s2,求:(1)极板的带电荷量大小;(2)电源的效率;(3)断开开关S2(认为电容器充放电过程极快完成),油滴加速度的大小和方向。【解析】(1)回路电流I=1 A电容器两板间电压U=IR1=2 V电容器带电荷量Q=CU=410-5 C(2)电源输出功率P=IU=2 W电源总功率P总=IE=3 W电源效率=100%66.7%(3)设油滴带电荷量为q,极板间距为d开始时q=mg后来q-mg=ma解得a=5 m/s2,方向竖直向上答案:(1)410-5 C(2)66.7%(3)5 m/s2方向竖直向上【加固训练】三只灯泡L1、L

9、2和L3的额定电压分别为1.5 V、1.5 V和2.5 V,它们的额定电流都为0.3 A。若将它们连接成图甲、图乙所示电路,且灯泡都正常发光。 (1)试求图甲电路的总电流和电阻R2消耗的电功率;(2)分别计算两电路电源提供的电功率,并说明哪个电路更节能。【解析】(1)由题意,在图甲电路中:电路的总电流I总=IL1+IL2+IL3=0.9 AU路端=E-I总r=2.55 VUR2=U路端-UL3=0.05 VIR2=I总=0.9 A电阻R2消耗的功率PR2=IR2UR2=0.045 W(2)图甲电源提供的电功率P总=I总E=0.93 W=2.7 W图乙电源提供的电功率P总=I总E=0.36 W=

10、1.8 W由于灯泡都正常发光,两电路有用功率相等,而P总P总所以,图乙电路比图甲电路节能。答案:(1)0.9 A0.045 W(2)2.7 W1.8 W乙电路更节能11.(10分)(多选)某电路如图所示,电源电动势为E、内阻为r,定值电阻分别为R1、R2,电位器(滑动变阻器)为R,L1是小灯泡,电压表和电流表都为理想电表。闭合开关,当电位器的触片由a端滑向b端时,则下列说法正确的是()A.小灯泡L1将变亮B.电压表的示数与电流表A1示数的比值将变大C.电流表A1的示数将变大D.电源的电功率将变大【解析】选A、C、D。当电位器的触片滑向b端时,电位器接入电路的电阻变小,外电路总电阻变小,由闭合电

11、路欧姆定律知,总电流变大,电流表A1的示数将变大,路端电压变小,通过R1、R2的电流变小,通过小灯泡L1所在支路电流变大,小灯泡L1将变亮,故A、C正确。电压表的示数与电流表A1示数的比值等于外电路总电阻,可知该比值变小,故B错误。总电流变大,由P=EI知,电源的电功率将变大,故D正确。12.(20分)(2018北京高考)如图甲所示,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,在图乙中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图象的示意图,并说明U-I图象与两坐标轴交点的物理意义。(2)a.请在图乙画好的U-I关系图

12、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。【解析】(1)U-I图象如图所示,其中图象与纵轴交点的坐标值为电源电动势,与横轴交点的坐标值为短路电流。(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=根据能量守恒定律,在图甲所示电路中,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+I2Rt=Irq+IRq=W非静电力E=Ir+IR=U内+U外答案:见解析