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《步步高》2014高考物理一轮复习讲义第七章 单元小结练 电路知识综合

单元小结练

电路知识综合

(限时:30 分钟) 1.用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法,以下属于用比值法定义的物理 量是 Δv A.加速度 a= Δt F C.电场强度 E= q 答案 AC l εrS 解析 电阻 R=ρ 是电阻的决定式,电容 C= 是电容的决定式,不属于用比值法定 S 4πkd 义的物理量,选项 A、C 符合要求. 2.下列关于电源电动势的说法中正确的是 ( ) l B.电阻 R=ρ S εrS D.电容 C= 4πkd ( )

A.在某电源的电路中,每通过 2 C 的电荷量,电源提供的电能是 4 J,那么这个电源的 电动势是 0.5 V B.电源的路端电压增大时,其电源的电动势一定也增大 C.无论内电压和外电压如何变化,其电源的电动势一定不变 D.电源的电动势越大,电源所能提供的电能就越多 答案 C W 解析 由 E= 得 E=2 V,则 A 错;电源的电动势与外电路无关,只由电源自身的性质 q 决定,则 B 错,C 对;电源的电动势越大,所提供的能量不一定越大,电源提供的电能 取决于通过电源的电荷量与电动势的乘积,D 错. 3.在电喷汽车的进气管道中,广泛地使用着一种叫“电热丝式 空气流量传感器”的部件,其核心部分是一种用特殊的合金 材料制作的电热丝.如图 1 所示,当进气管道中的冷空气流 速越大时,电阻 R 两端的电压 U0 就变得越高,反之,电压 U0 就越低.这样,管道内空气的流量就转变成了可以测量的 图1

电压信号,便于汽车内的电脑系统实现自动控制,如果将这种电热丝从汽车的进气管道 中取出,放在实验室中测量这种电热丝,得到的伏安特性曲线正确的是 ( )

答案 D E 解析 设电热丝的电阻为 R 丝,则 U0= R,结合题意可知,U0 越大,说明 R r+R+R丝 越小,可见,电热丝温度越低,电阻值越小,故对应的伏安特性曲线为 D. 4.如图 2 所示,电动势为 E、内阻为 r 的电池与定值电阻 R0、滑动 变阻器 R 串联,已知 R0=r,滑动变阻器的最大阻值是 2r.当滑动 变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时,下列说法中正确的是( A.电路中的电流变大 B.电源的输出功率先变大后变小 C.滑动变阻器消耗的功率变小 D.定值电阻 R0 上消耗的功率先变大后变小 答案 AC 解析 当滑动变阻器的滑片 P 由 a 端向 b 端滑动时,外电路电阻减小,电路中的电流变 大,当滑片位于 b 端时,r=R 外,电源的输出功率最大,选项 A 对,B 错;当把定值电 阻 R0 看做电源内阻时, 当滑动变阻器的滑片 P 位于 a 端时, 滑动变阻器消耗的功率最大, 由 a 端向 b 端滑动时,滑动变阻器消耗的功率变小,选项 C 对;由 P=I2R0 知,定值电 阻 R0 上消耗的功率变大,选项 D 错. 5.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随着 温度变化的特性来工作的.如图 3 甲所示,电源的电动势 E=9.0 V,内阻不计;G 为灵 敏电流表, 内阻 Rg 保持不变; 为热敏电阻, R 其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示. 闭 合开关 S,当热敏电阻的温度等于 20℃时,电流表示数 I1=2 mA;当电流表的示数 I2= 3.6 mA 时,热敏电阻的温度是 ( ) ) 图2


图3 A.60℃ C.100℃ 答案 D B.80℃ D.120℃

解析 由题图乙知,当 t1=20° C,热敏电阻的阻值 R1=4 kΩ;根据闭合电路欧姆定律 I1 E E = ,可解得 Rg=0.5 kΩ;I2= ,可解得 R2=2 kΩ,结合题图乙得:t2=120° C. R1+Rg R2+Rg

6.在如图 4 所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为 E、内阻 为 r,R1、R2 为定值电阻,R3 为滑动变阻器,C 为电容器, 、 为理想电流表和理想电压表.在滑动变阻器滑动头 P 自 a 端 向 b 端滑动的过程中,下列说法中正确的是 A.电压表示数变小 B.电流表示数变小 C.电容器 C 所带电荷量增多 D.a 点的电势降低 答案 D 解析 滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中,其连入电路的有效电阻减小, E 造成整个回路的总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律得:I= ,干路电流 I 增大, R外+r 电压表示数 U1=IR1 变大,A 错误;电阻 R2 两端电压 U2=E-I(r+R1)减小,其电流 I2 U2 = 减小,根据串、并联电路的电流特点可知电流表示数将增大,B 错误;电容器 C 所 R2 带电荷量 Q=CU2,U2 减小,Q 减小,C 错误;因 U2=φa-0,a 点的电势 φa=U2,U2 减小,所以 a 点的电势降低,D 正确. 7.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小,有磁场时电阻变大,并且 磁场越强阻值越大.为探测磁场的有无,利用磁敏电阻作为传感 器设计了如图 5 所示电路,电源的电动势 E 和内阻 r 不变,在没 有磁场时调节变阻器 R 使灯泡 L 正常发光.若探测装置从无磁 场区进入强磁场区,则 A.灯泡 L 变亮 C.电流表的示数变小 答案 AC 解析 探测装置进入强磁场区以后磁敏电阻阻值变大,回路总电阻变大,总电流变小, ( B.灯泡 L 变暗 D.电流表的示数变大 ) 图5 ( ) 图4

电流表示数变小,电源内阻分压变小,路端电压变大,灯泡 L 变亮,正确选项为 A、C. 8.如图 6,电源的内阻不能忽略,当电路中点亮的电灯的数目 增多时,下列说法正确的是 ( )

A.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压逐渐变小 B.外电路的总电阻逐渐变大,电灯两端的电压不变 C.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压不变 D.外电路的总电阻逐渐变小,电灯两端的电压逐渐变小 答案 D 解析 由于电源内阻不能忽略,并联电灯数目增多时,总电阻变小,路端电压变小,故 图6

电灯两端的电压变小,D 正确. 9.如图 7 甲所示,R 为电阻箱(0~99.9 Ω),置于阻值最大位置,Rx 为未知电阻.(1)断开 K2, 闭合 K1,逐次减小电阻箱的阻值,得到多组 R、I 值,并依据 R、I 值作出了如图乙所示 1 的 R- 图线.(2)断开 K2,闭合 K1,当 R 调至某一位置时,电流表的示数 I1=1.0 A;保 I 持电阻箱的位置不变,断开 K1,闭合 K2,此时电流表的示数为 I2=0.8 A.根据以上数 据可知 ( )

图7 A.电源电动势为 3.0 V B.电源内阻为 0.5 Ω C.Rx 的阻值为 0.5 Ω D.K1 断开、K2 闭合时,随着 R 的减小,电源输出功率减小 答案 BC E E 1 解析 由 I= 得 R= -r,则 R- 图象的斜率 k=E=2.0 V,A 选项错误.R 轴截距 I I R+r E 的绝对值等于内阻 r,即 r=0.5 Ω,B 选项正确.K2 断开、K1 闭合时,R+r= ;K1 断 I1 E E E 开、K2 闭合时,Rx+R+r= ,所以,Rx= - =0.5 Ω,C 选项正确.因 Rx=r,所以 I2 I2 I1 电路中的外电阻大于内阻,随着 R 的减小,电源输出功率增大,当 R=0 时,电源的输 出功率最大,D 选项错误. 10.如图 8 所示,直线 A 为电源的 U- 图线,直线 B 和 C 分别为电阻 I R1、R2 的 U- 图线,用该电源分别与 R1、R2 组成闭合电路时, I 电源的输出功率分别为 P1、P2,电源的效率分别为 η1、η2,则 ( A.P1>P2 B.P1=P2 C.η1>η2 D.η1<η2 答案 BC 解析 由直线 A 可知,E=6 V,r=1 Ω,由直线 B、C 可知,R1=2 Ω,R2=0.5 Ω,P1 ) 图8

E 2 R1 2 E 2 R2 1 =( ) R =8 W,η1= = ,P2=( ) R =8 W,η2= = ,故有:P1= r+R1 1 r+R1 3 r+R2 2 r+R2 3 P2,η1>η2,只有 B、C 正确. 11.某同学按如图 9 所示的电路进行实验,电压表内阻看做无限大, 电流表内阻看做零.实验过程中,由于电路发生故障,发现两 电压表示数相同了(但不为零),若这种情况的发生是由某一用 电器引起的,则可能的故障原因是 A.R3 短路 B.RP 短路 C.R3 断开 D.R2 断开 答案 BD 解析 由电路分析可知,若 R3 短路,则 RP、R2 被短路,这时,电压表 V2 示数为零,A 错;若 RP 短路,电压表 V2 两端电压即为 R3 两端电压,和电压表 V1 示数应相同,B 对; 若 R3 断开,电压表 V2 所测电压为 R2 两端电压,而电压表 V1 所测量的为 R2 和 RP 两端 电压,故 C 错;若 R2 断开,电压表 V2 和 V1 都测量 R3 两端电压,故 D 对. 12.在如图 10 所示的电路中,两平行正对金属板 A、B 水平放置, 两板间的距离 d=4.0 cm.电源电动势 E=400 V,内阻 r=20 Ω, 电阻 R1=1 980 Ω.闭合开关 S,待电路稳定后,将一带正电的 小球(可视为质点)从 B 板上的小孔以初速度 v0=1.0 m/s 竖直 图 10
-7

(

) 图9

向上射入两板间,小球恰好能到达 A 板.若小球所带电荷量 q=+1.0× 10 =2.0× 10
-4

C,质量 m

kg,不考虑空气阻力,忽略射入小球对电路的影响,取 g=10 m/s2.求:

(1)A、B 两金属板间电压的大小 U; (2)滑动变阻器消耗的电功率 P 滑; (3)电源的效率 η. 答案 解析 (1)200 V (2)20 W (3)99.5%

(1)小球从 B 板上的小孔射入恰好到达 A 板的过程中,在电场力和重力的作用下

做匀减速直线运动,设 A、B 两极板间电压为 U,根据动能定理有 1 -qU-mgd=0- mv0 2 2 解得 U=200 V (2)设此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为 R 滑,根据闭合电路欧姆定律可知,电路中 E 的电流 I= R1+R滑+r 根据部分电路欧姆定律可知 U=IR 滑

解得 R 滑=2.0×103 Ω U2 滑动变阻器消耗的电功率 P 滑= =20 W R滑 (3)电源的效率 P出 I2?R1+R滑? η= = 2 ×100%=99.5%. P总 I ?R1+R滑+r?



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