2020届高考物理总复习第八章恒定电流核心素养提升练二十四8.2电路电路的基本规律含解析新人教版.docx

电路电路的基本规律(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分，14题为单选题，5题为多选题)1.关于电源的电动势和内阻，下列说法正确的是()A.电源的电动势越大，储存的电能越多B.电源内部非静电力做功越多，电动势越大C.电源的电动势就是闭合电路中电源两端的电压D.电源的电动势大小与内阻无关【解析】选D。电动势是描述电源做功本领的大小，与电能无关，故A错误；E=，故电源内部非静电力做功与电荷量的比值越大，电动势越大，故B错误；电源的电动势就是闭合电路中电源两端的电压与内部电压之和，电源的电动势大于电源两端的电压，故C错误；电源的电动势大小与内阻无关，故D正确。2.(2018安康模拟)有一个电动势为3 V、内阻为1 的电源。下列电阻与其连接后，使电阻的功率大于2 W，且使该电源的效率大于50%的是()A.0.5 B.1 C.1.5 D.2 【解析】选C。由题意可知P=2 W，解得R50%，解得Rr=1 ，可知选项C正确。3.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【解析】选C。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。【加固训练】 (多选)如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r一定，A、B为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻。当R2的滑动触头P在a端时，闭合开关S，此时电流表A和电压表V的示数分别为I和U。以下说法正确的是 ()A.若仅将R2的滑动触头P向b端移动，则I不变，U增大B.若仅增大A、B板间距离，则电容器所带电荷量减少C.若仅用更强的光照射R1，则I增大，U增大，电容器所带电荷量增加D.若仅用更强的光照射R1，则U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值不变【解析】选B、D。若仅将R2的滑动触头P向b端移动，电压表与电流表示数都不变，选项A错误；增大A、B板间距离，电容减小，电容两端电压不变，由Q=CU得电荷量减小，选项B正确；光照更强时，光敏电阻R1变小，根据串联分压，U变小，选项C错误；U变化量的绝对值与I变化量的绝对值的比值就等于r，选项D正确。4.如图所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头，闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点过程中，电容器C所带的电荷量将()A.由少变多B.由多变少C.先增多后减少D.先减少后增多【解析】选D。因圆环的两部分电阻并联，则当两部分电阻相等时阻值最大，则当滑动触头P由m点经n点移到q点的过程中，电路总电阻先变大后变小，由闭合电路欧姆定律得知，电路中电流先变小后变大，R的电压先变小后变大，对于电容器，其电压等于R两端的电压，则由Q=CU，可知电容器的电荷量先减少后增多，故D正确。5.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 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【解析】选A、C、D。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= =5 ，A正确，B错误；当电流为I1=2.5 A时，由回路中电流I1=，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。【加固训练】某电池对纯电阻供电的输出功率P随电流I变化的图象如图所示。则下列说法正确的是()A.该电源的电动势E=2 VB.该电源的内阻r=1 C.若I=2 A，则外电阻R=1 D.同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻R1、R2，且r=R1R2【解析】选A。当外电阻等于电源内阻时，输出功率最大，P=I2R=I2r，解得r=0.5 ，由闭合电路欧姆定律得E=I(R+r)=2(0.5+0.5) V=2 V，A正确，B错误；当I=2 A时，电源的输出功率最大，此时外电阻等于内阻，所以R=0.5 ，C错误；同一输出功率P可对应两个不同的电流I1、I2，即对应两个不同的外电阻R1、R2，有2R1=2R2，解得r2=R1R2，D错误。二、计算题(本题共15分，需写出规范的解题步骤)6.三只灯泡L1、L2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的消耗功率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=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(25分钟50分)7.(7分)如图所示，直线A为某电源的U-I曲线，曲线B为某小灯泡L1的U-I图线的一部分，用该电源和小灯泡L1串联起来组成闭合回路时，小灯泡L1恰能正常发光，则下列说法中正确的是()A.此电源的内电阻为 B.小灯泡L1的额定电压为3 V，额定功率为6 WC.把小灯泡L1换成阻值恒为1 的纯电阻，电源的输出功率将变小D.由于小灯泡L1的U-I图线是一条曲线，所以小灯泡发光过程中欧姆定律不适用【解析】选B。由题图知，电源的内电阻为r= =0.5 ，A错误；因为小灯泡L1正常发光，故小灯泡L1的额定电压为3 V，额定功率为P=UI=32 W=6 W，B正确；正常工作时，小灯泡L1的电阻为R1=1.5 ，换成R2=1 的纯电阻后，该电阻更接近电源内阻r，故电源的输出功率将变大，C错误；虽然小灯泡L1的U-I图线是一条曲线，但由于小灯泡为纯电阻，所以欧姆定律仍适用，D错误。8.(7分)电池甲和乙的电动势分别为E1和E2，内电阻分别为r1和r2，已知E1R，则 ()A.r1r2，P1P2B.r1r2，P1P2C.r1P2D.r1r2，P1P2【解析】选B。将一电动势为E、内电阻为r的电源与一阻值为R的电阻组成一闭合回路，路端电压U和干路电流I的关系为U=E-Ir。在U-I直角坐标系中作U-I图线，则该图线为一条在纵轴上截距为E、斜率为-r的直线。这条线即为电源的伏安特性曲线。如果再在此坐标系中作出外电阻R的伏安特性曲线为过原点的直线，斜率为R，则两条图线的交点就表示了该闭合电路所工作的状态。此交点的横、纵坐标的乘积即为外电阻所消耗的功率。依题意作电池甲和乙及电阻R的伏安特性曲线。由于两电池分别接R时，R消耗的电功率相等，故这三条线必相交于一点，如图所示，由于E1E2，所以r1r2。作R的伏安特性曲线，R的电阻值比R大，所以R的伏安特性曲线的斜率大，如图所示。由图可知：当甲电池接R时，P1=U1I1当乙电池接R时，P2=U2I2，由于U1U2，I1I2，所以P1P2。由分析知，A、C、D错误，B正确。9.(7分)(多选) 如图所示电路中电表都是理想电表。某同学按此电路进行实验，将变阻器的滑片P移到不同位置，观察各电表的示数，记录下多组数据。关于该实验的下列说法中正确的是()A.通过实验，能够测定R2和R3的阻值，不能测定R1的阻值B.通过实验，能够测定电源电动势E的大小，但不能测定电源内阻r的值C.若调节滑动变阻器RP时，电压表V2示数始终为零，其它三个电表读数有变化，可能原因是R1发生断路故障D.若调节滑动变阻器时各电表示数均不变，可能原因是R2发生断路故障【解析】选A、B、D。根据欧姆定律得R2=和R3=，可以测定R2和R3的值，但是无法测定R1的值，A正确。由E=U1+I1(R+r)通过改变滑动变阻器，测量两组数据可以测定电源电动势E，但无法测量出内阻r，B正确。若改变RP，电压表V2示数始终为零，其他三个表都发生变化，说明R2短路，C错误。若改变RP，各个电表示数均不变，有可能R2断路，D正确。10.(7分)(多选)如图所示电路中，电源电动势E恒定，内阻r=1 ，定值电阻R3=5 。开关S断开与闭合时，ab段电路消耗的电功率相等。则以下说法中正确的是()A.电阻R1、R2可能分别为4 、5 B.电阻R1、R2可能分别为3 、6 C.开关S断开时理想电压表的示数一定小于S闭合时的示数D.开关S断开与闭合时，理想电压表的示数变化量大小与理想电流表的示数变化量大小之比一定等于6 【解析】选A、D。 开关闭合时，ab段只有电阻R1工作，消耗的电功率为P=2R1，当开关断开时，ab段电阻R1和R2工作，消耗的电功率为P=2(R1+R2)，代入选项中数据可得A正确，B错误；将R3和电源内阻看作一整体，则此时电压表测量路端电压，因为开关S断开时路端总电阻大于闭合时的，所以开关S断开时电压表示数大，选项C错误；根据闭合电路欧姆定律得U=E-(R3+r)I，则电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比为=R3+r=6 ，选项D正确。【加固训练】 (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，当电位器的滑片滑向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。当电位器的滑片滑向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。11.(7分)(2018合肥模拟)在如图甲所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向上滑动的过程中，四个理想电表的示数都发生变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况，以下说法错误的是()A.图线a表示的是电压表V3的示数随电流表示数变化的情况B.图线c表示的是电压表V2的示数随电流表示数变化的情况C.此过程中电压表V1示数的变化量U1和电流表示数变化量I的比值变大D.此过程中电压表V2示数的变化量U2和电流表示数变化量I的比值不变【解析】选C。滑片P向上滑动，R2减小，总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大，路端电压减小，R1两端电压增大，R2两端电压减小，根据这些变化关系可知，图线a是电压表V3的示数随电流表示数变化的图线，图线b是电压表V1的示数随电流表示数变化的图线，图线c是电压表V2的示数随电流表示数变化的图线，A、B说法正确；=r，而=R1，C说法错误，D说法正确。12.(15分)(2019武汉模拟)如图所示，电路中电源的电动势为E，内阻不计，其他各电阻阻值R1=R3=