2012届高中物理 专题07 欧姆定律；电阻定律；电阻的串、并联；电功率、焦耳定律

用心 爱心 专心 1 20122012 届同心圆梦专题七届同心圆梦专题七 物理物理 考试范围 欧姆定律 电阻定律 电阻的串 并联 电功率 焦耳定律 电源的电动势和内考试范围 欧姆定律 电阻定律 电阻的串 并联 电功率 焦耳定律 电源的电动势和内 阻 闭合电路的欧姆定律等知识点阻 闭合电路的欧姆定律等知识点 一 选择题 本题共一 选择题 本题共 1010 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 4040 分 在每小题给出的四个选项中 有的只分 在每小题给出的四个选项中 有的只 有一个选项符合题目要求 有的有多个选项符合题目要求 全部选对的得有一个选项符合题目要求 有的有多个选项符合题目要求 全部选对的得 4 4 分 选对但不分 选对但不 全的得全的得 2 2 分 有选错的得分 有选错的得 0 0 分 分 1 据报道 神舟 八号飞船将 2011 年下半年发射 它是一个无人目标飞行器 为中国的 空间站作对接准备 也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表 神舟 飞船上的太阳 能电池是依靠光伏效应设计的单晶硅太阳能电池 在正常照射下 太阳能电池的光电转换 效率可达 24 单片单晶硅太阳能电池可产生 0 6V 的电动势 可获得 0 1A 的电流 则每 秒照射到这种太阳能电池上的太阳光的能量是 A 0 24JB 0 25J C 0 26JD 0 28J 2 两根材料相同的均匀导线A和B 其长度分别为L和 2L 串联在电路中时沿长度方向电 势的变化如下图所示 则A和B导线的横截面积之比为 A 2 3 B 1 3 C 1 2 D 3 1 3 在右图所示的电路中 由于某个电阻发生故障 电流表不再有读数 电压表读数增大 如果两只电表都可看作理想电表 则一定是 A R1断路 B R1短路 C R2短路 D R3短路 4 如右图所示 电阻R1 20 电动机线圈电阻R2 10 当开关S断开时 电流表的示数 为 0 5A 当电键S闭合后 电动机转起来 电路两端电压不变 则下列关于电流表显示的 电流 电路消耗的电功率P及电动机的热功率正确的是 A I 1 5A B I 1 5A C P 15W D P热 10W 5 有两个电阻R1 1 R2 3 有一电源电动势E 3 0V 内阻r 1 下列接法使电源的内 电阻消耗功率最大的是 A 将R1 R2串联后接到电源两端 B 将R1 R2并联后接到电源两端 C 将R1单独接到电源两端 D 将R2单独接到电源两端 用心 爱心 专心 2 6 如右图所示 R1 R2为可调电阻 R3为一般电阻 R4为热敏电阻 当环境温度升高时 下列 说法中正确的是 A 电容器所带电量减小 B 若R1的阻值减小 电容器的带电量可能保持不变 C 若R2的阻值增大 电容器的带电量可能保持不变 D 若R2的阻值减小 电流表的示数可能保持不变 7 在右图所示的电路中 电源电动势为E 内电阻不能忽略 闭合S后 调整R的阻值 使 电流表的示数增大 I 在这一过程中 A 通过R的电流增大 增加量大于 I B 通过R1的电流减小 减小量一定为 I C R2两端的电压增大 增加量为 IR2 D R1两端电压减小 减小量小于 IR2 8 滑动变阻器是直流电路中的常用元件 一般用来调节电路中的电压和电流 右图甲所示 是伏安法测电阻的电路图 右图乙是测电源电动势和内阻的电路图 在这两个图中滑动变 阻器都采用了限流接法 关于这两个电路选用的滑动变阻器 下列说法正确的是 A 在两个电路中 滑动变阻器阻值都是越大越好 B 在两个电路中 滑动变阻器阻值都是越小越好 C 在甲图中 滑动变阻器阻值应比待测电阻略大或相差不多 D 在乙图中 滑动变阻器阻值不能太小 其具体阻值与待测电源的电动势及允许通过的 电流有关 9 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变化的图线如右图所示 M为两元件的伏安曲线的交点 则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法中正确的是 A 图中图线a是小灯泡的伏安曲线 图线b是热敏电阻的伏安曲线 B 图中图线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 10 如右图所示 电路中电源电动势E恒定 内阻r 2 定值电阻R3 4 ab段电路消 耗的电功率在开关S断开与闭合时相等 则以下说法中正确的是 A 电阻R1 R2可能分别为 3 9 B 电阻R1 R2可能分别为 4 6 C 开关S断开时电压表的示数一定等于S闭合时的示数 D 开关S断开与闭合时 电压表的示数变化量与电流表的示数变化量 大小之比与R1 R2无关 二 非选择题 本题共二 非选择题 本题共 6 6 小题 共小题 共 6060 分 分 11 7 分 为了测量一节干电池的电动势和内阻 某实验小组按下图甲所示的电路图连好实 验电路 合上开关 电流表和电压表的读数正常 当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐 用心 爱心 专心 3 渐滑动时 发现电流表的示数逐渐增大 而电压表的示数接近 1 5V 且几乎不变 直到当 滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化 这种情况读出的电压值 电流值在U I坐标 轴上分布不均匀 出现上述情况的原因是 改进 方法是 改进后 测出几组电流 电压的数值 并画出如下 图乙所示的图象 由图象可知 这个电池的电动势为E V 内阻r 12 9 分 当小灯泡发光时其灯丝的电阻会随着发光亮度的变化而发生变化 某同学为研究 这一现象 按照自己设计的实验电路测量小灯泡的电流I和电压U 得到如下表所示的数 据 I A 0 1 2 0 2 2 0 2 9 0 3 4 0 3 8 0 4 2 0 4 5 0 4 7 0 4 9 0 5 0 U V 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 1 请你根据上表数据的特点 在虚线框中画出实验电路图 可用的器材有 电压表 电流表 滑动变阻器 变化范围 0 10 电源 小灯泡 电键 导线若干 2 在图示坐标纸上画出小灯泡的U I曲线 并定性分析灯丝的电阻与灯泡发光亮度的 变化关系 3 如果将上面实验中使用的小灯泡接在电动势是 1 5V 内阻是 2 0 的电源两端 利 用上面的U I曲线可求出小灯泡的实际功率是 W 电源效率为 13 10 分 2010 年广州亚运盛会堪称是 LED 绿色照明技术 节能照明产品得到全面应用的 照明科技博览会 无论是海心沙 广州塔 广州中轴线城市景观照明等重点工程项目 还 是亚运城 大学城等数十个场馆和设施 处处都闪耀着国产 LED 绿色照明 节能照明产品 的光芒 某实验小组要精确测定额定电压为 3V 的 LED 灯正常工作时的电阻 已知该灯正 常工作时电阻大约 500 左右 电学符号与小灯泡电学符号相同 实验室提供的器材有 电流表 A1 量程为 0 50mA 内阻RA1约为 3 电流表 A2 量程为 0 3mA 内阻RA2 15 定值电阻R1 697 定值电阻R2 1985 滑动变阻器R 0 20 一只 电压表 V 量程为 0 12V 内阻RV 1k 蓄电池 E 电动势为 12V 内阻很小 电键 S 一只 用心 爱心 专心 4 1 在下边方框中画出应采用的电路图 2 写出测量 LED 灯正常工作时的电阻表达式Rx 当表达式中的 填 字母 达到 记下另一电表的读数带入表达式 其结果为正常工作时电阻 14 9 分 如下图所示电路 已知R3 4 闭合电键 安培表读数为 0 75A 伏特表读数 为 2V 经过一段时间 一个电阻被烧坏 断路 使安培表读数变为 0 8A 伏特表读数变 为 3 2V 问 1 哪个电阻发生断路故障 2 R1的阻值是多少 3 能否求出电源电动势E和内阻r 如果能 求出结果 如果不能 说明理由 15 12 分 如下图所示的电路中 定值电阻R0 10 R为电阻箱 S2为单刀双掷开关 闭合S1 将S2切换到a 调节电阻箱 当其阻值为R1 9 时 电压传感器测得的数据为 U1 0 8V 然后保持电阻箱阻值不变 将S2切换到b 电压传感器示数为U2 0 2V 电压 传感器可看作理想电表 1 计算电阻Rx的阻值 2 若电阻Rx 2 0 将S2切换到a 多次调节电阻箱 读出多组电阻箱阻值R和记录 对应的电压传感器数据U 对测得的数据进行处理 绘出如下图所示的 图线 求电源 1 U 1 R 电动势E和内阻r 用心 爱心 专心 5 16 13 分 一只电流表头 其内电阻Rg 299 7 当给表头并联上一个阻值为 0 3 的电 阻后 此电流表量程为I 1A 1 求电流表头的满偏电流 2 若把此电流表头改装为一量程为U 3V 的电压表 需给其串联一个多大的电阻 3 若用这只电流表头和一节干电池 E 1 5V r 0 3 组装成欧姆表 现有变阻器 R1 1k R2 1 5k 应选用哪一个作调零电阻 为什么 4 当用这只组装好的欧姆表测某电阻时 欧姆表指针正好指在刻度中央 求被测电阻 的阻值是多少 2012 届同心圆梦专题卷物理专题七答案与解析 1 命题立意 本题是一道与实际联系密切的习题 考查审题能力以及对电源做功 功 率 效率等概念的理解 思路点拨 从能量守恒的角度 先计算出电源的功率 再根据效率 算出其转化的太 阳能的功率 答案 B 解析 根据 W UIt 可得 每秒太阳能电池产生的能量为 W 0 6 0 1 1J 0 06J 设太阳每秒照射的能量为 Q 则由能量守恒定律得 Q 24 W 所 以 Q 0 25J 故选项 B 正确 2 命题立意 考查串联的知识及电阻定律 并对读图能力具有一定的要求 思路点拨 由图象可知 两段导线的长度分别为 1m 和 2m 所分担的电压分别为 6V 和 4V 由电压之比可知电阻之比 再根据电阻定律计算其横截面积之比 答案 B 解析 由图象可知 两导线电压分别为 UA 6V UB 4V 由于它们串联 则 3RB 2RA 由电阻定律可知 得 选项 B 正确 3 命题立意 考查电阻的串并联知识以及对故障的判断能力 思路点拨 抓住电流表不再有读数 电压表读数增大这个关键点 对各种情况逐一判 断 答案 B 解析 如果 R1 断路 则电路中总电阻增大 总电流减小 电压表示数应减 小 所以选项 A 错误 如果 R1 短路 则电流表不再有读数 总电阻减小 总电流增大 用心 爱心 专心 6 R2 两端的电压增大 所以选项 B 正确 如果 R2 短路 则电压表不再有读数 选项 C 错误 R3 短路时 电压表和电流表的读数都增大 选项 D 错误 4 命题立意 考查欧姆定律 焦耳定律 非纯电阻电路的功率问题 思路点拨 对于非纯电阻电路 欧姆定律不再适用 但在本题中可以判断电流范围 要注意非纯电阻电路中热功率 总功率的关系 答案 B 解析 S 断开时 电流表示数为 0 5A 则 U I1R1 10V S 闭合时 因电动 机为非纯电阻元件 故 I2 1A 故 A 错 B 对 这时电路总功率 P UI 总 U I1 I2 10 1 0 5 W 即 P 15W 故 C 错误 热功率 P 热 I22R2 10W 选项 D 错误 5 命题立意 考查全电路欧姆定律 焦耳定律 思路点拨 本题首先要排除一些干扰数据 要认识到干路电流越大 电源的内电阻消 耗功率越大 答案 B 解析 当整个电路的电阻最小时 电路中干路电流最大 电源的内电阻消 耗功率最大 当两电阻并联时 总电阻最小 因此 B 选项正确 6 命题立意 本题以热敏电阻为载体 考查含电容电路的动态分析 运用数学知识解 决物理问题 思路点拨 解决本题的关键是根据电阻的变化 进而分析电容器两端的电压的变化 答案 D 解析 当环境温度升高时 R4 的电阻减小 整个回路电阻减小 干路电流增 大 安培表示数增大 并联电路电压增大即电容器两端电压增大 所以电容器电量也增大 A 答案错误 若 R1 的阻值减小 对电路无影响 B 答案错误 由闭合电路的欧姆定律知 故电容器两端的电压 随 R4 的电阻减小 R2 的阻值增大 电容器两端的电压增大 故 电容器的带电量增大 C 答案错误 若 R2 的阻值减小 整个回路电阻减小 干路电流增大 则 R4 和内阻分压增大 并联电路电压可能与温度升高前相等 安培表示数可能不变 D 答 案正确 7 命题立意 考查闭合电路的欧姆定律以及电路分析 思路点拨 要注意电源的内电阻不能忽略 电流表示数增大 I 则 R2 和内电路的总 电压将增大 并联支路的电压减小 由此可对各选项作出判断 答案 AC 解析 调整 R 的阻值 使电流表的示数增大 I 那一定是 R 变小了 R2 和内电路的总电压将增大 并联支路的电压减小 因此通过 R1 的电流减小 通过 R 的 电流增大 两个支路的总电流增加量为 I 所以选项 A 正确 B 错误 R2 阻值不变 两端 的电压增大 故电压增加量为 IR2 选项 C 正确 并联支路电压的减小量等于 I R2 r 由此可知选项 D 错误 8 命题立意 考查滑动变阻器的使用 思路点拨 本题是滑动变阻器的限流接法 所选用的滑动变阻器的阻值与具体电路有 关 应结合实际进行分析 答案 CD 解析 对于限流接法中选用的滑动变阻器的阻值 既不是阻值越大越好 也不是阻值越小越好 要具体问题具体分析 在伏安法测电阻电路中 滑动变阻器阻值应 比待测电阻略大或相差不多 选项 C 正确 在测电源的电动势和内阻电路中 现根据待测 电源的电动势和允许通过的最大电流算出对应的最小阻值 则滑动变阻器阻值应是这个值 的五至十倍 选项 D 正确 需要注意的是 阻值并不是越大越好 因为阻值太大时 调节 滑动变阻器电流变化不明显或者电流表不能读数也是没有意义的 9 命题立意 考查电阻的伏安曲线 以及图线上各点物理意义 思路点拨 面积 表示功率 横纵坐标之比为电阻值 本题易出错的地方是对图线的 理解 有的同学误以为对于 I U 图线 某状态的电阻是该点切线斜率的倒数 这一点需要 注意 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而增大 阻值也随着增大 所以图中 b 是小灯泡的伏安曲线 同理可知 热敏电阻的的温度随着通 电电流增大 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 两图线的 交点 M 表示此状态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 10 命题立意 考查闭合电路的欧姆定律 电源的输出功率等知识点 用心 爱心 专心 7 思路点拨 本题的关键是 ab 段电路消耗的电功率在开关 S 断开与闭合时相等 如果 将电源与 R3 视为等效电源 则 ab 电路就是外电路 联系电源的输出功率即可找到解题思 路 答案 AD 解析 取 R R3 r 6 有 Pab 当 S 断开前后如果有 Rab Rab R2 36 时 Pab Pab 显然 A 正确 B 错误 又由 知 Rab 变大时 Uab 变大 C 不正确 当 Rab 变化时 Uab I 图象如上图所示 图象的斜率 k R3 r 6 选 项 D 正确 11 命题立意 考查测电池电动势和内阻实验的原理 仪器的使用 实验故障的处理 方法 思路点拨 本题以测电池的电动势和内阻为背景 考查的是滑动变阻器的使用 滑动 变阻器的阻值适当时才便于调节 由图象读出电源的电动势和内阻是最基本的能力 但要 注意纵坐标不是从零开始 答案 变阻器的阻值太大 2 分 换用阻值较小的变阻器 2 分 1 44V 1 48V 1 分 2 2 2 4 2 分 解析 滑动变阻器阻值太大 滑片向 B 端移动时 因开始电流值较小 电压表示数变 化不明显 要改进这种现象 可以换用阻值较小的滑动变阻器 由乙图可知 E 1 48V r 1 48 1 00 2 2 4 12 命题立意 本题考查描绘小灯泡的伏安特征曲线以及设计电路 描绘图象 利用 图象的解题能力 思路点拨 描绘图象应采用拟合法描点连线 电阻大小取决于 U I 图象的斜率 求 实际功率可作出实际电路的 U I 图象 寻找两图象的交点即可 答案 1 如下图 a 所示 3 分 2 如下图 b 所示 灯丝电阻随发光亮度增加而变大 2 分 3 0 28 53 每空 2 分 图 a 图 b 解析 1 由表格数据可知 灯泡电阻约为 2 4 远小于电压表内阻 应采用电 流表外接法 由表格中的第一组数据可知 要取到 0 12A 的电流 滑动变阻器需用分压式 接法 2 做小灯泡的 U I 曲线时要先描点 用平滑的曲线将尽量多的点连在曲线上 连不 上的尽量分布在曲线两侧 由描绘出的图象观察可得 U I 图象的斜率越来越大 故灯丝 电阻随发光亮度增加而变大 3 小灯泡和电源串联的电路如上图所示 作出 U E Ir 的图线如图中倾斜直线 根 据两图线交点的物理意义可知 此时电源和灯泡的电流为 0 35A 灯泡工作电压为 0 80V 因此小灯泡的实际功率为 P UI 0 28W 电源效率为 100 100 53 13 命题立意 本题以新科技为背景 考查仪器选择 电路设计 数据分析 结论推 导 思路点拨 设计电路主要从两个方向考虑 1 测量电路 2 供电电路 灯泡正常 工作时 两端电压为 3V 要结合这一条件 回归具体电路分析 答案 1 如下图 4 分 2 I2 1 5mA 每空 2 分 解析 1 滑动变阻器比待测电阻阻值小很多 故供电电路采用分压式 可估算 LED 灯正常工作时的电流为 故电流表 A1 不能用来测其电流 要精确测定其电阻就要排除 电压表与电流表内阻的分流与分压 所以不能用电压表 V 测其电压与电流表 A2 测其电流 的比值求电阻 由于电流表 A2 内阻已知 与定值电阻串联可当做量程为 0 6V 的电压表与 灯泡并联测电压 电压表 V 内阻已知 可当电流表在干路中测电流与电流表 A2 示数的差 值即为通过灯泡的真实电流 电路图如上图所示 用心 爱心 专心 8 2 由于灯泡的额定电压为 3V 所以当 I2 R2 RA2 3V 灯泡达到额定电压 此时 电流的值为 I2 1 5mA 14 命题立意 考查电路的串并联 闭合电路的欧姆定律等知识点 思路点拨 由电流表 电压表读数的变化可以判断出是 R2 被烧断路了 于是电路结 构也变得简单了 由电表读数求出 R1 的阻值 再进一步分析电源的电动势和内阻是否可 求 答案 1 R2 断路 2 4 3 4