2020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

1、 2020届同心圆梦专题七物理考试范围：欧姆定律；电阻定律；电阻的串、并联；电功率、焦耳定律；电源的电动势和内阻；闭合电路的欧姆定律等知识点一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1据报道，“神舟”八号飞船将2020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

2、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 （ ）A0.24JB0.25JC0.26JD0.28J2两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 （ ）A23B13C12D313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 （ ）AR1断路BR1短路CR2短路DR3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，

3、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 （ ）AI1.5ABI1.5ACP15WDP热10W5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

4、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IB通过R1的电流减小，减小量一定为ICR2两端的电压增大，增加量为IR2DR1两端电压减小，减小量小于IR28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

5、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

6、，电路中电源电动势E恒定，内阻r2，定值电阻R34。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、9B电阻R1、R2可能分别为4、6C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6小题，共60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

7、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）0.120.220.290.340.380.420.450.470.490.50U（V）0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）请你根据

8、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010）、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UI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UI曲线可求出小灯泡的实际功率是 W，电源效率为 。13（10分）2020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、

9、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050mA，内阻RA1约为3）电流表A2（量程为03mA，内阻RA2=15）定值电阻R1=697定值电阻R2=1985滑动变阻器R（020）一只电压表V（量程为012V，内阻RV=1k）蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）电键S一只（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。1

10、4（9分）如下图所示电路，已知R34，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R010，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

11、电阻Rx的阻值。（2）若电阻Rx2.0，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。求电源电动势E和内阻r。16.（13分）一只电流表头，其内电阻Rg299.7。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（E1.5V，r0.3）组装成欧姆表，现有变阻器R11k，R21.5k，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

12、针正好指在刻度中央，求被测电阻的阻值是多少？2020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=0.60.11J=0.06J，设太阳每秒照射的能量为Q，则由能量守恒定律得Q24%=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

13、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，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

14、，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P15W，故C错误。热功率P热=I22R210W，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

15、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

16、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

17、；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

18、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，

19、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。【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RabRab=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，UabI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

20、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）1.44V1.48V（1分）2.22.4（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= =1.481.00.2=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

21、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UI图象的斜率，求实际功率可作出实际电路的UI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24，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UI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，UI图象的斜率越来越大，故灯丝电阻

22、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=EIr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

23、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06V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。（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）4V 不能求出内阻【解析】（1）伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是R2被烧断路了（2分）（2）