高考物理备考微专题精准突破专题51电路基本规律及电表改装问题(解析)

高考物理备考微专题精确打破专题5.1电路基本规律及电表改装问题(分析版)高考物理备考微专题精确打破专题5.1电路基本规律及电表改装问题(分析版)高考物理备考微专题精确打破专题5.1电路基本规律及电表改装问题(分析版)2020年高考物理备考微专题精确打破专题5.1电路基本规律及电表改装问题【专题讲解】一、电流电阻和电阻率1．电流定义：电荷的定向搬动形成电流．方向：规定为正电荷定向搬动的方向．三个公式q①定义式：I＝t.U②决定式：I＝R.③微观式：I＝neSv.2．电阻U定义式：R＝I.(2)物理意义：导体的电阻反响了导体对电流阻拦作用的大小，R越大，阻拦作用越大．L电阻定律：R＝ρ.S3．电阻率RS(1)计算式：ρ＝L.(2)物理意义：反响导体的导电性能，是导体资料自己的属性．(3)电阻率与温度的关系：①金属的电阻率随温度的高升而增大．②半导体的电阻率随温度的高升而减小．③超导体：当温度降低到绝对零度周边时，某些资料的电阻率突然减小为零成为超导体．二、部分电路欧姆定律1．内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．U2．公式：I＝R.3．适用条件：适用于金属导电和电解质溶液导电，适用于纯电阻电路．三、电功电热电功率1．电功定义：导体中的恒定电场对自由电荷的电场力做的功．公式：W＝qU＝IUt(适用于任何电路)．电流做功的实质：电能转变为其他形式能的过程．2．电功率定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的快慢．公式：P＝Wt＝UI(适用于任何电路)．3．焦耳定律电热：电流经过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比．计算式：Q＝I2Rt.4．热功率定义：单位时间内的发热量．Q(2)表达式：P＝t＝I2R.三、电表的改装及原理原理改装原理图分压电阻或分流电阻改装后电表内阻

改装为电压表串通电阻分压U＝Ig(Rg＋R)故R＝U－RgIgRV＝Rg＋R>Rg

改装为大量程的电流表并联电阻分流IgRg＝(I－Ig)R故R＝IgRgI－IgRRgRA＝R＋Rg<Rg【高考领航】【2019·新课标全国Ⅰ卷】某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1200Ω，经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接，进行改装。尔后利用一标准毫安表，依照图（a）所示电路对改装后的电表进行检测（虚线框内是改装后的电表）。（1）依照图（a）和题给条件，将（b）中的实物连接。（2）当标准毫安表的示数为16.0mA时，微安表的指针地址如图（c）所示，由此可以推测出改装的电表量程不是预期值，而是。（填正确答案标号）A．18MaB．21mAC．25mAD．28mA（3）产生上述问题的原因可能是。（填正确答案标号）A．微安表内阻测量错误，实质内阻大于1200ΩB．微安表内阻测量错误，实质内阻小于1200ΩC．R值计算错误，接入的电阻偏小D．R值计算错误，接入的电阻偏大（4）要达到预期目的，无论测得的内阻值可否正确，都不用重新测量，只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=。【答案】（1）（2）C（3）AC（4）9979【分析】（1）电表改装时，微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内，则实物电路连接以以下列图所示：（2）由标准毫安表与该装表的读数可知，改装后的电流表，实质量程被扩大的倍数为：n=16mA=100倍。故当原微安表表盘达到满偏时，实质量程为：25010310025mA，故本16010-3mA小题选C；（3）依照IgRgIIgR，得：I1RgIg，改装后的量程偏大的原因可能是，原微安表内阻测量R值偏小，即电表实质内阻Rg真实值，大于1200Ω；也许由于定值电阻R的计算有误，计算值偏大，实质接入定值电阻R阻值偏小。故本小题选AC；（4）由于接入电阻R时，改装后的表实质量程为25mA，故满足IgRg25IgR；要想达到预期目的，立刻微安表改装为量程为20mA电流表，应满足IgRg20IgkR，其中Ig250μA0.25mA，联立解得：k或k99。79【最新考向解码】【例1】(2019·北京市海淀区高三上学期期末)手机充电器又名电源适配器。手机常用锂离子电池的充电器采用的是恒流限压充电，充电器上所注明的输出参数如图甲所示，充电的锂离子电池表记如图乙所示。关于电源适配器与锂电池，以下说法正确的选项是( )A．手机电池表记的mAh是电功的单位B．电源适配器输出的电压是6V交流电C．若是工作电流是200mA，手机电池能连续工作约8个小时．手机充电时会轻轻发热，所以手机充电器主若是把电能转变为热能的装置【答案】C【分析】依照q＝It，手机电池表记的mAh是电量的单位，A错误；电源适配器输出的电压是6V直流电，q＝1650mAhDC表示直流，AC表示交流，B错误；若是工作电流是200mA，手机电池能连续工作的时间：t＝I200mA＝8.25h≈8，hC正确；手机充电时会轻轻发热，说明有很小部分电能被手机充电器转变为内能，D错误。【例2】(2019·海南高三上学期期末)以下列图，有一个双量程电流表，其中小量程为0～1A。已知表头的满偏电流Ig＝500mA，定值电阻R1＝20Ω，R2＝180Ω，则表头的内阻Rg的值为()A．100ΩB．200ΩC．250ΩD．500Ω【答案】B【分析】当与表头并联的电阻越大时，量程越小，即当接线柱接两端时，量程最小。由欧姆定律可知：(R1＋R2)(I－Ig)＝IgRg，代入数据解得：Rg＝200Ω，B正确。【例3】（2019·安徽六安模拟）以下列图，一台电动机提着质量为m的物体，以速度v匀速上升，已知电动机线圈的电阻为R，电源电动势为E，经过电源的电流为I，当地重力加速度为g，忽略所有阻力及导线电阻，则( )EA．电源内阻r＝I－REmgvB．电源内阻r＝I－I2－RC．若是电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源耗资的功率将变大．若是电动机转轴被卡住而停止转动，较短时间内电源耗资的功率将变小【答案】

BC【分析】

含有电动机的电路不是纯电阻电路，欧姆定律不再适用，

A错误；由能量守恒定律可得

EI＝I2r＋mgv＋I2R，解得

Emgvr＝I－I2－R，B正确；若是电动机转轴被卡住，则

E＝I′(R＋r)，电流增大，较短时间内，电源耗资的功率变大，较长时间的话，会出现烧坏电源的现象，

C正确，D

错误．【技巧方法】非纯电阻电路的分析方法抓住两个要点量：确定电动机的电压UM和电流IM是解决所有问题的要点．若能求出UM、IM，就能确定电动机的电功率P＝UMIM，依照电流IM和电动机的电阻r可求出热功率2Pr＝IMr，最后求出输出功率P出＝P－Pr.坚持“躲着”求解UM、IM：第一，对其他纯电阻电路、电源的内电路等，利用欧姆定律进行分析计算，确定相应的电压或电流．尔后，利用闭合电路的电压关系、电流关系间接确定非纯电阻电路的工作电压和电流．(3)应用能量守恒定律分析：要善于从能量转变的角度出发，紧紧围绕能量守恒定律，利用他能量”搜寻等量关系求解．

“电功＝电热＋其【微专题精练】1．(2019北·京市石景山区高三上期末)某小灯泡的一段伏安特点曲线以下列图，当经过灯泡的电流由0.10A变为0.15A时，灯泡的电阻变化了()A．10ΩB．30ΩC．40ΩD．60Ω【答案】A【分析】由图可读出，当电流Ia＝0.10A，电压Ua＝3V时，其电阻为Ra＝Ua＝3Ω＝30Ω；当电流IbIa＝0.15A，电压Ub＝6V时，其电阻为Rb＝Ub＝6Ω＝40Ω，则电阻的改变量R＝40Ω－30Ω＝10Ω，IbA正确。2．(2019浙·江杭州高三上学期模拟)如图有一内电阻为Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串通后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )A．电解槽耗资的电功率为120WB．电解槽耗资的电功率为60WC．电解槽的发热功率为60WD．电路耗资的总功率为60W【答案】B【分析由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压和灯泡两端的电压相等，都是110V，由于电解槽和灯泡串联，经过它们的电流相等，且I＝P＝6A，所以电解槽耗资的电功率为P＝UI＝110×6W＝60W，A错U1111误，B正确；电解槽的发热功率为P262P总＝U总I热11220×6W＝120W，D错误。113．(2019·东济南高三上学期期末山)以下列图，灯泡L1、L2原来都正常发光，由于故障两灯突然熄灭，(假设电路中仅有一处故障)以下说法正确的选项是( )A．将多用表的电压挡并联在ac两端，示数为0，说明ac中止路B．将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明cd间圆满C．将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数；并联在ac两端，示数为0，说明cd中止路D．断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆挡，调零后将红黑表笔连接在L1两端，若是指针不偏转，说明L1圆满【答案】C【分析】将多用表的电压挡并联在ac两端，示数为0，说明除ac段以外的其他部分有断路，A错误；将多用表的电压挡并联在cd两端，有示数，说明电表与电源形成的回路圆满，cd中止路，B错误；将多用表的电压挡并联在ad两端，有示数，说明电表与电源形成的回路圆满，ad间有断路，并联在ac两端，示数为0，说明cd中止路，C正确；断开S，将L1拆下，使用多用电表欧姆挡，调零后将红黑表笔连接在L1两端，若是指针不偏转，说明L1断路，D错误。4．(2019·苏七市二模江)检测煤气管道可否漏气平时使用气敏电阻传感器。某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小，某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路，R为变阻器，a、b间接报警装置。当a、b间电压高于某临界值时，装置将发出警报。则()A．煤气浓度越高，a、b间电压越高B．煤气浓度越高，流过R1的电流越小C．煤气浓度越低，电源的功率越大D．调整变阻器R的阻值会影响报警装置的矫捷度【答案】AD【分析】煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小，电路总电阻越小，由闭合电路欧姆定律可知，电路电流I越大，变阻器两端电压U＝IR越大，即a、b间电压越高，故A正确，B错误；煤气浓度越低，气敏电阻R1阻值越大，电路总电阻越大，电路电流I越小，电源功率P＝EI越小，故C错误；调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一准时a、b间的电压，会影响报警装置的矫捷度，故D正确。5.以下列图，电源电动势为12V，电源内阻为Ω，电路中的电阻R0为Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为2.0A．则以下判断中正确的选项是( )A．电动机的输出功率为14WB．电动机两端的电压为7.0VC．电动机产生的热功率为4.0WD．电源输出的功率为24W【答案】：B【分析】：由题意得电动机两端的电压U＝E－I(R0＋r)＝7V，则电动机的输入功率P＝UI＝14W．热功率P热＝I2RM＝2W，则输出功率P出＝P－P热＝12W．电源的输出功率P′＝EI－I2r＝20W，故B正确，A、C、错误．6.(2019·宜昌模拟)以下列图，a、b分别表示由相同资料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线，以下判断正确的选项是( )A．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示电阻丝的阻值与电压成正比【答案】：B【分析】：图线的斜率表示电阻的倒数，故Ra>Rb，选项C错误；由lA错R＝ρ知a的横截面积较小，选项S误，B正确；导体的电阻与电压没关，选项D错误．7.(2019济·南质检)有甲、乙两个由同种金属资料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内经过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的选项是( )．经过甲、乙两导体的电流相同．经过乙导体的电流是甲导体的两倍C．乙导体中自由电荷定向搬动的速率是甲导体的两倍．甲、乙两导体中自由电荷定向搬动的速率大小相等【答案】：B【分析】：由I＝q可知，I乙＝2I甲，B正确，A错误；由I＝nvSq可知，同种金属资料制成的导体，n相同，t因S甲＝2S乙，故v甲∶v乙＝1∶4，C、D错误．8.(2019邢·台一中月考)两根用同种资料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l和d；乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d.将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，若是两电阻丝耗资的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足()U＝1B.U＝2甲甲A.U乙U乙2U甲＝2D.U甲＝2C.U乙U乙【答案】：C【分析】：由电阻定律lU2l4lR＝ρ，P＝，得U＝P×ρ＝P×ρ，所以加在两根电阻丝上的电压的比值应SRSπd2满足U甲＝2.综上本题选C.U乙9.(2019山·东临沂十九中高三上学期第六次调研)以下列图，M为一线圈电阻RM＝Ω的电动机，R＝8Ω，电源电动势E＝10V。当开关S断开时，电流表的示数I1＝1A，当开关S闭合时，电流表的示数为I2＝3A。求：电源内阻r；(2)开关S断开时，电阻R耗资的功率P；(3)开关S闭合时，经过电动机M的电流大小IM。【答案】(1)2Ω(2)8W(3)2.5A【分析】(1)当S断开时，依照闭合电路欧姆定律：E＝I1(R＋r)，代入数据得：r＝2Ω。2电阻R耗资的功率：P＝I1R＝1×8W＝8W。开关S闭合时，电路的路端电压：U＝E－I2r＝(10－3×2)V＝4V，U4R所在的支路电流：IR＝R＝8A＝0.5A，经过电动机的电流：IM＝I2－IR＝(3－0.5)A＝2.5A。10.(2019山·东泰安一模)如图为某同学组装完成的简单多用电表的电路图。图中E是电池；R、R、R、R1234和R5是固定电阻，R6是最大阻值为20kΩ的可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为600Ω。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×1kΩ挡。图中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接。(2)关于R6的使用，以下说法正确的选项是________(填正确答案标号)。A．在