2023版高考物理总复习之加练半小时-第九章-微专题59-部分电路及其规律

第九章恒定电流微专题59部分电路及其规律1．电流计算的两个公式：定义式：I＝eq\f(q,t)，微观表达式：I＝neSv.2.分析电路的串、并联结构，用欧姆定律分析计算电路中各部分的电压、电流.3.注意电阻的定义式和决定式.4.注意电功(电功率)和电热(热功率)的区别．1.如图所示，在1价离子的电解质溶液内插有两根碳棒A和B作为电极，将它们接在直流电源上，于是溶液里就有电流通过．若在t秒内，通过溶液内截面S的正离子数为n1，通过的负离子数为n2，设基本电荷为e，则以下说法中正确的是()A．正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向从B→AB．溶液内由于正负离子移动方向相反，溶液中的电流抵消，电流等于零C．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq\f(n1e,t)D．溶液内的电流方向从A→B，电流I＝eq\f(n1＋n2e,t)答案D解析正离子从A运动到B，负离子从B运动到A，电流的方向跟正离子的运动方向相同，跟负离子的运动方向相反，所以正离子定向移动形成的电流方向从A→B，负离子定向移动形成的电流方向也从A→B，A、B错误．通过溶液内截面的离子总数为n1＋n2，所以电流I＝eq\f(n1＋n2e,t)，C错误，D正确．2．铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为()A．光速c B.eq\f(I,meS)C.eq\f(Iρ,neSm) D.eq\f(mI,neSρ)答案D解析单位体积的电子数为N＝eq\f(ρn,m)，根据I＝NeSv可得v＝eq\f(I,NeS)＝eq\f(mI,neSρ)，故选D.3．(2022·海南海口一中高三月考)如图所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则()A．S断开时，R1与R2的两端电压之比为5∶1B．S闭合时，R1与R2两端的电压之比为2∶5C．S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1D．S闭合时，通过R1与R2的功率之比为2∶5答案B解析S断开时，R1与R2串联，两端电压之比为U1∶U2＝R1∶R2＝1∶5，A错误；S闭合时，R1与R2两端的电压之比为U1∶U2＝R1∶eq\f(R2R3,R2＋R3)＝2∶5，B正确；S闭合时，通过R2与R3的电流之比为1∶1，C错误；S闭合时，通过R1与R2的功率之比为P1＝I2R1＝2I2，P2＝(eq\f(I,2))2R2＝eq\f(5,2)I2，解得P1∶P2＝4∶5，D错误．4．(多选)地球本身带负电，其周围空间存在电场，由于电场的作用，地球处于放电状态．但大气中频繁发生雷暴又对地球充电，从而保证了地球周围电场强度大小恒定不变．统计表明，雷暴带给地球的平均电荷量每秒约为q＝1.8×103C，离地面50km处的大气层与地面之间的电势差约为U＝3.0×105V．已知地球半径r＝6.4×103km.则()A．雷暴对地球充电的平均电流约为I＝1.8×103AB．离地面50km以下的大气层平均电阻为R＝3.0×103ΩC．离地面50km以下的大气层的平均电阻率为ρ≈1.7×108Ω·mD．离地面50km以下的大气层的平均电阻率为ρ≈1.7×1012Ω·m答案AD解析雷暴对地球充电的平均电流约为I＝eq\f(q,t)＝eq\f(1.8×103,1)A＝1.8×103A，所以A正确；离地km以下的大气层的平均电阻率为ρ＝eq\f(RS,l)＝eq\f(R4πr2,l)＝eq\f(1.7×102×4×3.14×6.4×103×1032,50×103)Ω·m≈1.7×1012Ω·m，所以C错误；D正确．5．在如图所示的电路中，电源电压U＝15V，电阻R1、R2、R3的阻值均为10Ω，S为单刀双掷开关，则开关S接A和开关S接B时，电压表的读数分别为()A．7.5V10V B．10V7.5VC．010V D．10V0答案C解析开关S接A，电压表被短路，电压表测量的是导线上的电压U1＝0；开关S接B，R2与R3并联再与R1串联，电压表测量的是R1两端的电压U2＝eq\f(U,R1＋\f(R2R3,R2＋R3))R1＝10V，故选C.6．四盏灯泡接成如图所示的电路．a、c灯泡的规格为“220V40W”，b、d灯泡的规格为“220V100W”，各个灯泡的实际功率都没有超过它的额定功率．则下列选项正确的是()A．Pa＝Pc<Pb＝Pd B．Pa＝Pc>Pb>PdC．Pa<Pc<Pb<Pd D．Pa<Pc<Pb＝Pd答案A解析由题意可知Ra＝Rc>Rb＝Rd，故Rab＝Rcd，由串联电路的特点可知Ua＝Ub＝Uc＝Ud，根据P＝eq\f(U2,R)，故Pa<Pb，Pc<Pd，Pa＝Pc，Pb＝Pd，所以Pa＝Pc<Pb＝Pd，A正确，B、C、D错误．7.(多选)如图所示，USB电风扇体积小、便于携带，并且采用了新型的无刷直流电机，比传统的马达风扇更安静、更省电．关于USB电风扇，以下说法正确的是()A．风扇正常工作时，同一扇叶上各点角速度相等B．风扇正常工作时，同一扇叶上各点线速度大小相等C．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总＝UID．若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机输出机械功率：P出<UI答案ACD解析风扇正常工作时，同一扇叶上各点属于同轴转动，角速度相等，选项A正确，B错误；若风扇内部电机两端电压为U，输入电流为I，则电机消耗的总功率：P总＝UI，选项C正确；同时又由于电动机线圈生热消耗一部分能量，因此电机输出机械功率：P出<UI，选项D正确．8.如图所示是家用电饭煲的电路图．将电饭煲接到稳压电源上，当开关接通“加热”挡时，电热丝以额定功率给食物加热，当食物蒸熟后，开关接通“保温”挡，给食物保温，这时电热丝的功率为其额定功率的eq\f(1,9)，电流为1.40A，已知分压电阻的阻值R＝100Ω.求：(1)保温时，电阻R两端的电压；(2)稳压电源输出的电压；(3)电热丝的额定功率．答案(1)140V(2)210V(3)882W解析(1)电阻R两端的电压为UR＝IR＝1.40×100V＝140V；(2)设电热丝的电阻为r，电源输出电压为U，则(eq\f(U,R＋r))2r＝eq\f(1,9)·eq\f(U2,r)，解得：r＝50Ω.所以电源电压为U＝I(R＋r)＝1.40×(100＋50)V＝210V；(3)电热丝的额定功率为P＝eq\f(U2,r)＝eq\f(2102,50)W＝882W.9.如图所示，M为一线圈电阻r＝0.4Ω的电动机，R＝24Ω，电源电动势E＝40V．当S断开时，电流表的示数I1＝1.6A，当开关S闭合时，电流表的示数I2＝4.0A．求：(1)电源内阻；(2)开关S闭合时电动机发热消耗的功率和转化为机械能的功率；(3)开关S闭合时电源的输出功率和电动机的机械效率．答案(1)1Ω(2)2.5W87.5W(3)144W97.2%解析(1)根据闭合电路的欧姆定律I1＝eq\f(E,R＋r0)；代入数据解得r0＝eq\f(E,I1)－R＝(eq\f(40,1.6)－24)Ω＝1Ω；(2)开关S闭合后路端电压U＝E－I2r0＝(40－4.0×1)V＝36V流过R的电流为IR＝eq\f(U,R)＝1.5A流过电动机的电流为I＝I2