专题11 直流电路（原卷版）

专题11直流电路一、串联电路：总电阻大于任一分电阻；并联电路：总电阻小于任一分电阻；二、和为定值的两个电阻，阻值相等时并联电阻值最大，右图中，两侧电阻相等时总电阻最大三、无论是串联还是并联电路，若某一个电阻增大，则总电阻一定增大。在如图所示的电路中，已知电阻R1＝R2，R3阻值未知，则通过它们的电流之比I1：I2：I3为（）A．2：1：3 B．1：2：3 C．2：2：1 D．1：1：2如图所示，是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是电阻，电源电压为U保持恒定。如果滑动片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是（）A．输出端的电压大于U2B．输出端的电压等于U2C．滑动片P向上移动，输出电压增大 D．负载电阻R的阻值越大，输出电压越小如图所示，a、b、c三盏灯实际消耗的功率b、c相等，a是b的4倍。则a、b、c三盏灯的电阻之比为（）A．2：1：1 B．1：1：1 C．1：4：4 D．无法确定磁电式电流表（表头）最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G，内阻Rg＝30Ω，满偏电流Ig＝5mA，要将它改装为量程为0～3A的电流表，所做的操作是（）A．串联一个570Ω的电阻 B．并联一个0.05Ω的电阻 C．串联一个270Ω的电阻 D．并联一个0.01Ω的电阻某同学用一个微安表头（量程1mA内阻90Ω）：电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流10mA和电压3V两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值（）A．R1＝100Ω，R2＝300Ω B．R1＝10Ω，R2＝291Ω C．R1＝100Ω，R2＝291Ω D．R1＝10Ω，R2＝300Ω四、路端电压U与电流I的关系(1)关系式：U＝E－Ir.(2)U－I图象如图1所示．①当电路断路即I＝0时，纵坐标的截距为电源电动势．②当外电路短路即U＝0时，横坐标的截距为短路电流．③图线的斜率的绝对值为电源的内阻．五、下图中可以将灯泡的伏安特性曲线与电源的图象画在同一幅图中，交点即为二者直接串联时的参数。小怀同学希望利用电学方法对长度进行测量，电路图如下，其中电源电动势为6V，内阻为1Ω，电流表量程为0～3A，内阻为1Ω，有一长方体导体材料R，x、y、z方向上棱长分别为dcm、2cm、1cm，先将R沿x轴方向接入电路，电流表示数1A，再将R沿y轴方向接入电路，电流表示数2A，则下列说法正确的是（）A．d＝4mm B．沿x、y、z三个方向接入R，电源效率最大约为75% C．沿x、y、z三个方向接入R，电流表示数均不会超量程 D．沿x、y、z三个方向接入R，R的功率最小为2W在如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图象，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源与电阻R组成闭合电路。由图象判断错误的是（）A．电源的电动势为3V，内阻为0.5Ω B．电阻R的阻值为1Ω C．电源的效率为80% D．电源的输出功率为4W（多选）如图所示，直线Ⅰ、Ⅱ分别是电源1与电源2的路端电压随输出电流的变化的特性图线，曲线Ⅲ是一个小灯泡的伏安特性曲线。曲线Ⅲ与直线Ⅰ、Ⅱ相交点的坐标分别为P（5，3.5）、Q（6，5）。如果把该小灯泡分别与电源1、电源2单独连接，则下列说法不正确的是（）A．电源1与电源2的内阻之比是3：2 B．电源1与电源2的电动势之比是1：1 C．在这两种连接状态下，小灯泡的电阻之比是21：26 D．在这两种连接状态下，小灯泡消耗的功率之比是7：10如图所示，直线A为某电源的U﹣I图线，曲线B为标识不清的小灯泡L1的U﹣I图线，将L1与该电源组成闭合电路时，L1恰好能正常发光。若将相同材料制成的标有“3V，20W”的灯泡L2与该电源组成闭合电路，下列说法中正确的是（）A．电源的内阻为23ΩB．把灯泡L1换成L2，L2可能正常发光 C．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率可能相等 D．把灯泡L1换成L2，电源的输出功率一定变小（多选）在如图所示的U﹣I图像中，a为某电源的路端电压与电流的关系，b为某元件的电压与电流的关系。则（）A．电源的电动势为8.0V，内阻为4.0Ω B．将此电源与该元件串联时，电源输出功率约为7.7W C．将此电源与该元件串联时，电源内、外电路消耗功率之比约为3：2 D．将此电源与两个相同该元件串联时，电源输出功率约为8.0W六、闭合电路动态分析：（“串反并同”——若右图的滑片上滑RP增大，七、闭合电路半定量分析（ΔU/ΔI）：对于定值电阻而言R=U/I=ΔU/ΔI.|ΔU1/ΔI|=R|ΔU2/ΔI|=R+r|ΔU3/ΔI|=r在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（）A．电路再次稳定时，电源效率增加 B．灯L2变暗，电流表的示数减小 C．灯L1变亮，电压表的示数减小 D．电容器存储的电势能增加动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是（）A．烟雾浓度增大时，RM的阻值增大 B．烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大 C．滑片P向左移动可以提高报警灵敏度 D．烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大如图甲所示，两个电压表均视为理想电表，电阻R2为压敏电阻（阻值随所受压力的增大而减小，用柔软的导线与其他电学元件相连且导线足够长），在其受压面上固定一物块。如图乙所示，一半圆柱的工件固定在实验桌面上，A为半圆水平直径的端点，B为半圆的最高点。闭合电键S，将物块和压敏电阻一起置于圆柱表面上，用方向始终沿圆弧的切线方向的力F推物块，使物块和压敏电阻由A点缓慢移动到B点，在此过程中，电压表V1的示数改变量大小为ΔU1，电压表V2的示数改变量大小为ΔU2，U1、U2分别是电压表V1、V2示数。下列说法正确的是（）A．电压表V1的示数U1变小 B．电压表V2的示数U2变小 C．ΔU1一定小于ΔU2 D．R2消耗的电功率逐渐减小如图所示，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，电路与圆环的接触点O点固定，P为电路与圆环良好接触的滑动触头，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，在滑动触头P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表和电流表的示数都一直变大 B．灯L1先变暗后变亮，电流表的示数一直变小 C．灯L2先变暗后变亮，电压表的示数先变大后变小 D．电容器C所带电荷量先减少后增多如图所示电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r，各电表均为理想电表。闭合电键后，将滑动变阻器滑片向上滑动，电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔU3，电流表A示数变化量的绝对值为ΔI，则（）A．V1、V2、V3、A示数均变小 B．ΔU2＝ΔU1+ΔU3 C．ΔU2ΔI和ΔD．电源输出功率先增大后减小八、电源的功率和效率： 1．电源的总功率(1)任意电路：P总＝IE＝IU外＋IU内＝P出＋P内．(2)纯电阻电路：P总＝I2(R＋r)＝eq\f(E2,R＋r).2．电源内部消耗的功率：P内＝I2r＝IU内＝P总－P出．3．电源的输出功率(1)任意电路：P出＝IU＝IE－I2r＝P总－P内．(2)纯电阻电路：P出＝I2R＝eq\f(E2R,（R＋r）2)＝eq\f(E2,\f((R－r)2,R)＋4r).(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系①当R＝r时，电源的输出功率最大为Pm＝eq\f(E2,4r).②当R>r时，随着R的增大输出功率越来越小．③当R<r时，随着R的增大输出功率越来越大．④当P出<Pm时，每个输出功率对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2.⑤P出与R的关系如图所示．4．电源的效率(1)任意电路：η＝eq\f(P出,P总)×100%＝eq\f(U,E)×100%.(2)纯电阻电路：η＝eq\f(R,R＋r)×100%＝eq\f(1,1＋\f(r,R))×100%因此在纯电阻电路中R越大，η越大；当R＝r时，电源有最大输出功率，效率仅为50%.九、含电动机的电路中，电动机的输入功率P入＝UI，发热功率P热＝I2r，输出机械功率P机＝UI－I2r.如图1所示，用充电宝为一手机电池充电，其等效电路如图2所示。在充电开始后的一段时间t内，充电宝的输出电压U、输出电流I可认为是恒定不变的，设手机电池的内阻为r，则时间t内（）A．充电宝输出的电功率为UI+I2r B．充电宝产生的热功率为I2r C．手机电池产生的焦耳热为U2D．手机电池储存的化学能为UIt﹣I2rt（多选）电动机的电枢阻值为R，电动机正常工作时，两端的电压为U，通过的电流为I，工作时间为t，下列说法中正确的是（）A．电动机消耗的电能为I2Rt B．电动机线圈产生的热量为I2Rt C．电动机消耗的电能为UIt D．电动机线圈产生的热量为U如图甲所示，电动势为0.10V的电池连接一只电流表，两者的内阻忽略不计。电池的一端连接长度为1.0m导线的右端，电流表的另一端接上导线的某一点，x为接点与导线左端的距离，导线由一段金属线1（电阻率为5.6×10﹣8Ω•m）和一段金属线2（电阻率为2.8×10﹣8Ω•m）串接而成，它们的横截面积相同。由电流表测得的电流I，所推得的电路总电阻R和x的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．导线的左边部分为金属线1 B．导线的横截面积约为1.0×10﹣8m2 C．当x＝0.7m时电池消耗的功率约为0.36W D．当x＞0.3m时电流表读数I随x变化的关系式近似为I=如图所示电路中，电源电动势E＝8V，内阻r＝1Ω，定值电阻R1＝9Ω，R2＝10Ω，R3＝5Ω；滑动变阻器R4的取值范围为0～15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使R4取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（）A．R4＝0时，定值电阻R1消耗的功率最大，为2W B．R4＝5Ω时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W C．R4＝10Ω时，R4消耗的功率最大，为0.4W D．R4＝15Ω时，电源的效率最高，为90%大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随距地面高度的增加而增大，可以把离地面50km以下的大气看作是具有一定程度漏电的均匀绝缘体（即电阻率较大的物质）；离地面50km以上的大气则可看作是带电粒子密度非常高的良导体，地球本身带负电，其周围空间存在电场。离地面h＝50km处与地面之间的电势差约为U＝3.0×105V。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恒定不变（可视为匀强电场），统计表明，雷暴每秒带给地球的平均电荷量约为q＝1800C，已知地球半径r＝6400km。下列说法正确的是（）A．离地面越近电势越高 B．绝缘层大气的电场强度约为6×103V/m C．地球漏电功率约为6×107W D．大气电阻率ρ约为1.8×1012Ω•m如图是开化中学消防改造工程使用的某品牌排烟风机的相关参数，则下述判断正确的是（）风机流量15868m3/h风机效率65%电机电功率5.5kW风机转速1450r/min工作电压220VA．风机的转动角速度为9106rad/s B．以额定功率工作时通过排风机的电流约为2.5A C．排风扇的内电阻约为8.8Ω D．正常工作1小时排风机输出的机械能等于1.287×107J在如图所示的电路中，电源的电动势E＝6V、内阻r＝2Ω，电动机M的内阻为2Ω，滑动变阻器R的总阻值为20Ω。闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片置于正中间时，电动机恰好正常工