电路及其应用（学生版）

电路及其应用考点一：电流的理解及其应用考向1：电流的定义【例1】某金属导线，如果在10s时间内有5.0×1019个自由电子通过面积为0.1cm2的某横截面，则通过该截面的电流是（）A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A【变式1-1】某手机的电池容量为，则意味着该电池充满电后能搬运的电荷量为（）A． B． C． D．【变式1-2】某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）A．0 B．0.8A C．1.6A D．3.2A考向2：电流的微观表达式【例2】如图所示为静电分析器中一段极窄的真空圆弧分析管道。电子束沿圆弧匀速运动穿过管道，形成恒定电流I。已知单位长度的电子数量为n，电子的电荷量为e，横截面积为S，不计电子之间的相互作用力，则电子的定向移动速率为（）A． B． C． D．【变式2-1】如图，一根粗细均匀的导线，两端加上恒定电压，自由电子定向移动的平均速率为v，若导线横截面积为S，单位体积内自由电子的总电荷量大小为q、电荷个数为n，电流大小为（

）A． B． C． D．【变式2-2】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，电子定向移动的平均速率为（）A．光速c B． C． D．考点二：欧姆定律和电阻定律的理解及应用考向3：电阻定律【例3】高中物理教材《导体的电阻》的思考和讨论中的一张图片如图，和是材料相同、厚度相同、表面都为正方形的导体。的表面边长是的表面边长的2倍，则和的大小关系是（）A． B． C． D．无法判断【变式3-1】一质量分布均匀的圆柱形金属棒的电阻为R1、电阻率为ρ1；将该金属棒的长度拉伸至原来的x倍后，仍为圆柱形，其电阻为R2、电阻率为ρ2。下列关系式正确的是（）A．ρ2=3ρ1 B．ρ2=6ρ1C．R2=x2R1 D．R2=xR1【变式3-2】一根细橡胶管中灌满盐水，两端用短粗铜丝塞住管口，将管中盐水柱均匀拉长至20cm时，测得电阻为R，现使得管中盐水柱长为16cm，若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同（盐水体积不变，仍充满橡胶管）。则此时盐水柱电阻为（）A．R B．R C．R D．R考向4：欧姆定律、电阻定律的综合应用【例4】两根长度相同、半径之比的均匀铜导线、按如图所示的方式接入电路，下列说法正确的是（

）A．流过的电流之比为B．A、B的电阻之比为2:1C．通过A、B的电子定向移动速率之比为1:2D．单位时间通过A、B的电量之比为1:1【变式4-1】两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比L1：L2＝5：2，直径之比d1：d2＝2：1，给它们加相同的电压，通过它们的电流之比为I1：I2＝3：2，则它们的电阻率之比ρ1：ρ2为（）A． B． C． D．【变式4-2】一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时（）A．该金属导线的电阻变为原来的2倍B．该金属导线的电阻率变为原来4倍C．自由电子定向移动的平均速率为D．通过金属导线的电流为考向5：伏安特性曲线与U-I图形【例5】如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，关于两电阻的描述正确的是（）A．电阻a的阻值随电流的增大而增大B．因I－U图像的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的阻值R＝＝1ΩC．在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值D．在两图线交点处，电阻a的阻值是电阻b的阻值的2倍【变式5-1】如图所示为某小灯泡的曲线。图像P点与原点的连线与横轴成α角，P点的切线与横轴成β角，下列说法正确的是（）A．小灯泡的电阻随电压的增大而减小 B．小灯泡的电阻不随电压变化C．电压为时，小灯泡的电阻可表示为 D．电压为时，小灯泡的电阻可表示为【变式5-2】某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是（）A．对应于B点的电阻为12ΩB．对应于B点的电阻为40ΩC．工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了1ΩD．工作状态从A变化到B时，导体的电阻改变了9Ω考点三：串并联电路考向6：串并联电路的基本计算【例6】如图所示，当a、b两端接入10V的电压时，c、d两端电压为6V，当c、d两端接入10V的电压时，a、b两端电压为4V，则R1：R2：R3等于（）A．4：2：1 B．4：12：9 C．3：2：1 D．8：4：3【变式6-1】如图所示的电路中，定值电阻分别为和，现在、两点间加12V的稳恒电压，下列说法正确的是（）A．、间的总电阻为 B．和两端的电压比为C．流过和的电流比为 D．和两端的电压比为【变式6-2】如图所示，电阻R1=R4=6Ω，R2=R3=3Ω，电流表为理想电流表，电源电动势E=12V，电源内阻不计，闭合开关后，则以下说法不正确的是（）A．R1与R3两端的电压相等B．通过R4的电流为2AC．流过电流表的电流方向向上D．流过电流表的电流大小为1A考向7：电表的改装【例7】已知表头的内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，图甲为两个量程的电压表，量程分别为0~3V和0~15V；图乙为两个量程的电流表，量程分别为0~1A和0~0.1A。关于电阻R1、R2、R3、R4的值，正确的是（）A．R1=1500Ω B．R2=1500Ω C．R3=0.41Ω D．R4=5.00Ω【变式7-1】如图所示，是某两量程电流表内部的部分电路。当使用a、b两个端点时，量程I1=1A，当使用a、c两个端点时，量程I2=0.1A，已知表头的内阻Rg为100Ω，满偏电流Ig为10mA，则电阻R1、R2的值是（计算结果保留小数点后两位）（

）A．R1=1.01ΩB．R2=10.00ΩC．若将该电流表当做电压表用，接a、c两个端点时量程是2.11VD．若将该电流表当做电压表用，接a、c两个端点时量程比接a、b时大【变式7-2】某同学利用一个表头和三个定值电阻和设计了如图所示的双量程电流表。若只增大的阻值，则（）A．两个量程均变大B．两个量程均变小C．量程1变大，量程2变小D．量程1变小，量程2变大考向8：分压式电路的接法及特点【例8】如图所示的电路中，接在滑动变阻器Rab两端的电压恒定为10V，滑片P处在ab的正中央，下列四种情况中，R上的电压最接近5V的情况是（）A．Rab＝10kΩ，R＝400ΩB．Rab＝200kΩ，R＝100kΩC．Rab＝200kΩ，R＝400kΩD．Rab＝200Ω，R＝400kΩ【变式8-1】伏安法测电阻是常用的一种测电阻的方法，用电压表和电流表测出待测电阻的电压和电流，可用电压和电流的比值计算出电阻。如图甲、乙所示为某同学设计的两个用伏安法测电阻的电路图，电压表与电流表均不能视为理想电表，则以下正确的是（）

A．图甲电路中测得的电压和电流可以从0开始调节B．图甲电路中，由于电流表的分压导致电阻的测量值大于真实值C．图乙的电阻测量值一定比图甲的电阻测量值更接近真实值D．图乙电路中，闭合开关之前滑动变阻器滑片应放到端【变式8-2】某同学利用图甲所示电路进行实验，定值电阻，电源电动势为E，内阻不计，电压表为理想电表，滑动变阻器的最大阻值分别为、。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电压表读数随（滑片移动的距离与滑片在变阻器上可移动的总长度的比值）变化的关系曲线如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．闭合开关前滑片应处于电路图中滑动变阻器的左端B．滑动变阻器最大阻值为时，得到的曲线是C．滑动变阻器最大阻值为时，实验得到的曲线为D．为了方便调节，实验中应选用最大阻值为的滑动变阻器考点四：电功、电功率及焦耳定律考向9：纯电阻电路电功相关计算【例9】把相同灯泡接成如图甲、乙所示的电路，调节滑动变阻器使小灯泡均正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论正确的是（）A．P甲=3P乙 B．P甲>3P乙 C．P乙=3P甲 D．P乙>3P甲【变式9-1】两盏电灯L1、L2分别标有“110V，100W”、“110V，40W”，若将两盏电灯接在电压为220V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是（）A． B．C． D．【变式9-2】如图所示，电路中灯泡均正常发光，阻值分别为，，，，电源电动势，内阻不计，四个灯泡中消耗功率最大的是（）A． B． C． D．考向10：非纯电阻电路的计算【例10】如图所示，电源电动势，内阻，电动机的线圈电阻，只闭合时，理想电流表示数，再闭合，电动机正常工作，理想电流表示数，不考虑灯丝电阻的变化。则闭合后（）A．电动机的输出功率为960W B．电动机的输出功率为500WC．电动机的效率为47.9% D．电动机的效率为52.1%【变式10-1】某同学在实验室找到一个小型直流电动机，并将其按如图所示的方式连接好电路，由此制作了一个简易升降机。电路中电源电动势，内阻，路端电压，定值电阻。内阻的直流电动机正常工作时。将一个质量的重物竖直向上匀速提起。不计空气阻力和摩擦，重力加速度g取10m/s2。则（）A．电动机两端的电压为4.5VB．电动机的输出功率为1.2WC．电源的工作效率为67.9%D．重物匀速上升时的速度大小为0.1m/s【变式10-2】如图所示为某一电动车，其动力电源上的铭牌标有“”字样。它正常工作时电源输出电压恒为40V，额定输出功率为400W。由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为，不考虑其他部件的摩擦损耗。已知运动时电动车受到的阻力恒为32N，下列说法正确的是（）A．电源内阻为，额定工作电流为2AB．电动车电动机的内阻为C．电动车保持额定功率匀速行驶的最远距离是D．电动车保持额定功率匀速行驶的最长时间是2h真题演练1．如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为、，长度分别为、。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为（

）A． B． C． D．2．将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体，总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体、的电阻率之比约为（）A． B． C． D．3．如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中，固定一内部真空且内壁光滑的圆柱形薄壁绝缘管道，其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a，长度为l（）。带电粒子束持续以某一速度v沿轴线进入管道，粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上，与管壁发生弹性碰撞，多次碰撞后从另一端射出，单位时间进入管道的粒子数为n，粒子电荷量为，不计粒子的重力、粒子间的相互作用，下列说法不正确的是（）

A．粒子在磁场中运动的圆弧半径为aB．粒子质量为C．管道内的等效电流为D．粒子束对管道的平均作用力大小为4．某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，每秒喷出水的质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率（水泵的输出功率与输入功率之比）为75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（）A．每秒水泵对水做功为75JB．每秒水泵对水做功为225JC．水泵输入功率为440WD．电动机线圈的电阻为105．有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨膜电流，若将该细胞膜视为的电容器，在内细胞膜两侧的电势差从变为，则该过程中跨膜电流的平均值为（）A． B． C． D．6．一车载加热器（额定电压为）发热部分的电路如图所示，a、b、c是三个接线端点，设ab、ac、bc间的功率分别为、、，则（

）A． B．C． D．二、解答题7．虚接是常见的电路故障，如图所示，电热器A与电热器B并联。电路中的C处由于某种原因形成了虚接，造成了该处接触电阻0~240Ω之间不稳定变化，可等效为电阻，已知MN两端电压，A与B的电阻，求：（1）MN间电阻R的变化范围