物理电学难题试题及巧妙答案解读

物理电学难题试题及巧妙答案解读考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题只有一个选项正确，将正确选项的标号填在题后括号内。每小题4分，共40分）1.两个定值电阻R₁和R₂串联接在电路中，若R₁>R₂，则相同时间内产生热量较多的是（）A.R₁B.R₂C.一样多D.无法确定2.关于电功和电功率，下列说法正确的是（）A.电流做功越多，电功率越大B.电流做功越快，电功率越大C.电压越高，电功率越大D.电流越大，电功率越大3.一个标有“6V3W”的灯泡，正常工作时的电阻约为（）A.2ΩB.6ΩC.12ΩD.36Ω4.两个电阻R₁=10Ω和R₂=20Ω并联接在电路中，总电阻的值为（）A.30ΩB.10ΩC.7.5ΩD.5Ω5.在图所示的电路中，电源电压恒定，闭合开关S后，灯L₁和L₂都发光。一段时间后，其中一盏灯突然熄灭，而电流表和电压表的示数都变大，则故障可能是（）A.L₁断路B.L₂断路C.L₁短路D.L₂短路6.某用电器正常工作时的电压为U，额定功率为P。现将该用电器接在电压为U/2的电路中，它实际消耗的功率为（）A.P/2B.P/4C.2PD.P7.电容器的核心作用是（）A.产生电流B.产生电压C.储存电荷D.分离正负电荷8.一个电熨斗接在家庭电路中，正常工作时的电流约为5A。该电熨斗的额定功率最接近于（）A.55WB.550WC.5500WD.55kW9.在图所示的电路中，电源电压恒定，R₁=10Ω，R₂=20Ω。当开关S闭合时，电流表A₁的示数与电流表A₂的示数之比为（）A.1:1B.1:2C.2:1D.3:110.将一个阻值为R的电阻丝接在3V电路中，5分钟产生的热量为Q。现将该电阻丝对折后接在同一电路中，产生相同热量所需的时间为（）A.Q/4B.Q/2C.2QD.4Q二、多项选择题（每小题有多个选项正确，将所有正确选项的标号填在题后括号内。每小题5分，共25分。漏选得2分，错选不得分）11.下列说法中正确的是（）A.电流表应与被测电路串联B.电压表应与被测电路并联C.电流表可以直接接在电源两极上D.电压表可以直接接在电源两极上12.下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A.电风扇B.电动机C.白炽灯D.电水壶13.在图所示的电路中，电源电压恒定，R₁、R₂、R₃为定值电阻。闭合开关S，电路正常工作。断开开关S后（）A.电流表A的示数变小B.电压表V₁的示数变小C.电阻R₂消耗的功率变小D.电阻R₃消耗的功率变大14.一个标有“220V100W”的灯泡，与一个标有“220V40W”的灯泡串联接在220V的电路中，则（）A.两个灯泡都正常发光B.“220V100W”的灯泡比“220V40W”的灯泡亮C.两个灯泡的总功率小于100WD.“220V40W”的灯泡比“220V100W”的灯泡亮15.关于电容器，下列说法正确的是（）A.电容器的电容越大，能储存的电荷越多B.电容器总是把正极板上的正电荷和负极板上的负电荷隔开C.电容器充电过程实质是电荷从一个极板移动到另一个极板的过程D.电容器可以用来滤波或隔直流三、填空题（每空2分，共20分）16.某导体的电阻为10Ω，通过它的电流为2A，则该导体两端的电压为______V。17.一个标有“12V6W”的灯泡，正常工作时的电流为______A，电阻为______Ω。18.将一个阻值为R的电阻接在6V电路中，10秒内产生的热量为Q₁；将这个电阻接在3V电路中，产生相同热量Q₁所需的时间为______秒。19.在图所示的电路中，电源电压恒定，R₁=10Ω，R₂=20Ω。开关S闭合后，通过R₁的电流为0.2A，则通过R₂的电流为______A，电源电压为______V。20.电容是电容器______本领的物理量，决定电容大小的因素有______、______和______。四、计算题（共15分）21.（7分）在图所示的电路中，电源电压恒为18V，电阻R₁=6Ω，电阻R₂=12Ω。求：（1）开关S闭合时，通过R₁的电流；（2）开关S断开时，R₁消耗的功率。22.（8分）一个电热水壶的额定电压为220V，额定功率为1500W。正常工作时，通过电热水壶的电流是多少？如果它正常工作5分钟，消耗多少电能？（假设电压恒定）试卷答案一、单项选择题1.A2.B3.C4.D5.C6.B7.C8.B9.C10.A二、多项选择题11.AB12.CD13.ABC14.CD15.ABCD三、填空题16.2017.0.5,2418.2019.0.1,620.储存电荷,极板正对面积,极板间距离,电介质四、计算题21.（1）开关S闭合时，R₁和R₂并联，总电压等于电源电压U=18V。（2）开关S断开时，只有R₁接入电路。R₁消耗的功率P₁=U²/R₁=(18V)²/6Ω=324W/6Ω=54W。22.正常工作时的电流I=P/U=1500W/220V≈6.82A。消耗的电能W=P×t=1500W×5min×(1h/60min)=1500W×(1/12)h=125Wh=0.125kWh。(或者W=UIt=220V×6.82A×5min×(1h/60min)≈125Wh)解析一、单项选择题1.解析：根据焦耳定律Q=I²Rt，在相同时间内，电阻越大，产生的热量越多。2.解析：电功率是描述电流做功快慢的物理量，功率越大，表示做功越快。P=W/t。3.解析：根据P=U²/R，电阻R=U²/P=(6V)²/3W=36W/3W=12Ω。4.解析：两个电阻并联，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和1/R_总=1/R₁+1/R₂=1/10Ω+1/20Ω=2/20Ω+1/20Ω=3/20Ω。所以R_总=20Ω/3≈6.67Ω。最接近的选项是5Ω。5.解析：灯突然熄灭，说明该支路断路或灯泡损坏。示数都变大，说明总电阻变大，干路电流变小。如果L₁断路，L₂支路仍通路，总电阻应变小，电流应变大，与现象不符。如果L₂断路，总电阻变大，电流变小，电压表测的是电源电压，示数应变大，但题目说示数都变大，可能同时包含电流表内阻影响或描述有歧义，但结合选项，L₁短路时，L₂两端电压变为0，电流表测的是通过R₁的电流，电压表测的是L₂两端电压，都趋近于电源电压，示数会明显变大，这是最符合“都变大”描述的情况之一。若仅从电流表和电压表示数都变大且灯熄灭判断，L₁短路导致电流表测值增大更直接，且电压表也测不到L₂电压而趋近电源电压。故选C。6.解析：根据P=U²/R，电阻R=U²/P。电压变为U/2，功率P'=(U/2)²/R=(U²/4)/(U²/P)=P/4。7.解析：电容器的主要功能是储存电荷。8.解析：家庭电路电压约为220V。根据P=UI，额定功率P≈220V×5A=1100W。5500W(5.5kW)接近这个数值。9.解析：电流表A₁测通过R₁的电流I₁，电流表A₂测干路电流I。因为R₂支路电流I₂=U/R₂=(I-I₁)/R₂。由于R₁和R₂阻值不同，I₁和I₂不成比例，所以I₁和I不成比例。10.解析：对折后，电阻丝总长度变为原来的一半，电阻变为R'=R/2。接在3V电路中，电压变为U'=3V。产生的热量Q=(U')²*R'/R=(3V)²*(R/2)/R=9V²*(1/2)/V²=4.5Q。因为是产生相同的热量Q，所以时间变为原来的4.5倍，即4.5*5min=22.5min。选项中Q/4表示Q/4min，显然错误。若理解为时间变为原来的4.5倍，即4.5Q，则选项A正确。二、多项选择题11.解析：电流表测量电流，必须串联；电压表测量电压，必须并联。电流表内阻很小，不能直接接在电源两极（会短路电源）；电压表内阻很大，可以直接接在电源两极测量电源电压。故ABD正确。12.解析：电风扇和电动机主要将电能转化为机械能，利用了磁场对电流的作用力。白炽灯和电水壶主要将电能转化为内能（热能），利用了电流的热效应。故CD正确。13.解析：断开S，R₂被短路，电路变为R₁和R₃串联。A.电路总电阻变大，电源电压不变，干路电流I=U/(R₁+R₃)变小。故A正确。B.电压表V₁测的是电源电压，电源电压恒定，所以V₁示数不变。故B错误。C.R₂被短路，通过R₂的电流为0，R₂消耗的功率P₂=I²R₂=0。故C正确。D.电路总电流变小，通过R₃的电流I'=I变小。R₃消耗的功率P₃=I'²R₃变小。故D错误。14.解析：两个灯泡串联，总电压220V，额定电压不同，实际电压分配与额定电压成正比，即U₁/U₂=R₁/R₂=100W/40W=5/2。所以U₁=220V×(5/7)≈157V，U₂=220V×(2/7)≈63V。均低于各自的额定电压220V，所以两个灯泡都只能正常发光的一部分，实际功率都小于额定功率。实际功率P₁=U₁²/R₁=(157V)²/1000Ω≈24.7W。实际功率P₂=U₂²/R₂=(63V)²/400Ω≈9.9W。显然，“220V100W”的灯泡实际功率较大，亮度也较大。故B正确，D错误。总功率P_总=P₁+P₂≈24.7W+9.9W=34.6W，远小于100W。故C正确。15.解析：根据电容定义Q=CU，电容越大，在电压U一定时，能储存的电荷Q越多。A正确。电容器的作用是将两个极板隔开，阻止电流通过（对直流），允许交流通过。B正确。电容器充电时，电源正极板上的正电荷通过外部电路移到电容器正极板，电源负极板上的负电荷通过外部电路移到电容器负极板。C正确。电容器在电路中可用于滤波（去掉交流成分保留直流成分）或隔断直流（允许交流通过）。D正确。三、填空题16.解析：根据欧姆定律U=IR，U=10Ω×2A=20V。17.解析：根据P=UI，I=P/U=6W/12V=0.5A。根据欧姆定律R=U/I=12V/0.5A=24Ω。18.解析：根据Q=I²Rt，两次产生的热量Q相同，电阻R不变，所以两次电流I的平方与时间t成反比(I₁²t₁=I₂²t₂)。第一次电流I₁=U/R=6V/R，第二次电压U₂=3V，第二次电流I₂=U₂