高中电路习题

高中电路习题

1．(2015·北京理综)如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的12；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )

A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04A

B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02A

C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06A

D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A

含容电路问题

2．(2016·全国卷Ⅱ)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。Q1与Q2的比值为( )

A. 25 B. 12 C. 35 D. 23

3．(2016·湖南浏阳一中月考)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．电压表和电流表的示数都增大

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．灯L2变亮，电容器的带电量增加

4．(2016·辽宁沈阳高三质量监测)如图所示的电路，R1、R2、R3是定值电阻，R4是滑动变阻器，电源内阻不可忽略。闭合开关，在电路稳定后，将滑动变阻器的滑动触头由中点向上移动的过程中( )

A．电压表示数变小

B．电容器放电

C．电源的总功率变小

D．通过滑动变阻器的电流变大

5．(2016·陕西西安一中模拟)(多选)如图所示，I为电流表示数，U为电压表示数，P为定值电阻R2消耗的功率，Q为电容器C所带的电荷量，W为电源通过电荷量q时电源做的功。当变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，下列图象能正确反映各物理量关系的是( )

解析AB 变阻器滑动触头向右缓慢滑动过程中，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，R2消耗的功率为P＝I2R，P∝I2，故A正确；电容器C的电压UC＝E－I(R2＋r)，电荷量Q＝CUC＝C[E－I(R2＋r)]，则ΔQΔI＝－C(R2＋r)，保持不变，则Q－I图象是向下倾斜的直线，故B正确；电压表示数U＝E－Ir，U－I图象应是向下倾斜的直线，故C错误；电源通过电荷量q时电源做的功W＝qE，E是电源的电动势，则W－I是过原点的直线，故D错误。

6．(2016·黑龙江双鸭山一中考试)如图，电路中电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，小灯泡的伏安特性曲线如图所示。当开关闭合后，下列说法中正确的是( )

A．L1的电流为L2电流的2倍

B．L3的电阻约为0.33 Ω

C．L3的电功率约为1.20 W

D．L2和L3的总电功率约为3 W

7．(2016·河北衡水冀州中学一轮)(多选)如图所示电路中，电源电动势为E内阻为r，当滑动变阻器R2滑动端向右滑动后，理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2，理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU。下列说法中正确的是( )

A．电压表V的示数减小

B．电流表A2的示数变小

C．ΔU与ΔI1比值一定小于电源内阻r

D．ΔU与ΔI2比值一定小于电源内阻r

解析BC 当滑动变阻器滑动端向右滑动后，变阻器接入电路的电阻增大，外电路总电阻增大，则总电流减小，所以电流表A2的示数减小。根据串联电路分压的特点分析可知，并联部分电压增大，即电压表V的示数增大，故A错误，B正确；根据并联电路的电流规律I2＝I1＋I，A2的示数I2变小，通过定值电阻R1的电流增大，则A1的示数I1变小，所以ΔI1一定大于ΔI2。电压表测量路端电压，根据闭合电路欧姆定律U＝E－I2r可知，ΔUΔI2＝r，而ΔI1大于ΔI2，所以ΔUΔI1

电流元问题

8．(2015·安徽理综，17，6分)(难度★★)一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷 量为e.在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为( )

A. mv22eL B. mv2Sne C．ρnev D. ρevSL 解析：欧姆定律I＝UR，电流的微观表达式I＝neSv，电阻定律R＝ρLS，则金属棒内场强大小为E＝UL＝IRL＝ρnev， C正确．

9．(2015·北京理综)真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图所示．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用．保持光照条件不变．a和b为接线柱．

已知单位时间内从A板逸出的电子数为N,电子逸出时的最大动能为Ekm，元电荷为e.

(1)求A板和B板之间的最大电势差Um，以及将a、b短接时回路中的电流I短；

(2)图示装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r；

(3)在a和b之间连接一个外电阻时,该电阻两端的电压为U.外电阻上消耗的电功率设为P，单位时间内到达B板的电子，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为ΔEk.请推导证明：P＝ΔEk.

答案 (1)Ekme Ne (2)Ekme EkmNe2

1.某学生实验小组利用下图所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1 k”档内部电路的总电阻。使用的器材有：

多用电表；电压表：量程5 V，内阻十几千欧；滑动变阻器：最大阻值5 kΩ；导线若干。

(1)将多用电表挡位调到电阻“×1 k”挡，再将红表笔和黑表笔________，调零点。

(2)将图(a)中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。

(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图(b)所示，这时电压表的示数如图(c)所示，多用电表和电压表的读数分别为______kΩ和______V。

(4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0 kΩ和4.00 V。从测量数据可知，电压表的内阻为________kΩ。

(5)多用电表电阻档的内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如右图所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V，电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为______kΩ。

答案：(1)短接 (2)1 (3)15.0 3.60 (4)12.0 (5)9.00 15.0

归纳：万用表的欧姆档里配置有一个直流电源，红表笔这端连接电源负极，黑表笔连接电源正极。

万用表测电阻，电阻表盘右端为0，当指针恰好半偏，此读数即为万用表内阻。 2．某同学想测量电压表0～3 V挡的内阻，他从实验室拿来一个多用电表、3节干电池、50 Ω的滑动变阻器1个、开关和若干导线。

(1)先用多用表粗测其内阻，把选择开关旋到欧姆挡的“×100”倍率，将________(填“红”或“黑”)表笔接电压表的“－”接线柱，另一只表笔接“3 V”的接线柱，多用表的指针位置如图甲所示，则电压表的内阻为________ Ω。

(2)再用伏安法测量其内阻，把多用表的选择开关旋到直流电流的________(填“100”“10”或“1”)mA挡，请在图乙完成其余的连线。

(3)实验中多用表的示数为I，电压表的示数为U，则电压表的内阻为RV＝________。

答案：(1)红 3.0×103(或3 000) (2)1 (3)UI

3. 为了测量量程为3 V的电压表V的内阻(内阻约2 000 Ω)，实验室可以提供的器材有：

电流表A1，量程为0.6 A，内阻约为0.1 Ω；

电压表V2，量程为5 V，内阻约为3 500 Ω；

电阻箱R1，阻值范围为0～9 999 Ω；

电阻箱R2，阻值范围为0～99.9 Ω；

滑动变阻器R3，最大阻值约为100 Ω，额定电流为1.5 A；

电源E，电动势为6 V，内阻约为0.5 Ω；

单刀双掷开关S，单刀单掷开关K，导线若干。

(1)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V的内阻的实验电路，画出电路原理图(图中的元件要用题中相应的英文字母标注)。

(2)写出计算电压表V的内阻RV的计算公式为RV＝________。

[思路点拨] 测电阻最常用的方法为伏安法，本题要求测电压表的内阻，电压表两端的电压可直接测得，因此我们只需测出通过电压表的电流。电压表允许通过的最大电流约为IV＝URV＝1.5 mA，电流表A1量程为0.6 A，量程过大，不能直接使用电流表A1，必须重新设计实验方案。 [解析] 方案一：替代法。考虑到电阻箱R1阻值范围为0～9 999 Ω，与电压表V的内阻较接近，且电阻可读，又有单刀双掷开关，因此考虑用替代法。电路图如图甲所示，闭合K，将开关S掷向1，调节滑动变阻器R3，使电压表V和V2都有较大偏转，记下电压表V2的读数；然后将开关S掷向2，保持滑动变阻器R3的滑动头不变，调节电阻箱R1使电压表V2的读数不变，那么电阻箱R1的阻值即电压表V的内阻，即RV＝R1。

方案二：半偏法。如图乙所示，闭合K，将开关S掷向1，调节滑动变阻器R3，使电压表V满偏；然后将开关S掷向2，保持滑动变阻器R3的滑动头不变，调节电阻箱R1，使电压表V半偏，则由于R3相对于电压表V和电阻箱R1阻值较小，因此电压表V和电阻箱R1上的总电压几乎不变，其中一半电压加在电压表V上，一半电压加在电阻箱R1上，故电阻箱R1的阻值即电压表V的内阻，即RV＝R1。

方案三：伏安法。不能直接使用电流表A1测流过电压表的电流，由于电压表V2内阻的准确值不知道，因此也不能当电流表使用，故我们考虑通过电阻箱R1来测流过电压表的电流。如图丙所示，此时流过R1的电流为I＝U2－UR1，因此电压表的内阻为RV＝UI＝UR1U2－U。

三种测量方案的比较

(1)替代法实验原理简单，看似没有系统误差，但考虑到电阻箱不能连续调节，往往很难保证电压表V2的读数不变。

(2)半偏法测电压表的内阻时，开关S接2，由于R1的串入，并联部分的总阻值略有增大，并联部分的电压略有增大，加在电压表V上的电压是原电压的一半，因此电阻箱上的电压比电压表上的电压大，电压表内阻的测量值偏大。

(3)伏安法测电压表的内阻时，非理想电压表可看作一个可读出两端电压的电阻，因此计算得到通过电压表的电流无系统误差，加在电压表上的电压也无系统误差，测量的电压表的内阻也无系统误差，是最好的测量电压表内阻的方法。