2019年高考物理(鲁科版)练习：第八章 第1讲 部分电路的规律及应用 Word版含解析

第1课时 电路的基本概念、电路的串、
并联和部分电路欧姆定律
考点一 对电流、电阻、电阻定律的理解和应用
1．电流 (1)定义：自由电荷的 定向移动 形成电流． (2)方向：规定为 正电荷 定向移动的方向． (3)三个公式 q U ①定义式：I＝ t ；②微观式：I＝ nqvS I . .
6．电阻的决定式和定义式的区别 公式 l R＝ρS 电阻的决定式 说明了电阻的决定 区别 因素 只适用于粗细均匀 的金属导体和浓度 均匀的电解质溶液 适用于任何纯电阻导体 U R＝ I 电阻的定义式 提供了一种测定电阻的 方法，并不说明电阻与 U 和 I 有关
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． U (1)由 R＝ I 可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过 导体的电流成反比．( × ) l (2)由 R＝ρS可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的 横截面积成反比．( √ ) RS (3)由 ρ＝ l 可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与 导体的长度成反比．( × ) RS (4)由 ρ＝ l 可知导体的电阻越大，其电阻率越大．( × )
电阻率随温度的升高而增大，所以当用酒精灯对电阻丝加热时，电 阻丝的温度就会升高，电阻率就会增大，此时电路中的电流就会减 小，灯泡的亮度就会变暗，选项 A 正确．]
2．(08786753)(2018· 泉州模拟)某金属导线的电阻率为 ρ，电阻为 R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电 阻分别变为( ) B．ρ 和 4R D．16ρ 和 16R
(08786749)(人教版选修 3－1 P43 第 3 题改编)安培提出了著名的 分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电 流．设电荷量为 e 的电子以速率 v 绕原子核沿顺时针的方向做半径 为 r 的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是 ( ve A．电流大小为 ，电流方向为顺时针 2πr ve B．电流大小为 r ，电流方向为顺时针 ve C．电流大小为 ，电流方向为逆时针 2πr ve D．电流大小为 r ，电流方向为逆时针 )

[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．电源电动势反映了电源把其他形式的能量转化为电能的能力，因此() A．电动势是一种非静电力B．电动势越大，表明电源储存的电能越多C．电动势的大小是非静电力做功能力的反映D．电动势就是闭合电路中电源两端的电压解析：电动势是反映电源通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能本领的物理量，电动势越大说明这种转化本领越强，但不能说明储存的电能越多，故选项A、B错误，C正确；闭合电路中电源两端电压大小等于外电压大小，故选项D错误．答案：C2.如图所示，直线A为某电源的U-I图线，曲线B为某小灯泡的U-I图线，用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率和电源的总功率分别是()A．4 W,8 W B．2 W,4 WC．2 W,3 W D．4 W,6 W解析：电源的U-I图线A在纵轴上的截距表示电源电动势为E＝3 V，图线A、B 的交点表示电路工作点，对应的工作电压为U＝2 V，工作电流为I＝2 A．用该电源和小灯泡组成闭合电路时，电源的输出功率P出＝UI＝4 W，电源的总功率P总＝EI＝6 W，选项D正确．答案：D3.(2018·陕西西安名校联考)某电路如图所示，已知电池组的总内阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝5 Ω，理想电压表的示数U＝3.0 V，则电池组的电动势E等于()A．3.0 V B．3.6 VC ．4.0 VD ．4.2 V解析：由于电压表的示数为路端电压，而U ＝IR ，则I ＝UR ＝0.6 A ，由闭合电路欧姆定律可得E ＝I (R ＋r )＝0.6×(5＋1)V ＝3.6 V ，故选项B 正确． 答案：B4.如图所示电路，电源内阻不可忽略．开关S 闭合后，在滑动变阻器R 0的滑片向下滑动的过程中( ) A ．电压表与电流表的示数都减小 B ．电压表与电流表的示数都增大 C ．电压表的示数增大，电流表的示数减小 D ．电压表的示数减小，电流表的示数增大解析：滑动变阻器R 0的滑片向下滑动，R 0接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，总电流增大，电源的内电压增大，外电压减小，电压表的示数减小，R 1两端的电压增大，R 2两端的电压减小，电流表的示数减小，A 正确． 答案：A5．如图所示为汽车蓄电池与车灯(电阻不变)、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05 Ω.电流表和电压表均为理想电表，只接通S 1时，电流表示数为10 A ，电压表示数为12 V ；再接通S 2，启动电动机工作时，电流表示数变为8 A ，则此时通过启动电动机的电流是( )A ．2 AB ．8 AC ．50 AD ．58 A解析：只接S 1时，由闭合电路欧姆定律得E ＝U ＋Ir ＝12.5 V ，R 灯＝UI ＝1.2 Ω，再接通S 2后，流过电动机的电流为I 电动机＝E －I ′R 灯r －I ′＝50 A ，故选项C 正确．答案：C二、多项选择题6．如图所示，A、B、C、D四个电路中，电源电动势为E，电阻为r，定值电阻为R0.当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，理想电压表示数将变大的电路是()解析：在电路A、B中，当滑动变阻器R的滑片P从a向b滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小．对电路A，电压表测量的是路端电压，由于外电路电阻减小，路端电压随之减小，A项错误；对电路B，电压表测量的是定值电阻R0两端的电压，由欧姆定律知此时电路电流变大，则电压表示数将变大，B项正确；对电路C，由于电压表位置的特殊性，其示数将不变，C项错误；而电路D，实际上可认为是一个分压电路，尽管电路电流不变，但当滑动变阻器R的滑片P 从a向b滑动时，电压表测量的电阻增大，则电压表示数将变大，D项正确．答案：BD7.在如图所示的电路中，灯泡L的电阻大于电源的内阻r，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列说法正确的是()A．灯泡L变亮B．电源的输出功率变小C．电容器C上电荷量减少D．电压表读数变大解析：当滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路的总电阻R总增大，由闭合电路欧姆定律知，干路电流I减小，灯泡变暗，选项A 错误；当内、外电阻相等时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内电阻时，外电阻越大，电源的输出功率减小，当外电阻小于内电阻时，外电阻越大，电源的输出功率越大，由于灯泡L 的电阻大于电源的内阻，所以当R 增大时，电源的输出功率变小，选项B 正确；电容器与滑动变阻器并联，滑动变阻器两端的电压U R ＝E －I (R L ＋r )，因为电流I 减小，故U R 增大，即电容器两端的电压增大，由C ＝QU 知，电容器上的电荷量增大，选项C 错误；电压表的示数为路端电压，由U ＝E －Ir 知，电压表的示数增大，选项D 正确． 答案：BD8.如图所示，已知R 1＝R 4＝12r ＝0.5 Ω，R 2＝6 Ω，R 3的最大阻值为6 Ω.在滑动变阻器R 3的滑片K 由最下端向最上端滑动过程中，下列说法正确的是( ) A ．定值电阻R 4的功率减小 B ．电源的输出功率增大 C ．电源的总功率减小D ．MN 并联部分的功率先增大后减小解析：外电阻R ＝R 1＋R 4＋R 2R 3R 2＋R 3，当滑动变阻器R 3的滑片 K 由最下端向最上端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻从零开始增加，外电阻R 从1 Ω增大到4 Ω，总电流减小，电源的总功率P ＝IE 减小，P 4＝I 2R 4减小，A 、C 项正确；电源的输出功率P 出＝I 2R ＝(ER ＋r )2R ＝E 2(R －r )2R ＋4r ，R ＝r ＝1 Ω时电源的输出功率最大，所以滑片移动过程中电源的输出功率减小，B 项错误；将R 1、R 4与内阻r 等效为电源的内阻r ′＝R 1＋R 4＋r ＝2 Ω，MN 并联部分即等效外电阻R ′＝R 2R 3R 2＋R 3，当滑动变阻器R 3的滑片K 由最下端向最上端滑动时，等效外电阻R′从0增大到3 Ω，可见，MN并联部分的功率先增大后减小，D项正确．答案：ACD[能力题组]一、选择题9.如图所示，已知直流电动机M的电阻是R，电源的内电阻是r，当电动机正常工作时电压表的示数是U，电流表的示数是I.电压表和电流表均是理想电表．以下叙述正确的是()A．t s内，电动机产生的热量是IUtB．t s内，电动机消耗的电能是IUtC．电源电动势是IR＋IrD．电源电动势是U解析：t s内，电动机消耗的电能为UIt，电动机产生的热量是I2Rt，故A错误，B正确；根据闭合电路欧姆定律，有E＝U＋Ir，电动机是非纯电阻电路，故U>IR，故E>IR＋Ir，故C、D错误．答案：B10.如图所示，直线A是电源的路端电压和电流的关系图线，直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线．若将这两个电阻分别接到这个电源上，则()A．R1接在电源上时，电源的效率高B．R2接在电源上时，电源的效率高C．R1接在电源上时，电源的输出功率大D．电源的输出功率一样大解析：电源的效率η＝P出P总＝UIEI＝UE，效率与路端电压成正比，R1接在电源上时路端电压大，效率高，A正确，B错误．由图线的交点读出，R1接在电源上时U 1＝34U 0，I 1＝14I 0，电源的输出功率P 1＝U 1I 1＝316U 0I 0，R 2接在电源上时U 2＝12U 0，I 2＝12I 0，电源的输出功率P 2＝U 2I 2＝14U 0I 0，C 、D 错误． 答案：A11.(多选)在如图所示的电路中，开关闭合后，当滑动变阻器的触头P 向下滑动时，则( ) A ．灯L 1变亮 B ．灯L 2变暗 C ．电源的总功率变大D ．电阻R 1有从b 到a 方向的电流解析：开关闭合后，当滑动变阻器的触头P 向下滑动时，接入电路总电阻逐渐增大，电路中总电流减小，灯L 1变暗，A 错误．由电路中总电流减小可知通过电源内阻及小灯泡的电压减小，则R 2两端的电压增大，通过R 2的电流增大，而总电流减小，则灯L 2中电流减小，灯L 2变暗，B 正确．电路中总电流减小，电源的总功率变小，C 错误．电容器支路两端电压等于R 2两端的电压，则电容器的电压增大，电容器充电，电阻R 1有从b 到a 方向的电流，D 正确． 答案：BD12.(多选)在如图所示电路中，电源电动势E ＝6 V ，内阻r ＝2Ω，R 1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，R 3＝6 Ω.下列说法正确的是( ) A ．电阻R 2中电流为13 A B ．A 、B 两点间的电压为3 VC ．若在C 、D 间接入一个理想电流表，其读数是0.33 A D ．若在C 、D 间接入一个理想电压表，其读数是3.0 V 解析：根据闭合电路欧姆定律，电阻R 2中电流为I ＝ER 1＋R 2＋r＝0.5 A ，选项A错误．A 、B 两点间的电压为U AB ＝IR 1＝0.5×4 V ＝2 V ，选项B 错误．若在C 、D 间接入一个理想电流表，则外电路总电阻为R ＝R 1＋R 2R 3R 2＋R 3＝7 Ω，电阻R 1中的电流I 1＝E R ＋r＝23 A ，电阻R 3中的电流I 3＝12I 1＝13 A ，理想电流表读数是0.33A ，选项C 正确．若在C 、D 间接入一个理想电压表，其测量的电压为R 2两端的电压，R 2两端的电压U 2＝IR 2＝0.5×6 V ＝3 V ，理想电压表的读数是3.0 V ，选项D 正确． 答案：CD 二、非选择题13.如图所示，E ＝10 V ，R1＝4 Ω，R 2＝6 Ω，C ＝30 μF ，电池内阻可忽略．(1)闭合开关K ，求稳定后通过R 1的电流；(2)然后将开关K 断开，求这以后流过R 1的总电荷量．解析：(1)闭合开关K ，电路稳定后I 1＝I 总＝E R 1＋R 2＝104＋6 A ＝1 A.(2)断开K 前，电容器相当于和R 2并联，电压为I 1R 2，储存的电荷量为 Q 1＝CI 1R 2断开K 稳定后，总电流为零，电容器上电压为E ，储存电荷量为 Q 2＝CE所以通过R 1的电荷量为ΔQ ＝Q 2－Q 1＝C (E －I 1R 2)＝1.2×10－4 C. 答案：(1) 1 A (2)1.2×10－4 C14.在如图所示的电路中，R1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，R 3＝1.5 Ω，C ＝20 μF ，当开关S 断开时，电源的总功率为2 W ．当开关S 闭合时，电源的总功率为4 W ，求： (1)电源的电动势和内电阻；(2)闭合S 时，电源的输出功率；(3)S 断开和闭合时，电容器所带的电荷量各是多少？ 解析：(1)S 断开时电源的总功率 P 总＝E 2R 2＋R 3＋r＝2 W ①S 闭合时P 总′＝E 2R 1R2R 1＋R 2＋R 3＋r ＝4 W ②解①②两式得E ＝4 V ，r ＝0.5 Ω. (2)S 闭合时外电路总电阻 R ＝R 1·R 2R 1＋R 2＋R 3＝3.5 ΩP 出＝(E R ＋r)2×R ＝3.5 W.(3)S 断开时，U C ＝U 2＝ER 2＋R 3＋r R 2＝3 VQ 1＝CU C ＝6×10－5 C S 闭合时，U C ′＝0，Q 2＝0.答案：(1)4 V 0.5 Ω (2)3.5 W (3)6×10－5 C 0。

题型重点研讨
考点 电路的动态分析 [重点理解]
电路动态分析的方法——程序法 第一步：确定电路的外电阻 R 外如何变化． 第二步：根据闭合电路欧姆定律 I 总＝R外E＋r确定电路中的总电 流如何变化． 第三步：由 U 内＝I 总 r 确定内电压如何变化． 第四步：由 U 外＝E－U 内确定路端电压如何变化．
[解析] 在 a、b、c 三条图线上分别取横坐标相同的 A、B、C 三点，因为直流电源的总功率 PE 等于输出功率 PR 和电源内部的发 热功率 Pr 的和，所以这三点的纵坐标一定满足关系 PA＝PB＋PC， 所以 A 正确；当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此 时即为 b、c 图线的交点处的电流，此时电流的大小为R＋E r＝2Er，功 率的大小为E4r2，a、b 图线的交点表示电源的总功率 PE 和电源内部 的发热功率 Pr 相等，此时只有电源的内电阻，所以此时电流的大小
题型 2 含容电路动态分析 [典例 2] (多选)如图所示，C1＝6 μF，C2＝3 μF，R1＝3 Ω， R2＝6 Ω，电源电动势 E＝18 V，内阻不计．下列说法正确的是( BC )
A．开关 S 断开时，a、b 两点电势相等 B．开关 S 闭合后，a、b 两点间的电流是 2 A C．开关 S 断开时 C1 带的电荷量比开关 S 闭合后 C1 带的电荷 量大 D．不论开关 S 断开还是闭合，C1 带的电荷量总比 C2 带的电荷 量大
外电路的电阻之和成式IE＝＝
R＋r 只适用于纯电阻电路 U 外＋U 内 适用于任何电路
3．路端电压 U 与电流 I 的关系 (1)关系式：U＝_E__－__I_r__. (2)U-I 图象如图所示．
①当电路断路即 I＝0 时，纵坐标的截距为_电__源__电__动__势__． ②当外电路电压为 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____．

《恒定电流》综合检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1～6小题只有一个选项正确,第7～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.下列说法正确的是( D )A.电动势是反映电源把电能转化为其他形式能量本领的物理量B.电流有大小又有方向所以电流是矢量C.电动势的单位和电势差相同,电动势实质上就是电势差D.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化解析:电源是把其他形式的能转化为电能的装置,电动势表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小,选项A错误;电流有方向,但电流的加减不适用平行四边形定则,所以是标量,选项B错误;电动势的单位和电势差相同,但电动势与电势差是两个不同的物理量,它们的物理意义不同,选项C错误.电动势由电源本身的特性决定,跟电源的体积无关,与外电路的结构无关.同一电源接入不同的电路,电动势不会发生变化,选项D正确.2.如图所示,直线A为电源a的路端电压与电流的关系图像;直线B为电源b的路端电压与电流的关系图像;直线C为一个电阻R的两端电压与电流的关系图像.如果将这个电阻R分别接到a,b两电源上,那么有( B )A.R接到a电源上,电源的效率较高B.R接到b电源上,电源的效率较高C.R接到a电源上,电源的输出功率较小D.R接到b电源上,电源的输出功率较大解析:由闭合电路欧姆定律U=E-Ir可知,图像与U轴的交点表示电动势,则a的电动势较大,图像的斜率大小表示内阻,则b电源的内阻r 较小.当电阻R与电源组成闭合电路时,电阻R的U-I图线与电源的U-I图线的交点表示工作状态,交点的纵坐标表示电压,横坐标表示电流,两者乘积表示电源的输出功率,由图看出R接到a电源上,电压与电流的乘积较大,电源的输出功率较大,选项C,D错误;电源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%,可知R相等的情况下,r越大,电源的效率越小,即b电源的效率高,选项B正确,A错误.3.如图所示,电源电动势为E,内阻为r,电表为理想电表,灯泡L和电阻R阻值均恒定,在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,下列说法正确的是( D )A.灯泡消耗的功率逐渐增大B.电压表、电流表示数均减小C.电源消耗的总功率增大,热功率减小D.电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值恒定不变解析:在滑动变阻器的滑片由a端滑向b端的过程中,滑动变阻器连入电路的有效电阻逐渐增大,电路中的电流减小,路端电压增大,灯泡消耗的功率逐渐减小,电压表示数增大,电流表示数减小,选项A,B错误;由P总=EI及P热=I2r知电源消耗的总功率、热功率均减小,选项C错误;将灯泡电阻与定值电阻R的并联值归为电源内阻,则电压表示数变化量与电流表示数变化量比值的绝对值为新电源的内阻,是定值,选项D正确.4.如图所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是( D )A.R1中的电流小于R2中的电流B.R1中的电流大于R2中的电流C.R1中的自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率解析:设正方形的边长为L,厚度为d,则I=,R=ρ=ρ=,得I=,故R1,R2中的电流相等,选项A,B错误;由I=nqSv=nqLdv得,L大则v 小,选项C错误,D正确.5.一灵敏电流表的满偏电流I g=1 mA,内阻为200 Ω.要把它改装成一个量程为0.5 A的电流表,则应在电流表上( B )A.并联一个200 Ω的电阻B.并联一个约为0.4 Ω的电阻C.串联一个约为0.4 Ω的电阻D.串联一个200 Ω的电阻解析:要使电流表量程变为0.5 A,需要并联分流电阻,流过分流电阻的电流I=0.5 A-0.001 A=0.499 A,并联部分的电压U=I g R=0.001×200 V=0.2 V,则需要并联的电阻r==Ω≈0.4 Ω.6.如图所示电路,开关S闭合后,四个灯泡都正常发光,某时刻,L4因灯丝烧断而突然熄灭,假设其他三灯丝都没烧断,则( A )A.L1,L3更亮,L2变暗B.L1更亮,L2,L3变暗C.L1,L2,L3都更亮D.L2变暗,L3更亮,L1亮度不变解析:L4突然熄灭后,外电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律得知,电路中总电流I减小,L1两端电压U1=E-I(R+r),I减小,其他量不变,则U1增大,L1更亮.L2中电流I2=I-I1,I减小,I1增大,则I2减小,L2变暗.L3电压U3=U1-U2,U1增大,U2减小,则U3增大,L3更亮.所以L1,L3更亮,L2变暗,选项A正确,B,C,D错误.7.如图所示电路中,电源电动势为E内阻为r,开关S闭合,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( BC )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rD.ΔU与ΔI2比值一定小于电源内阻r解析: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,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;I2=I1+I R1,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,=r,而ΔI1大于ΔI2,所以<r,选项D错误,C正确.8.如图所示电路中,电阻R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶3∶4,C为电容器,A为电流表,当电路中某个电阻断路瞬间,发现有自上而下的电流通过电流表A,则断路的电阻可能是( BC )A.R1B.R2C.R3D.R4解析:设路端电压为U,则根据欧姆定律可得U R1=U,U R2=U,U R3=U,U R4=U,设电源负极的电势为零,则电容器上极板的电势φ上=U,下极板的电势为φ下=U,上极板电势高于下板极电势,有自上而下的电流通过电流表,说明电容器两端电压变大,所以可能为电阻R2断路或者电阻R3断路,选项B,C正确.9.如图所示,一台电动机提着质量为m的物体,以速度v匀速上升.已知电动机线圈的电阻为R,电源电动势为E,通过电源的电流为I,当地重力加速度为g,忽略一切阻力及导线电阻,则( BD )A.电源内阻r=-RB.电源内阻r=--RC.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变小D.如果电动机转轴被卡住而停止转动,较短时间内电源消耗的功率将变大解析:在时间t内消耗电能(W电)转化为机械能(W机=mgh)和内能(W内= I2Rt),所以W电=mgvt+I2Rt,而W电=P电t,P电=EI-I2r,解得r=--R,选项A错误,B正确;如果电动机转轴被卡住而停止转动,则电动机相当于电阻为R的电阻,所以电路的电流增大,根据P=I2r可知较短时间内电源消耗的功率将变大,选项C错误,D正确.10.如图所示是某电路的示意图,虚线框内是超导限流器.超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成.当通过超导部件的电流大于其临界电流I C时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制故障电流.超导部件正常态电阻R1=6 Ω,临界电流I C=0.6 A,限流电阻R2=12 Ω,灯泡L上标有“6 V 3 W”字样,电源电动势E=6 V,内阻忽略不计,则下列判断正确的是( ACD )A.当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为0.5 AB.当灯泡正常发光时,通过R2的电流为0.5 AC.当灯泡L发生故障短路时,通过R1的电流为1 AD.当灯泡L发生故障短路时,通过R2的电流为0.5 A解析:当灯泡正常发光时,通过灯L的电流为I L== A=0.5 A,选项A 正确;当灯泡正常发光时,超导部件处于超导状态,则通过超导部件的电流为0.5 A,通过R2的电流为零,选项B错误;当灯泡L发生故障短路时,超导部件处于正常状态,此时R1=6 Ω,通过R1的电流为I1== A=1 A ,通过R2的电流为I2== A=0.5 A,选项C,D正确.11.在如图(甲)所示的电路中,电源电动势为 3.0 V,内阻不计,L1,L2为相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示,R为定值电阻,阻值为7.5 Ω.当开关S闭合后( CD )A.L1的电阻为ΩB.L1消耗的电功率为7.5 WC.L2的电阻为7.5 ΩD.L2消耗的电功率为0.3 W解析:S闭合后,L1两端的电压为3.0 V,由(乙)图可知,I1=0.25 A,故P1=0.75 W,L1的电阻为12 Ω;L2与R及电源串联,把R和电源等效成电动势为3 V,内阻为7.5 Ω的新电源,在图(乙)中作出新电源的I U 图线,两图线的交点表示出了此时L2两端的电压与通过的电流的大小,由图知U2=1.5 V,I2=0.2 A,所以R2==Ω=7.5 Ω,P2=U2I2=1.5×0.2 W=0.3 W.12.如图所示,D是一个理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施中,关于P的运动情况说法正确的是( ABD )A.保持S闭合,增大A,B板间距离,P仍静止B.保持S闭合,减小A,B板间距离,P向上运动C.断开S后,增大A,B板间距离,P向下运动D.断开S后,减小A,B板间距离,P仍静止解析:保持S闭合,电源的路端电压不变,增大A,B板间距离,电容减小,由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,其电荷量不变,由推论E=得到,板间电场强度不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,选项A正确;保持S闭合,电源的路端电压不变,电容器的电压不变,减小A,B板间距离,由E=可知,板间电场强度增大,电场力增大,微粒将向上运动,选项B正确;断开S后,电容器的电荷量Q不变,由推论E=得到,板间电场强度不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,选项C错误,D正确.二、非选择题(共52分)13.(5分)用多用电表的欧姆挡测量阻值约十几千欧的电阻R x,以下是一些主要的操作步骤,其中S为挡位选择开关,P为欧姆调零旋钮,请填写其中空白部分:A.把S旋转到欧姆挡 ;B.将两表笔,调节使指针指在零欧姆处;C.将两表笔分别连接在电阻的两端,若其阻值如图指针所示,则R x的阻值大约是Ω.D.把表笔从插孔中拔出,把S旋转到挡.解析:A.因为阻值大约在十几千欧左右,所以旋钮应选择“×1 k”.B.选挡后进行欧姆调零,将两表笔短接,调节欧姆调零旋钮,使指针指在零欧姆处.C.阻值R=12×1 kΩ=12 kΩ=12 000 Ω.D.用完后,把表笔从插孔中拔出,把S旋至“OFF”或交流电压最大挡. 答案:×1 k 短接欧姆调零旋钮12 000 OFF评分标准:每空1分14.(8分)某同学利用电压表和定值电阻测蓄电池电源的电动势和内阻.(1)实验室有以下三个电压表,需要将它们改装成量程为6 V的电压表,以下措施正确的是.A.将电压表V1(0～1 V,内阻约为1 kΩ)与5 kΩ的定值电阻R串联B.将电压表V2(0～2 V,内阻约为2 kΩ)与4 kΩ的定值电阻R串联C.将电压表V3(0～3 V,内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联D.以上三项都可以(2)利用(1)中改装后的电压表,测蓄电池的电动势和内阻,图(甲)为实验电路图,根据给出的电路图,将图(乙)的实物图补充完整.(3)请完成下列主要实验步骤:A.选择正确的实验仪器连接电路;B.将开关S2闭合,开关S1断开,测得电压表的示数是U1;C.再将开关S1闭合,测得电压表的示数是U2;D.断开开关S2;E.若改装后的电压表可视为理想电压表,则电源的内阻r=(用字母U1,U2,R0表示);(4)由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏(选填“大”或“小”).解析:(1)将电压表V3(0～3 V,内阻为3 kΩ)与3 kΩ的定值电阻R串联,根据欧姆定律可得两端电压为U=U g+R=3 V+×3 V=6 V;而A,B 选项中的电压表内阻都是不确定的值,故选项C中的改装合适. (2)实物连接图如图.(3)根据欧姆定律 E=U1+r ; E=U2+r;联立解得r=R0.(4)由于所用电压表不是理想电压表,所以通过电源的电流大于通过电阻R0的电流,即E′=U1+(+I1)r′;E′=U2+(+I2)r′,I1>I2, 解得r′=>=R0,即测得的内阻比实际值偏小,同理测得的电动势比实际值也偏小.答案:(1)C (2)图见解析(3)R0(4)小评分标准:每小问2分.15.(9分)如图(甲)所示是某同学为测量金属丝电阻率连接的实物图.图中a,b间接的是待测金属丝,P为可移动的线夹,R0为定值电阻.(1)在方框中画出实物连接对应的电路图;(2)电路中的电阻R0的作用是;(3)闭合开关后,调节P的位置,记录接入电路的长度x及对应的电压表的示数U和电流表的示数I,记录在表格内,并求出的值.以为纵轴,x为横轴,在坐标纸上对测得的数据进行描点,作出图像,如图(乙)所示.由图像可以得到图线与纵轴的交点表示,如果测得金属丝的直径为0.40 mm,则该金属丝的电阻率为.(保留2位有效数字,π取3.1)解析:(1)根据实物的连接图,画出电路图如图.(2)电路中的电阻R0的连接是与电源串联,起保护电路的作用,能防止电路中出现短路;(3)由图可知,图线与纵坐标的交点的截距是2.0,由欧姆定律得R=- R A,又R=,所以=+R A,所以-x的图像的斜率为k=,图线与纵坐标的交点表示电流表的内电阻.由图可知,图线的斜率k==10,即k==10所以ρ=10S=10π·()2,代入数据得ρ≈1.2×10-6Ω·m.答案:(1)图见解析(2)保护电路(3)电流表的内阻 1.2×10-6Ω·m评分标准:(1)问3分,(2)(3)问中每空2分.16.(12分)某同学利用满偏电流为500 μA的电流表、热敏电流等制作电子温度计.(1)制作的实验过程中需要测出该电流表的内阻R g,所用的电路如图(甲)所示,主要步骤是:①接通开关S 1,调节变阻器R1,使指针偏转到满刻度;②保持R 1不变,再接通开关S2,调节电阻箱R2,使指针偏转到满刻度的一半,读出此时R2的阻值为299.0 Ω,可认为R g=R2.实验时,图(甲)电路中的变阻器R1和电源有下列器材可供选择:A.变阻器(0～200 Ω)B.变阻器(0～20 kΩ)C.电源(1.5 V,内阻不计)D.电源(9 V,内阻不计)为了使测量R g尽量精确,R1应选,电源应选.(填选项前的字母)(2)温度在0～300 ℃范围内,某热敏电阻的阻值R1随温度t(℃)的变化情况为R t=200+50t(Ω),把这个热敏电阻、标准定值电阻、电池、开关与电流表串联起来,电路如图(乙),电流表的表盘如图(丙).用该热敏电阻作探头,将表盘上的电流刻度值改成对应的温度值,制作成简单的电子温度计.已知电阻的电动势E=1.5 V,内阻r=1.0 Ω,标准定值电阻的阻值R0=2 500 Ω,根据(1)中测得的R g值和闭合电路欧姆定律,得出电流表表盘上500 μA刻度处对应的温度刻度值是0 ℃,300 μA刻度处对应的温度刻度值是℃.(3)由于用图(甲)电路测定电流表○G 的内阻R g在原理上存在一定的系统误差,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值(选填“偏大”或“偏小”).解析:(1)电学中利用半偏法测电阻时,要求干路中滑动变阻器R1值要大些,选用的电源的电动势稍大些能减小误差,所以为了尽量精确测量R g,R1应选B,电源应选D.(2)由闭合电路欧姆定律知E=I g(r+R0+R g+R t),当电流表表盘上300 μA刻度处对应温度刻度值是t,则有300×10-6×(1.0+2 500+ 299.0+200+50t)=1.5,解得t=40 ℃.(3)由于利用半偏法测电流表时电阻R g测量值偏小(因为闭合S2后实际电路中干路电流变大),根据I=知电流I实际偏大,因而制作的电子温度计在测量温度时,测量值比真实值要偏大.答案:(1)B D (2)40 (3)偏大评分标准:每问各4分.17.(9分)如图所示,电源电动势E=10 V,其内阻r=1 Ω.固定电阻的阻值R1=3 Ω ,可变电阻R2的阻值可在0～20 Ω之间调节,电容器的电容C=30 μF.求:(1)闭合开关S,当R2=1 Ω时,R2消耗的功率;(2)在(1)的情况下,电容器上极板所带的电荷量;(3)闭合开关S,当R2取何值时,R2消耗的功率最大,最大功率为多少. 解析:(1)通过R2的电流I==2 A,(1分)R2消耗的功率P2=I2R2,(1分)代入数据求得P2=4 W.(1分)(2)电容器上的电压U=U2=·R2=2 V(1分)电容器上极板带正电,Q=CU,(1分)代入数据,得Q=6×10-5 C.(1分)(3)电阻R2消耗的功率P=()2R2(1分)当R2=R1+r=4 Ω时,R2消耗的功率最大,(1分)P m==6.25 W.(1分)答案:(1)4 W (2)6×10-5 C (3)6.25 W18.(9分)如图所示,图(甲)为一个电灯泡两端电压与通过它的电流的变化关系曲线.由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故,参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻,线路提供电压不变):(1)若把三个这样的电灯泡串联后,接到电压恒定为12 V的电路上,求流过灯泡的电流和每个灯泡的电阻;(2)如图(乙)所示,将两个这样的电灯并联后再与10 Ω的定值电阻R0串联,接在电压恒定为8 V的电路上,求通过电流表的电流值以及每个灯的实际功率.解析:(1)由于三个电灯完全相同,所以每个电灯两端的电压为U L= V=4 V,结合图像可得当U L=4 V时,I L=0.4 A(2分)故每个电灯的电阻为R==Ω=10 Ω.(1分)(2)设此时电灯两端的电压为U′,流过每个电灯的电流为I,由串联电路的规律得U=U′+2IR0(2分)代入数据得U′=8-20I(1分)在图(甲)上画出此直线如图所示.可得到该直线与曲线的交点(2 V,0.3 A),即流过电灯的电流为0.3 A,则流过电流表的电流为I A=2I=0.6 A,(2分)每个灯泡的功率为P=UI=2×0.3 W=0.6 W.(1分) 答案:(1)0.4 A 10 Ω(2)0.6 A 0.6 W。