第2讲 电路 电路的基本规律
时间:45分钟
满分:100分
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。其中1~7题为单选,8~10题为多选)
1.如果闭合电路中电源的电动势为12 V,外电压为10 V,当有0.5 C电荷量通过电路时,下列结论正确的是( )
A.在电源内部,非静电力将5 J的其他形式的能转化为电能 B.在电源内部,静电力将6 J的其他形式的能转化为电能 C.在电源外部,静电力将5 J的电能转化为其他形式的能 D.在电源外部,静电力将6 J的电能转化为其他形式的能 答案 C
解析 在电源内部,根据公式有W=qE=0.5×12 J=6 J,非静电力将6 J的其他形式的能转化为电能,故A、B错误;在电源外部,根据公式有W=qU=0.5×10 J=5 J,静电力将5 J的电能转化为其他形式的能,故C正确,D错误。
2.如图所示为两电源的UI图象,则下列说法正确的是( )
A.电源①的电动势和内阻均比电源②小
B.当外接相同的电阻时,两电源的输出功率可能相等 C.当外接同样的电阻时,两电源的效率可能相等
D.不论外接多大的相同电阻,电源①的输出功率总比电源②的输出功率大 答案 D
解析 由UI图线知E1>E2,r1>r2,故A错误;当外接相同电阻时,画出电阻的UI图与①、②分别有交点,交点即为工作点,交点横、纵坐标乘积为电源输出功率,可知电源①的输出功率总比电源②的输出功率大,故B错误,D正确;电源的效率η=则效率不可能相等,故C错误。
RR+r×100%,因r不同,
3.如图所示为两个量程的电压表原理图,定值电阻R1=2.95×10 Ω,R2=1.2×10 Ω,
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4
5
灵敏电流计内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=100 μA,下列关于电压表量程的说法正确的是( )
A.当使用O、A两接线柱时,量程为4 V B.当使用O、A两接线柱时,量程为6 V C.当使用O、B两接线柱时,量程为15 V D.当使用O、B两接线柱时,量程为30 V 答案 C
解析 在电压表中,量程达到满偏时,经过“表头”的电流均为满偏电流。接O、A时
U1U2
Ig=,解得U1=3 V,A、B错误;接O、B时Ig=,解得U2=15 V,C正确,D
Rg+R1Rg+R1+R2
错误。
4.(2024·上海市嘉定区高三下学期质量调研)如图所示电路,在滑动变阻器的滑片P向
a端滑动过程中,电压表、电流表的示数变化情况为( )
A.两电表示数都增大 B.两电表示数都减小
C.电压表示数减小,电流表示数增大 D.电压表示数增大,电流表示数减小 答案 D
解析 当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时,接入电路的电阻增大,与R2并联的电阻增大,外电路总电阻R总增大,总电流I减小,电压表的示数UV=E-I(r+R1),则UV增大,流过
UV
R2的电流I2=增大,电流表的示数为IA=I-I2,则电流表示数减小;故A、B、C错误,D正
R2
确。
5.三盏相同的小灯泡与滑动变阻器连接成如图所示电路,电源有一定内阻,初始时滑动变阻器滑片在滑动变阻器的正中间位置,下列说法正确的是( )
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A.滑片稍向下滑动,灯泡L3变暗 B.若灯泡L1发生短路,则灯泡L2变亮 C.滑片向上滑动,电源的输出功率减小
D.若滑片从两端向中间滑动,则电源的效率一定增大 答案 D
解析 三盏灯泡电阻相同,当滑片在中间位置时,并联电路电阻最大,当滑片稍向下移动时,并联电路的电阻减小,总电阻减小,总电流增大,则灯泡L3变亮,A错误;若灯泡L1短路,则上端并联支路电阻减小,并联电阻减小,电路总电阻减小,总电流增大,并联电路电压减小,故灯泡L2所在支路电流减小,灯泡L2变暗,B错误;滑片向上滑动,并联电阻减小,外电阻减小,但由于外电阻与内阻大小关系未知,无法确定电源输出功率变化情况,C错误;滑片从两端向中间滑动的过程中,总电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压增大,由η=×100%得,电源的效率增大,D正确。
6.如图所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图象,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图象,则下列说法不正确的是( )
UE
A.电源的电动势为50 V 25
B.电源的内阻为 Ω
3
C.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 Ω D.输出功率为120 W时,输出电压是30 V 答案 B
解析 电源的输出电压和电流的关系为:U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于r,50-20
纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出截距为50 V,斜率的绝对值为r= Ω=5 Ω,
6-0A正确,B错误;当电流I1=2.5 A时,由回路中电流I1=
Er+R外
,解得外电路的电阻R外=15 Ω,
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C正确;当输出功率为120 W时,由题图中PI关系图线中看出对应干路电流为4 A,再从UI图线中读取对应的输出电压为30 V,D正确。
7.如图所示,电路中电源电动势为E,内阻为r,C为电容器,L为小灯泡,R为定值电阻,闭合开关,小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离,滑动前后理想电压表V1、V2示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2,理想电流表A示数变化量的绝对值为ΔI,则( )
A.电源的输出功率一定增大 B.灯泡亮度逐渐变暗 C.
ΔU1ΔU2
与均保持不变 ΔIΔID.当电路稳定后,断开开关,小灯泡立刻熄灭 答案 C
解析 滑片向右滑动,滑动变阻器阻值减小,但外电路总阻值R外与电源内阻r大小关系未知,则电源输出功率的变化情况无法确定,故A错误;由I=
Er+R外
知,R外减小,则I增大,
ΔU1ΔU2
灯泡亮度逐渐变亮,B错误;由题图分析知=R,=r,故C正确;断开开关,电容器
ΔIΔI中存储的电荷会流过灯泡,则灯泡不会立即熄灭,故D错误。
8.如图所示的电路中,电表均为理想电表,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动至某一位置,与移动前相比,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小,电压表读数变大 B.小灯泡L变亮
C.电源的输出功率一定变大 D.电容器所带的电荷量减少 答案 BD
解析 闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右滑动,滑动变阻器接入电路中的阻值减小,
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根据闭合电路欧姆定律,总电流增大,路端电压减小,电流表读数增大,小灯泡变亮,电压表读数减小,A错误,B正确;由于不知电源内阻与灯泡、滑动变阻器接入电路中阻值之和的大小关系,故不能判断出电源输出功率的变化情况,C错误;由于小灯泡中电流增大,小灯泡两端电压增大,而路端电压减小,所以电容器两极板之间的电压一定减小,由C=可知,电容器所带的电荷量Q减少,D正确。
9.(2024·安徽皖西教育联盟期末检测)如图甲所示,电动势为E、内阻为r的电源与R=8 Ω的定值电阻、滑动变阻器RP、开关S组成串联电路,已知滑动变阻器消耗的功率P与其接入电路的有效阻值RP的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
QU
210
A.电源的电动势E= V,内阻r=2 Ω
5B.图乙中Rx=25 Ω
C.滑动变阻器的滑片向左移动时,R消耗的功率先增加后减小 D.调整滑动变阻器RP的阻值可以得到该电源的最大输出功率为1.28 W 答案 BD
解析 把R等效为电源的内阻,滑动变阻器消耗的功率P=?
?E?2R=
?P?RP+R+r?
E2
[RP-(r+R)]
2RP+4(r+R)
E2
,当RP=r+R时,P有最大值Pmax=,代入图乙数据Pmax=0.4
4(r+R)
W,PR=10 Ω,以及R=8 Ω,解得E=4 V,r=2 Ω,A错误;滑动变阻器的阻值为4 Ω时与阻值为Rx时消耗的功率相等,有4Rx=(R+r),解得Rx=25 Ω,B正确;当滑动变阻器的滑片向左滑动时,其接入电路的阻值增加,电流减小,R消耗的功率减小,C错误;当外电路电阻与电源内阻相等时,电源的输出功率最大,本题中定值电阻R的阻值大于电源内阻的阻值,故滑动变阻器RP的阻值为0时,电源的输出功率最大,最大功率为P出max=?W,D正确。
10.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( )
2
?E?2R=1.28
??R+r?
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