河北省张家口市高三物理同步练习25电路的基本概念和规律.doc

1、1电路的基本概念和规律1.R1和 R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但 R1的尺寸比 R2大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的 A、 B 两端，接 R1时电压表的读数为 U1，接 R2时电压表的读数为 U2，则下列判断正确的是（ ）A. R1=R2 B. R1 R2 C. U1 U2 D. U1=U2【答案】AD【解析】试题分析：设正方形的边长为 a，则导体的电阻 ，由两导体的 与 d 相同，则两导体电阻相等，即 R1=R2，故 A 正确，B 错误；导体接入电路中，电压表示数，由于电源电动势 E、内阻 r、导体电阻 R 相同，则电压表示数 U 相同，即U=IR=Er+RR

2、U1=U2，故 C 错误，D 正确；故选 AD考点：电阻定律；欧姆定律【名师点睛】本题考查了比较电阻大小与电压大小问题，难度不大，是一道基础题，熟练应用电阻定律与欧姆定律即可正确解题。2.如图所示是电阻 R 的 I U 图象，图中 45，由此得出( )A. 通过电阻的电流与两端电压成正比B. 电阻 R0.5 C. 因 I U 图象的斜率表示电阻的倒数，故 R1/tan 1.0 D. 在 R 两端加上 6.0 V 的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是 3.0 C【答案】AD【解析】【详解】根据数学知识可知，通过电阻的电流与两端电压成正比，故 A 正确；根据电阻的2定义式 R=U/I 可知，I-

3、U 图象斜率的倒数等于电阻 R，但不能根据直线倾角的正切的倒数求解，则得 R=10/5 =2，故 BC 错误。由图知，当 U=6V 时，I=3A，则每秒通过电阻横截面的电荷量是 q=It=31C=3.0C，故 D 正确。故选 AD。3.某种材料的导体，其 I U 图象如图所示，图象上 A 点与原点的连线与横轴成 角， A点的切线与横轴成 角下列说法正确的是( )A. 导体的电功率随电压 U 的增大而增大B. 导体的电阻随电压 U 的增大而增大C. 在 A 点，导体的电阻为 tan D. 在 A 点，导体的电阻为 tan 【答案】A【解析】【详解】由图象知，U 增大，电流 I 增大，该导体的电功

4、率在数值上等于横、纵坐标确定的矩形面积，则电功率增大。故 A 正确。由欧姆定律知，导体的电阻 R=U/I，随着 U 增大，I 增大得越来越快，故导体的电阻 R 随 U 的增大而减小，故 B 错误；在物理图象上，图象的倾角决定于标度的选取，不能用倾角的正切求斜率。且弯曲的伏安特性曲线本身误差较大，故不能用正切值来表示电阻；只能用坐标的比值和欧姆定律求解；因标度可能不同，故也不能通过 R=1/ tan 求解电阻；故 CD 错误。故选 A。【点睛】解决本题的关键知道电功率在数值上等于横、纵坐标确定的矩形面积以及知道在 I-U 图象中导体的电阻等于对应的横坐标与纵坐标的比值4.如图所示，图线 1 表示

5、的导体的电阻为 R1，图线 2 表示的导体的电阻为 R2，则下列说法正确的是：3A. R1 R213B. 把 R1拉长到原来的 3 倍长后电阻等于 R2C. 将 R1与 R2串联后接于电源上，则功率之比 P1 P213D. 将 R1与 R2并联后接于电源上，则电流比 I1 I213【答案】AC【解析】【详解】根据 I-U 图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以 R1：R 2=1：3选项 A 正确；把 R1拉长到原来的 3 倍长后，横截面积变为原来的 1/3，根据 可知，电阻变为原来R=LS的 9 倍，不等于 R2，选项 B 错误；串联电路电流相等，所以将 R1与 R2串联后接于电源上，电流比

6、I1：I 2=1：1，根据 P=UI=I2R，功率之比为 1：3，选项 C 正确；并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将 R1与 R2并联后接于电源上，电流比 I1：I 2=3：1故D 错误。故选 AC。5.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同，现将它们串联到电路中，电动机和电炉都能正常工作的情况下，在相同时间内（ ）A. 电炉放热与电动机放热相等B. 电炉两端电压小于电动机两端电压C. 电炉两端电压等于电动机两端电压 D. 电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率【答案】ABD【解析】试题分析：对于电炉电路和电动机电路，焦耳定律都适用，欧姆定律只适用于电炉，不适用于正常工作的电动机；

7、根据欧姆定律研究电炉两端的电压；电动机两端的电压大于电流与电阻的乘积解：A、电炉电路和电动机电路焦耳定律都适用根据焦耳定律 Q=I2rt，知电炉和电动机的电阻相同，电流相同，则在相同的时间内电炉和电动机产生的电热相等故 A 正确B、C、设电流为 I，电阻为 r，则电炉两端电压 U 炉 =Ir，电动机两端电压 U 机 Ir，所以 U机 U 炉 即电动机两端电压大于电炉两端电压，故 B 正确，C 错误D、电动机消耗的电能一部分转化为内能，另一部分转化为机械能，电炉消耗的电能全部转4化为内能，而相等时间内它们产生的热量相等，则在相同的时间内，电动机消耗的电能大于电炉消耗的电能，则电动机消耗的功率大于

8、电炉消耗的功率故 D 正确故选：ABD【点评】此题要明确电动机工作时电功只能用 W=UIt 求，电热只能用焦耳定律求；电炉工作时，电热等于电功，W=UIt=I 2rt6.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是 ( )A. 电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多B. WUIt 适用于任何电路，而 WI 2Rt t 只适用于纯电阻电路U2RC. 在非纯电阻电路中，UII 2RD. 焦耳热 QI 2Rt 适用于任何电路【答案】BCD【解析】A. 电功率越大，表示电流做功越快，但是电路中产生的焦耳热量的多少还与做功的时间的长短有关，所以 A 错误；B. 公式 W=UIt 是计算电

9、路的总功的大小,适用于任何的电路,当为纯电阻电路时,根据欧姆定律 I=U/R,可以推到出 ,所以 W=I2Rt,W=U2Rt 只能适用于纯电阻电路，所以B 正确；C. 在不是纯电阻的电路中, UIt 表示的是总功的大小,而 I2Rt 只是电路中产生的热量,还有对外做的功,所以 UItI2Rt，所以 C 正确；D. 焦耳热 Q=I2Rt 适用于任何电路中的焦耳热量的计算，所以 D 正确。故选： BCD。7. 电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用，灯泡还和一只开关并联，然后再接到市电上（如图所示） ，下列说法正确的是（ ）A. 开关接通时比

10、开关断开时消耗的总电功率大B. 开关接通时，灯泡熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小5C. 开关断开时，灯泡发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热较少D. 开关断开时，灯泡发光，可供在焊接时照明使用，消耗的总功率不变【答案】A【解析】试题分析：开关接通时，灯泡发生短路，电阻小于开关断开时的电阻，有公式 可知，P=U2R开关接通时比开关断开时消耗的总功率大，故 A 正确；开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，电路中电阻减小，有公式 可知，消耗的功率增大；故 B 错误；开关断开时，P=U2R电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率减小，且电烙铁发热较少，故 C 错误；开关断开时，灯泡

11、串联在电路中，电灯发光，总电阻增大，可供在焊接时照明使用，消耗总功率减小，故 D 错误；故选 A。考点：电功率【名师点睛】本题考查了串联电路的特点和电阻、电压、实际功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用。8.(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中。现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为 U，输出电流为 I，手机电池的内阻为 r，下列说法正确的是( )A. 电能转化为化学能的功率为 UI I2rB. 充电器输出的电功率为 UI I2rC. 电池产生的热功率为 I2rD. 充电器的充电效率为 100%【答案】AC【解析】试题分析：由于充电

12、器的两端电压为 U，则锂电池的两端电压也为 U，电流为 I，故锂电池消耗的电功率为 UI，锂电池的发热功率为 I2r，故转化为化学能的的电功率为 UII 2r，选6项 A 正确；充电器的输出功率为 UI，选项 B 错误；电池产生的热功率为 I2r，选项 C 正确；充电器的充电效率为（1- ）100%，选项 D 错误。考点：电源对非纯电阻元件供电。9.一辆电动观光车蓄电池的电动势为 E，内阻不计，当空载的电动观光车以大小为 v 的速度匀速行驶时，流过电动机的电流为 I，电动车的质量为 m，电动车受到的阻力是车重的 k倍，忽略电动观光车内部的摩擦，则（ ）A. 电动机的内阻为 R=EIB. 电动机

13、的内阻为C. 电动车的工作效率D. 电动机的发热效率 =EIkmgvEI【答案】BCD【解析】试题分析：由功能关系 EI=kmgv+I2R，所以电动机的内阻为 ，所以 A 错误，B 正确；电动车的工作效率等于输出功率与总功率之比，即 ，所以 C 正确，D 错误；故选 BC考点：功能关系【名师点睛】在计算电功率的公式中，总功率用 P=IU 来计算，发热的功率用 P=I2R 来计算，如果是计算纯电阻的功率，这两个公式的计算结果是一样的，但对于电动机等非纯电阻，第一个计算的是总功率，第二个只是计算发热的功率，这两个的计算结果是不一样的。10.在如图甲所示的电路中，电源电动势为 3.0 V，内阻不计，

14、灯 L1、L 2、L 3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示当开关闭合后，下列说法正确的是( )A. 灯泡 L1的电流为灯泡 L2电流的 2 倍7B. 灯泡 L1的电阻为 7.5 C. 灯泡 L2消耗的电功率为 0.75 WD. 灯泡 L3消耗的电功率为 0.30 W【答案】D【解析】【分析】当开关闭合后，灯泡 L1的电压等于 3V，由图读出其电流 I，由欧姆定律求出电阻，并求出其功率。灯泡 L2、L 3串联，电压等于 1.5V，由图读出电流，求出电阻。根据功率公式可求得各电阻的功率大小。【详解】A 项：电源电动势为 3.0V，内阻不计，灯泡 L1的电压 U1=3V，由图

15、读出其电流I1=0.25A；灯泡 L2、L 3串联，电压 U2=U3=1.5V，由图读出其电流I2=I3=0.20A， ，故 A 错误；B 项：当开关闭合后，灯泡 L1的电压 U1=3V，由图读出其电流 I1=0.25A，则灯泡 L1的电阻，故 B 错误；C 项：L 2消耗的功率 P2=I2U2=0.3W，故 C 错误；D 项：L 3消耗的功率 P3=I3U3=0.3W，故 D 正确。故应选：D。【点睛】本题关键抓住电源的内阻不计，路端电压等于电动势，来确定三个灯泡的电压。读图能力是基本功。11.如图所示，是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图电动机内电阻 r0.8，电路中另一电阻 R10，

16、直流电压 U160V，电压表示数 UV110V试求：(1)通过电动机的电流；(2)输入电动机的电功率；(3)若电动机以 v1m/s 匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？( g 取 10m/s2)8【答案】 （1）5A（2）550W（3）53kg【解析】试题分析：根据欧姆定律求出通过 R 的电流，电动机与 R 串联，电流相等；电动机的输入功率为 P 电 =UMIM；电动机内电阻的发热功率为 ，输出的机械功率为 P 出 =P 电 -P 热 ，P热 =I2Mr由公式 P 出 =Fv=mgv 求解物体的质量。（1）由电路中的电压关系可得电阻 R 的电压为：则流过电阻 R 的电流为： IR=URR=5

17、010A=5A可得通过电动机的电流为： IM=IR=5 A电动机两端的电压为：则输入电动机的功率为：（2）电动机的发热功率为： P热 =I2Mr=520.8W=20W电动机输出的机械功率为：又因为： P 出 =mgv带入数据可得：点睛：本题主要考查了非纯组电路问题，要知道电动机做功的功率加上线圈的发热功率等于电动机消耗电能的功率。12.用一个标有“12 V,24 W”的灯泡做实验，测得灯丝电阻随灯泡两端电压变化关系图象如图所示(1)在正常发光条件下，灯泡的电功率为多大？(2)设灯丝电阻与绝对温度成正比，室温为 300 K，求正常发光条件下灯丝的温度(3)将一定值电阻与灯泡串联后接到 20 V

18、电压上，要使灯泡能正常发光，串联的电阻为多大？(4)当合上开关后，需要 0.5 s 灯泡才能达到正常亮度，为什么这时电流比开始时小？计算电流的最大值9【答案】 （1）18W；（2）2400K；（3）5.33 （4）灯丝电阻变大，电流减小，最大电流为 12A【解析】【详解】 （1）由题图知，正常发光时 R=8，故电功率为：（2）由题图知，室温时电阻 R=1，由 得：TT=RR T=RRT=81300=2400K（3）电阻的电压为：U=20-12=8V电阻的电流为： I=UR=128=1.5A串联电路电阻为：R x= ；（4）闭合开关后，灯丝温度升高，电阻增大，电压不变，因此电流减小；由图示可知，最小电阻为 1 欧姆最大电流： ；